主頁（http://www.130131.com）：電動變焦鏡頭核心技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

近年來，用于室外監(jiān)控的電動變焦鏡頭在市場上逐漸興起，但大多數(shù)工程商對其核心技術(shù)并不了解，本文就目前市場上熱門的3-CAM技術(shù)、透霧功能、ED超低色散鏡片等方面與您進行詳細分析。 

 談到電動變焦鏡頭，人們很容易就想到體積大、重量可觀的大家伙，以及與安裝的攝像機那種不協(xié)調(diào)的比例。電動變焦鏡頭的發(fā)展，經(jīng)歷了短焦100mm以下——中焦300mm左右——長焦700mm以上的過程，不論從市場還是技術(shù)方面都已經(jīng)逐漸成熟。由于市場和技術(shù)的發(fā)展，100mm以下的市場已經(jīng)被一體化攝像機壟斷，所以我們討論的重點放在中、長焦系列的鏡頭上面。

隨著市場需求的不斷提高，電動變焦鏡頭的焦距隨之不斷加長。從100mm到200mm再到300mm逐漸發(fā)展而來，現(xiàn)在成熟的產(chǎn)品已經(jīng)做到了750mm。長焦鏡頭的發(fā)展，使單點監(jiān)控的范圍由“米”為單位發(fā)展到以“公里”為單位成為可能。但是，鏡頭設(shè)計的復(fù)雜度也成倍上升，使得在短焦時無關(guān)緊要的問題被逐漸放大，同時，新的技術(shù)問題也接踵而來。如何在客戶需要和技術(shù)瓶頸中找到平衡，已成為了各家廠商思考的熱點問題。

電動變焦鏡頭尤其是長焦鏡頭，為了得到更好的監(jiān)控效果，一般會安裝在比較高的位置，這樣可以得到更好的視角。而且，很多產(chǎn)品是安裝在野外，天氣的大幅變化對設(shè)備在各種氣候下的適應(yīng)能力也有了更高的要求，這些都給維護帶來了麻煩。因此，有一個質(zhì)量穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品才能減少維護成本，保證監(jiān)控的不間斷進行。于是，有實力的廠商引進了一些高端鏡頭行業(yè)采用的技術(shù)來提高產(chǎn)品性能。如3-CAM技術(shù)的應(yīng)用就是這種趨勢的代表。3-CAM技術(shù)的出現(xiàn)，徹底放棄了目前行業(yè)內(nèi)普遍采用的傳統(tǒng)的3軌道技術(shù)。

3-CAM技術(shù)的特點
1、解決了光學偏心
3軌道技術(shù)由于采用軌道的方式來保持變焦時鏡片在一條主軸上運動。這種技術(shù)在短焦鏡頭中應(yīng)用沒有什么問題，因為鏡片的相對位移比較短，目前的生產(chǎn)工藝可以基本保證鏡片在移動時不偏離主軸。但在長焦鏡頭中，尤其是在300mm以上的變焦鏡頭中，這種鏡片依靠軌道直線推進的結(jié)構(gòu)可能會使鏡片在移動過程中發(fā)生偏離主軸的情況。

由于3-CAM技術(shù)不需要軌道來定位鏡片，其鏡片移動時采用螺旋推進，即鏡片圍繞主軸旋轉(zhuǎn)前進，所以不會發(fā)生偏心的情況。這種技術(shù)特別適合于制作長焦、大變倍的鏡頭。

2、可延長使用壽命
由于3-CAM技術(shù)是利用鏡片邊緣的“銷”結(jié)構(gòu)在一個經(jīng)過嚴密設(shè)計的光滑的弧形滑道上運動，不會有任何的硬性摩擦，所以機械磨損非常小。這種減少的摩擦，可以大大延長電機的壽命，同時可以降低電機的驅(qū)動電壓。有些高檔鏡頭甚至可以使用1.5V的電壓來驅(qū)動鏡頭電機，使電動鏡頭的鏡片移動非常平穩(wěn)、緩慢。有利于在長焦時對物體的精細聚焦，拓寬了解碼器對鏡頭變焦、聚焦等操作的速度變化范圍。

3、鏡頭溫度變化適應(yīng)能力強
3-CAM技術(shù)的“銷”結(jié)構(gòu)可以減少摩擦，因而只需要在“銷”結(jié)構(gòu)使用極少的潤滑油，就可以達到理想的潤滑效果。而3軌道技術(shù)為了得到相同潤滑效果，需要在軌道和螺紋邊緣涂抹較多的潤滑油。在我們這樣一個幅員遼闊、橫跨多個氣候帶的國家，南北溫差極大。在南方高溫天氣下，潤滑油會逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，進而發(fā)生“漏油”等情況。北方過多的潤滑油會凝結(jié)而阻礙鏡片的移動。所以，減少潤滑油的使用，可大大提高鏡頭對溫度的適應(yīng)能力。

4、可減少內(nèi)部光反射
由于變焦鏡頭內(nèi)部由多個鏡片組組成，鏡片組之間又有較大的空間。這個空間隨鏡頭焦距的增加而逐漸變大。光線很容易會照射到內(nèi)壁再反射到內(nèi)層鏡片上，從而干擾鏡頭正常的成像，出現(xiàn)“重影”。3軌道技術(shù)是通過內(nèi)壁的螺紋旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動鏡片移動的，所以內(nèi)壁要做的非常光滑，即使涂抹了遮光圖層，也會在使用過程中逐漸磨損掉而露出金屬光亮的原色，進而產(chǎn)生內(nèi)反射而干擾正常成像。

3-CAM技術(shù)由于不需要依靠螺旋驅(qū)動鏡片移動，所以內(nèi)壁可以噴涂不反光的材料來避免“內(nèi)反射”的發(fā)生，使圖像更加清晰、明亮。

透霧功能
過去CCTV鏡頭還處于300mm以下階段時，觀測距離一般限定在1公里以內(nèi)，這種應(yīng)用對天氣能見度的要求比較低，但是焦距已經(jīng)發(fā)展到750mm的今天，霧天對監(jiān)控圖像的影響就不得不引起我們的重視了。這種情況尤其是在森林防火、油田監(jiān)控和離海面較近的港口碼頭等遠距離監(jiān)控中尤為重要。這種環(huán)境往往更容易產(chǎn)生霧氣，使24小時不間斷監(jiān)控面臨新的挑戰(zhàn)。

針對這種情況，少數(shù)有設(shè)計、研發(fā)能力的廠商經(jīng)過努力開發(fā)出了具有透霧功能的鏡頭，并成功實現(xiàn)了成品上市。這種技術(shù)的出現(xiàn)，大大拓寬了視頻監(jiān)控的應(yīng)用范圍，并且是人類依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經(jīng)典案例。市場上少數(shù)廠商在不具備生產(chǎn)透霧鏡頭產(chǎn)品能力的情況下，使用普通的產(chǎn)品充當透霧鏡頭來銷售，宣稱具有透霧功能，是極不負責任的行為。當然，在實際測試中無法蒙混過關(guān)，最終擺脫不了被淘汰的命運，但給對此功能有需求的用戶在產(chǎn)品選擇上制造了許多障礙，并浪費了許多時間。

ED超低色散鏡片
1、色散的成因
當太陽光通過不同的介質(zhì)時，例如：玻璃或水，不同波長的光線因為會有不同的折射率，導(dǎo)致藍光、綠光和紅光會聚在不同焦點上。白光進入然后七彩分色光線出來。就自然界來說，這是構(gòu)成色彩的必要成分，可是就鏡頭來說，這樣的特質(zhì)會形成影像上的大災(zāi)難！隨著鏡頭設(shè)計越來越復(fù)雜，且具備更多的功能，鏡頭設(shè)計工程師必須要跟“色散”打交道。透過不斷的實驗和測試，光學玻璃所產(chǎn)生的影像色彩分散現(xiàn)象是聚焦中心部分會出現(xiàn)同心圓狀的色滲現(xiàn)象，在聚焦影像的周圍形成異色光斑，并從中心部分開始逐漸向邊緣部分擴大，而當鏡頭的焦距越長，這種色散也就越明顯。

2、ED超低色散鏡片
為了解決色散給成像帶來的負面影響，鏡頭研發(fā)人員對各種材質(zhì)進行實驗，通過不斷的努力，通過合成不同的元素，終于找到一種可以解決色散問題的鏡片。這種鏡片稱為“ED”（Extra-low Dispersion）鏡片，它大大提高了鏡片的成像畫質(zhì)。

長焦鏡頭小型化趨勢和對周邊設(shè)備的要求
電動變焦鏡頭，特別是長焦的鏡頭對周邊配件的要求很高。一般的長焦鏡頭體積比較大，這也就意味著護罩的體積更大，極大的護罩意味著高昂的價格和更大的重量，小巧的外型不僅能減小護罩的尺寸，同時也給云臺的載重減輕了負擔。對于云臺，要求載重能力要強，運轉(zhuǎn)精度要高。長焦鏡頭重量比常規(guī)鏡頭要大得多，再加上護罩的重量，沒有一定的載重能力是很難帶動起來的。長焦鏡頭在焦距調(diào)到最大值時，視角不到1°，若云臺的精度不足，是很難定位監(jiān)控目標的。對于解碼器的使用，如果預(yù)置位控制的精度不夠，在多次調(diào)用預(yù)置位后就無法準確回位。長焦電動變焦鏡頭的安裝使用，對護罩、云臺等配套設(shè)備要求不斷提高，鏡頭的體積和重量也是控制造價的重要因素，小巧、輕便的鏡頭也將成為鏡頭廠商的重要研發(fā)方向。
(中國集群通信網(wǎng) | 責任編輯：陳曉亮)