一篇文章读懂高清监控镜头技术发展趋势

高清镜头，也称超百万像素镜头，与普通镜头相比具有清晰度高、光谱透射能力强、做工更精密等优势。一般选取镜头成像圈中心及0.7视场的解像力作为评判镜头清晰度的标准，成像圈中心和0.7视场都能达到1000TVLine以上，才称之为高清镜头。

　　四大核心技术

　　镜头本身是高精密光学器件，高清镜头尤其如此。高清镜头之所以具备较佳的高清性能，离不开其采用的关键技术：

　　超精密模造非球面技术

　　传统的球面技术发展到今天，其设计技术和制造工艺都已相当成熟，在光学行业的几乎所有领域都有广泛的应用。然而在设计复杂高清镜头时，球面技术的成像效果无法达到最佳。非球面技术可以校正球面像差，大幅度提高镜头的成像质量。

　　非球面镜片形状是通过精确计算并由精密机器模造而成，一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果。采用超精密模造非球面镜片的镜头可以有效地减小镜头体积的同时，使得镜头的成像更清晰，透光度更好，色彩还原更加准确。

　　图1非球面技术

　　多层宽带增透镀膜技术

　　多层宽带增透镀膜技术，能最大程度地提高镜头的光线透过率，降低光线在每个光学镜片表面的残余反射。该技术可以将玻璃和空气界面的可见光反射率抑制到0.5%以内，同时将近红外光的反射率降至约1%，如图3所示。通过高质量的镀膜，减少了图像上不必要的杂散光和鬼像，有效提高画面的通透性，亦保证了可靠的高清效果。

　　图2普通单层增透镀膜和多层宽带增透镀膜对比

　　超低色散材料技术

　　普通监控镜头，在设计上也会考虑校正不同波长光线(红、绿、蓝)的像差，但通常是将两头的红、蓝两种色光的聚焦同一位置上，但和中间的绿光焦点仍然不重合，即存在二级光谱的像差，限制镜头成像质量进一步提升。

　　为了校正二级光谱，如海康威视监控高清系列镜头，广泛使用了超低色散的光学玻璃材料，利用其不同于常规光学玻璃的色散特性，可以将红、绿、蓝等色光聚焦到同一个平面上，如图4所示，镜头高清性能更优。

　　图3超低色散玻璃校正二级光谱

　　精密变焦凸轮设计技术

　　对于高清变焦镜头而言，其成像质量在很大程度上取决于变焦凸轮的精度。通过凸轮的旋转，带动变焦和聚焦组镜片前后移动，从而实现焦距的连续变化和聚焦点的调节。如果凸轮的精度不佳，则在变焦和聚焦的过程中，不可避免的会出现透镜光轴的偏移或者倾斜，导致成像质量的严重下降。

海康威视高清系列监控镜头，采用精密变焦凸轮设计技术，能保证良好的凸轮制造精度，确保变焦和聚焦过程中的成像质量，同时也保证了顺滑而不失阻尼感的调节手感。

　　图4高清镜头使用的变焦凸轮

　　高清技术的发展趋势

　　4K超高清技术

　　4K超高清技术出现之前，主流高清监控镜头像素为六百万以内。4K超高清技术的出现，对镜头的解像力提出了更高的要求，4K镜头的设计、制造难度都会增大许多，即使日系镜头厂商，目前也只有寥寥几家推出了4K镜头。海康威视于2014年10月发布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K超高清镜头，这款镜头支持1200万像素，能提供超高清的图像细节的同时，具备165度超广视角，很适合于广场、道路等场景的监控需求。

　　图54K超高清镜头拍摄效果

　　超大光圈技术

　　随着安防监控日趋高清化、网络化、智能化，摄像机的应用范围也越来越广泛，很多监控条件差、光线昏暗的地方也要求安装功能多样的摄像机，尤其是低照度高清摄像机，以满足全天候24小时监控的需求。对于夜晚等低照度环境，如果摄像机采集光线不够，会造成画面很暗的情况，影响清晰度。摄像机低照度性能的提升，超大光圈镜头是关键技术之一。海康威视于2014年11月发布一款恒定超大光圈变焦镜头！

　　这款镜头仅从参数来看，就足够震撼，至少是目前日系品牌镜头也找不到的。首先这款镜头采用超大光圈技术，光圈F数达到0.95，与光圈F1.5的普通镜头相比，在相同焦距下拍摄低照度场景，这款镜头的图像亮度要高很多。

　　同时此款镜头采用恒定光圈技术，在全焦段任意焦距下使用时，镜头的最大光圈值都是0.95。在夜间等较暗的环境下，恒定超大光圈技术让监控画面更亮，从而保证了夜间监控的高清化。