淺談監(jiān)控攝像機鏡頭國產(chǎn)化之路

　　?？低?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/鏡頭">鏡頭品牌起步于2010年，此時正值全球安防行業(yè)迅速發(fā)展，代表“中國制造”等中國廠家在市場競爭中攻城拔寨，對監(jiān)控鏡頭的需求不斷擴大，催生了這一定位于中高端的監(jiān)控鏡頭品牌。

　　憑借對市場需求的精準把握和對性能、品質(zhì)的不懈追求，短短的4年多時間內(nèi)，?？低曠R頭品牌經(jīng)歷了從標清到高清，從普通到紅外，從定焦到變焦，從小靶面到大靶面的發(fā)展歷程。目前公司的鏡頭產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋了1/2.7”高清紅外變焦，1/1.8”高清紅外變焦，1/3”標清和ITS高清等多個大的系列。

　　經(jīng)過三十多年發(fā)展，中國安防行業(yè)已形成一個產(chǎn)業(yè)規(guī)模近5000億成熟產(chǎn)業(yè)鏈，并持續(xù)快速增長。這也使得監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化這條路，變得迫切和不斷加速。尤其是近幾年，日本數(shù)碼行業(yè)萎縮，而國內(nèi)光學制造業(yè)的不斷升級，國產(chǎn)鏡頭品牌正在逐步實現(xiàn)對日系鏡頭品牌的突圍，甚至是超越。

　　超高清鏡頭

　　監(jiān)控攝像機輸出圖形的清晰度如何，不僅取決于感光芯片像素大小、ISP技術(shù)及圖像處理技術(shù)等，鏡頭的解像力也十分關鍵。靶面一定時，鏡頭的像素數(shù)越大，其解像力越高，更有利于滿足用戶在細節(jié)圖像上的需求。

　　在2014年北京安防展上，各個安防企業(yè)紛紛亮出了4K攝像機新品。4K技術(shù)出現(xiàn)之前，主流監(jiān)控鏡頭像素為六百萬以內(nèi)，4K技術(shù)的出現(xiàn)，對鏡頭的解像力提出了更高的要求，4K鏡頭的設計、制造難度都會增大許多，對于日系鏡頭廠商，目前也只有寥寥幾家推出了4K鏡頭。但4K鏡頭并非只有日系廠商能做到，隨著國內(nèi)光學制造技術(shù)水平的進步，國內(nèi)一流鏡頭廠商已經(jīng)具備設計、制造4K鏡頭的能力。

　　?？低曈?014年10月就發(fā)布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K鏡頭，這款鏡頭支持1200萬像素，能提供超清晰的圖像細節(jié)，同時達到165度超廣視角，很適合于廣場、道路等場景的監(jiān)控需求。

　　超低照度鏡頭

　　隨著安防監(jiān)控日趨高清化、網(wǎng)絡化，攝像機的應用范圍也越來越廣泛，很多監(jiān)控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機，尤其是低照度攝像機，以滿足全天候24小時監(jiān)控的需求。攝像機低照度性能的提升，大光圈鏡頭是關鍵技術(shù)之一。

　　你也許會問，什么是大光圈鏡頭?為什么大光圈鏡頭能夠提升攝像機低照度效果呢?

　　鏡頭所起到的作用是采集被攝物體發(fā)出的光線，并將其會聚到攝像機感光芯片上，從而使景物成像。因此鏡頭采集進來光線的多寡直接決定了攝像機圖像的亮度和清晰度。衡量鏡頭采集光線能力的參數(shù)，我們稱之為鏡頭的光圈F值，F(xiàn)值=f(鏡頭的焦距)/D(鏡頭的有效口徑)，F(xiàn)值越小，表示鏡頭采集光線的能力越強，反之鏡頭采集光線的能力越弱。常見監(jiān)控鏡頭的F值一般大于或等于1.4，當F值小于或等于1.2時，便可稱之大光圈鏡頭了。

　　正所謂“工欲善其事，必先利其器”，?？低曈?014年11月發(fā)布一款超大光圈變焦鏡頭!

　　這款鏡頭僅從參數(shù)來看，就足夠震撼，至少是目前日系品牌鏡頭也找不到的。首先這款鏡頭采用超大光圈技術(shù)，光圈F數(shù)達到0.95，對數(shù)值不是很敏感的非專業(yè)朋友也許要問，光圈F數(shù)0.95是個什么概念?這樣說吧，在同等條件下，相比光圈數(shù)F1.4的普通鏡頭，這款鏡頭通光量增加一倍多!(計算公式1.42/0.952=2.17)。將其與日系某品牌12.5~50mm焦距，光圈 F1.5的鏡頭對比，在相近焦距下拍攝黑暗場景，這款鏡頭的圖像亮度要亮很多。

　　同時此款鏡頭采用恒定光圈技術(shù)，在全焦段任意焦距下使用時，鏡頭的最大光圈值都是0.95，這點也是目前日系品牌鏡頭沒有的。普通的變焦鏡頭，光圈值會隨著焦距增大而變大，例如某鏡頭廠家7~22mm的變焦鏡頭，7mm焦距時光圈值為1.6，而22mm焦距光圈值為3.2。

　　高精密加工工藝

　　監(jiān)控鏡頭本身是一種高精密光學器件，鏡片及結(jié)構(gòu)件的加工誤差在幾微米時，就有可能造成鏡頭整體品質(zhì)的明顯下降，因此鏡頭的良好品質(zhì)需要高精密的加工工藝支撐。

　　早期國內(nèi)鏡頭生產(chǎn)廠家，由于加工設備、工藝技術(shù)水平等均落后于日系廠家，很多關鍵工藝技術(shù)無法穩(wěn)定實現(xiàn)，這也制約著國內(nèi)監(jiān)控鏡頭整體品質(zhì)的提升。但近些年來隨著中國安防廠家在國內(nèi)外市場的異軍突起，光學制造商也抓住了這次機會并迎頭趕上，生產(chǎn)制造水平有了很大的提升，一些高精密加工工藝不再是日系鏡頭廠家所獨有，國內(nèi)鏡頭廠家也可以實現(xiàn)，而且可以做的更好。

　　比如下面這些高精密加工工藝，都已被品牌鏡頭應用：

　　模壓玻璃非球面技術(shù)：鏡片表面不再是簡單球面，而是按設計值模壓而成的非球面;一片非球面鏡片可以頂替多片球面鏡片，減小鏡頭體積的同時，更好地校正的鏡頭像差。

　　精密變焦凸輪設計技術(shù)：如果凸輪的精度不佳，鏡頭在變焦和聚焦的過程中，會出現(xiàn)透鏡光軸的偏移或者傾斜，導致成像質(zhì)量的嚴重下降。精密變焦凸輪設計技術(shù)，能保證良好的凸輪制造精度，確保變焦和聚焦過程中的成像質(zhì)量，同時也保證了順滑而不失阻尼感的調(diào)節(jié)手感。

　　多層寬帶增透鍍膜技術(shù)：該技術(shù)可以將玻璃和空氣界面的可見光反射率抑制到0.5%以內(nèi)(一般鍍膜技術(shù)為5%)，同時將紅外光的反射率降至約1%，從而減少了攝像機圖像上不必要的雜散光和鬼像，有效提高畫面的通透性。

　　超低色散光學玻璃技術(shù)：盡可能地使紅、綠、藍光的聚焦面一致，最大程度降低色散，呈現(xiàn)高清畫面。

　　不斷專業(yè)、高端的外觀

　　如果說光學性能是一顆監(jiān)控鏡頭的“內(nèi)在”屬性，那么外觀便是其“外在”屬性。高端鏡頭與低端鏡頭的區(qū)別不僅在于“內(nèi)在”屬性的卓越，如高解像力、大光圈、大倍率等，“外在”屬性也往往體現(xiàn)出差異。早期，國產(chǎn)品牌鏡頭由于性能較低，往往走的是低端路線，因此外觀上也不是特別注重?，F(xiàn)在國產(chǎn)品牌高端系列鏡頭“內(nèi)在”已基本趕上日系，自然“外在”也越來越有檔次，外觀上絲毫不遜于日系品牌鏡頭。

　　如海康威視品牌CS/C鏡頭，一直在努力營造自己的獨特風格和外觀：在定義每一款新產(chǎn)品之時，都會注意將科技元素融入到外觀設計中，強調(diào)簡潔、大氣的設計風格，力求展現(xiàn)企業(yè)的文化和形象，突出產(chǎn)品的現(xiàn)代感和專業(yè)感。其中，高清變焦CS鏡頭系列采用黑色亞光塑料外殼設計，圓柱形鏡筒搭配直紋式調(diào)焦和聚焦環(huán)，精密的模具制造工藝使得變焦和調(diào)焦的手感順暢而不失平穩(wěn)，而且保證了外觀上嚴絲合縫，渾然天成的視覺效果。ITS高清鏡頭采用金屬外殼，主體部分為鋁合金加表面亞光氧化發(fā)黑，同時細目噴砂處理以保證細膩潤澤的質(zhì)感;相機接環(huán)則使用簡潔明快的鍍鉻鋁合金，黑白搭配凸顯科技感和現(xiàn)代感;聚焦環(huán)和光圈調(diào)節(jié)環(huán)直紋設計，美觀大方而又方便調(diào)節(jié)和鎖緊。

　　穩(wěn)定性、可靠性

　　由于攝像機使用環(huán)境越來越多樣化，這也對鏡頭的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高要求。相比于消費類電子產(chǎn)品的鏡頭，監(jiān)控鏡頭面對的應用環(huán)境要惡劣得多，這也導致許多傳統(tǒng)光學行業(yè)的廠家在進入安防領域后，呈現(xiàn)水土不服的癥狀，其產(chǎn)品無法勝任多種氣候條件下長期穩(wěn)定工作的要求，這也是日系鏡頭比早期國產(chǎn)鏡頭優(yōu)秀的品質(zhì)之一。

　　?？低曇罁?jù)多年的鏡頭設計、開發(fā)經(jīng)驗，將可靠性的設計理念，融入在鏡頭上，如采用了溫度補償光學設計技術(shù)、耐振動結(jié)構(gòu)設計技術(shù)等。鏡頭產(chǎn)品在正式發(fā)布之前，均需通過嚴苛的環(huán)境模擬測試，能夠保證在各種環(huán)境下成像同樣清晰銳利。鏡頭的穩(wěn)定性、可靠性不輸日系鏡頭。

　　打造中國鏡頭品牌效應

　　工作有時候會和客戶打交道，有些客戶可能受以往品牌的影響，一直覺得日系監(jiān)控鏡頭要比國產(chǎn)的好很多，因此愿意忍受高價去買日系鏡頭，而后來用過像?？低暤葒a(chǎn)鏡頭后，才發(fā)現(xiàn)有些國產(chǎn)鏡頭其實也不錯，效果不一定比日系鏡頭差，并且性價比往往比日系鏡頭高很多。對國產(chǎn)鏡頭信心不足，我相信這也是很多人的誤區(qū)，之所以會這樣，可能與國產(chǎn)監(jiān)控鏡頭仍缺少足夠的品牌效應有關。畢竟經(jīng)過幾十年技術(shù)沉淀，和背后受本國發(fā)達的光學產(chǎn)業(yè)支撐，日系監(jiān)控鏡頭在全球范圍內(nèi)積累的較好的品牌效應。

　　品牌效應，這是目前國產(chǎn)鏡頭品牌缺少的，也是必須要做的，不能再一味地走低端、低價路線。中國監(jiān)控鏡頭廠商在做好鏡頭產(chǎn)品的同時，努力打造中國自主品牌，由“制造”向“創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型，才能在監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化道路上越走越深，“中國品牌”也才會越來越響亮。

　　筆者體會

　　筆者認為，國內(nèi)光學產(chǎn)業(yè)起步并不比日本晚很多年，但缺乏產(chǎn)業(yè)引導和規(guī)范，國內(nèi)光學產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀仍落后于日本很多，正真做到攝像機監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化，還有很多工作要做。如果只為買到日系高精密加工檢測設備，或者處理芯片就滿足了，那么中國光學產(chǎn)業(yè)仍會被日本牽著鼻子走。只有真正掌握核心技術(shù)，能夠自主“創(chuàng)造”，才是攝像機鏡頭乃至光學產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化的根本。對于鏡頭研發(fā)，我想可能最需要的是“認真”兩個字。