文/張淂福 本刊資深技術(shù)顧問 責(zé)任編輯/劉慶文

　　摘要：若說眼睛是人類的靈魂之窗，那么鏡頭就是攝像機(jī)的生命之窗，鏡頭的優(yōu)劣直接影響到攝像機(jī)成像是否清晰。特別在一片高清化吶喊聲的環(huán)境中，若要實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的效能最大化，除了攝像機(jī)本身感光組件與電路設(shè)計(jì)的因素外，還需為其選配一款合適的鏡頭，才能展現(xiàn)出攝像機(jī)的成像效果。不同的鏡片組合，成像距離也各有不同。鏡頭在滿足攝像機(jī)對(duì)不同場(chǎng)景及監(jiān)控距離、角度的要求，工程商在搭配不同類型監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭的同時(shí)，也必須慎重的看清楚各項(xiàng)鏡頭參數(shù)，以下我們僅就鏡頭邁入高清與超高清應(yīng)用的一些問題與種種特性分別進(jìn)行探討。

　　談到鏡頭，不免會(huì)先聯(lián)想到現(xiàn)在最受關(guān)注的百萬高清鏡頭，以整個(gè)安防市場(chǎng)來講，雖然有號(hào)稱安防攝像機(jī)使用的1600萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭，但深入了解這些都是用于AV專業(yè)攝影器材使用或是大口徑尺寸的感光組件所用的，真正用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的百萬高清鏡頭大概目前也只能實(shí)現(xiàn)到800萬的程度。但或許您會(huì)問到這么長(zhǎng)久以來，到底高清攝像機(jī)用的百萬像素鏡頭與一般鏡頭的差異在那呢?在這里來告訴您。

　　高清用的百萬攝像機(jī)鏡頭與一般鏡頭差異

　　首先是二者清晰度不同。一般來說普通鏡頭在成像畫面中心部位的清晰度是最高的，而邊緣的清晰度相對(duì)差一些。普通鏡頭總體清晰度可達(dá)到50萬像素的要求。但高清鏡頭則完全不同，實(shí)際上，決定鏡頭清晰度的關(guān)鍵因素有三個(gè)：

　　鏡片材質(zhì)和純度;鏡片的雜質(zhì)越少，其產(chǎn)生的干擾光線越少，畫面清晰度更高;

　　鏡片的研磨精度;鏡片的研磨精度由研磨設(shè)備決定，目前國內(nèi)鏡頭與國外鏡頭的差異就體現(xiàn)在這一點(diǎn);

　　鏡片的鍍膜精度;鍍膜工藝的精確控制也是鏡頭清晰度的決定因素之一。

　　另外，百萬高清鏡頭大都采用非球面鏡片設(shè)計(jì)，可減低像差，這種設(shè)計(jì)相對(duì)于普通鏡頭，不但提高清晰度的同時(shí)也做到了小型化的設(shè)計(jì);而非球面鏡片技術(shù)是通過特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，從圖像中心到周邊部分的畫質(zhì)都實(shí)現(xiàn)高解晰力、高對(duì)比度的畫面，比傳統(tǒng)鏡頭提高了大約2.5倍以上的解晰力，就算在圖像進(jìn)行剪切后或光學(xué)放大功能時(shí)，依然能保證高畫質(zhì)條件。

　　再來是二者第二個(gè)差異是對(duì)光譜的透射能力不同。鏡頭的光譜透射能力也有助于畫面清晰度的提高。鏡頭在寬帶率光線上的透射，將會(huì)大大提高攝像機(jī)靶面的受光量?？稍鰪?qiáng)畫面的對(duì)比度和亮度，對(duì)畫面的細(xì)節(jié)表現(xiàn)更豐富。而對(duì)于光譜矯正能力的差異來說，只有較寬光譜的透射能力對(duì)于高清成像還是不夠，如果鏡頭對(duì)光譜的矯正能力不足，反而將使部分波長(zhǎng)不能準(zhǔn)確的在攝像機(jī)感光靶面上成像，致使重影及虛像的產(chǎn)生。而這種寬帶率光線透射技術(shù)就算是一般普通鏡片通過鍍膜也無法實(shí)現(xiàn)，這就是百萬高清與一般鏡頭的差異所在。

　　不為人知的鏡頭關(guān)鍵技術(shù)

　　除了上述所提的差異外，高清百萬高清鏡頭，在技術(shù)原理與特性上是跟一般鏡頭相差無幾。不過，大部分人都只知道光圈、對(duì)焦、變焦、防震、紅外濾光和電動(dòng)鏡頭的伺服馬達(dá)這些鏡頭基礎(chǔ)知識(shí)。而對(duì)于鏡頭內(nèi)部的，特別是百萬高清鏡頭的一些關(guān)鍵技術(shù)，并不甚解，但這些看起來不起眼的技術(shù)，卻冥冥之中成為影響鏡頭質(zhì)量的關(guān)鍵，而這個(gè)部分我們?cè)谶^去文章中也曾發(fā)表過，不過為了溫故知新，我們?cè)僦匦绿岢鰜硖接懭缦隆?/p>

　　低色散鏡片(LD，Low Dispersion或 UD，Ultralow Dispersion)技術(shù)

　　這種鏡片技術(shù)通常用于鏡頭的色差控制，提升相片的色彩還原效果，使用這種技術(shù)可以使光線折射后產(chǎn)生穩(wěn)定的光譜，也就是說光在透過鏡片折射后的色差小越，成像顏色與七原色就越是相同。在監(jiān)控上通常會(huì)使用LD較多，日系鏡頭產(chǎn)品在這個(gè)部分的采用較多。

　　鏡頭鏡片鍍膜(Coating)技術(shù)

　　采用這種技術(shù)，能在鏡頭上抵消鏡片的反射光，其作用在于消除鬼影、眩光及抵抗折反射光時(shí)所產(chǎn)生的光斑，同時(shí)可以降低鏡頭反射率，增加鏡片上的進(jìn)光量(透光率)。這種技術(shù)在監(jiān)控鏡頭上都有采用，但鏡頭廠商在這部分的技術(shù)能力差異相當(dāng)大，因此很多情況下，能以此來作為鏡頭選型時(shí)的參考依據(jù)。另外要講的是，這種鏡片的鍍膜部分，使用者大概都只知道有沒有鍍膜而已，不會(huì)知道鏡頭鍍膜有多少層級(jí)、有何不同，鏡頭鍍膜大概可以分為納米鍍膜(Nano)、集成鍍膜(Integrated Coating)、次波長(zhǎng)鍍膜(Sub wavelength Coating)、多層鍍膜(Multi Coating)、透明鍍膜(Transparency Coating)和BBAR多層鍍膜、HFT鍍膜等類型，雖然這么多鍍膜技術(shù)都不一定都會(huì)用在監(jiān)控上，而目前監(jiān)控鏡頭以BBAR跟Nano方式較多，其余大多用于數(shù)字相機(jī)DSC或單眼相機(jī)鏡頭。

　　高透光材質(zhì)鏡片技術(shù)(Fluorite FL)

　　這種鏡片技術(shù)較常用于高級(jí)相機(jī)的望遠(yuǎn)伸縮攝鏡頭以及高倍數(shù)望遠(yuǎn)鏡頭上，它的另一個(gè)名稱叫螢石芯片鏡片，特點(diǎn)是有非常低的折射率及LD色散，讓鏡頭在取遠(yuǎn)景拉近時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鏡片反射色散問題，這種鏡頭在日系的點(diǎn)動(dòng)鏡頭系列產(chǎn)品上受到普遍采用。

　　高折射率鏡片 (HRI)技術(shù)

　　這種鏡頭較為特殊，它是利用鏡片特殊偏光的修正技術(shù)來對(duì)鏡頭進(jìn)光時(shí)產(chǎn)生的偏光成像差做有效的矯正、減少光學(xué)像差，這個(gè)部分可讓鏡頭體積縮小、輕量化，通常適用于數(shù)字相機(jī)DSC或監(jiān)控On-Bosard板鏡頭上，但這在監(jiān)控上的實(shí)質(zhì)效應(yīng)不高、較不受監(jiān)控鏡頭廠商關(guān)注。

　　多焦點(diǎn)成像技術(shù)(multi Focusing)

　　這個(gè)新技術(shù)在2012年已成功應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)DSC上，這種多焦點(diǎn)成像技術(shù)有個(gè)突破性的應(yīng)用發(fā)展，就是讓鏡片在成像點(diǎn)上可以有多點(diǎn)成像，在實(shí)時(shí)拍攝時(shí)沒有清晰的錄下或抓下影像，通過該技術(shù)，可以在事后的影像回放上或拍攝照片上再還原應(yīng)有的清晰焦距點(diǎn)，這對(duì)監(jiān)控應(yīng)用上事后的事件舉證有了歷史性突破，但目前尚未被大量引用到監(jiān)控鏡頭上，相信不久的未來;就會(huì)被引用到監(jiān)控鏡頭技術(shù)上。監(jiān)控鏡頭的低色散鏡片及非球面鏡片都會(huì)應(yīng)用到此類技術(shù)。

　　以上幾種是鏡頭在鏡片關(guān)鍵技術(shù)上的應(yīng)用說明，相信這是很多監(jiān)控系統(tǒng)用戶所沒有接觸過的技術(shù)信息部分，通過這個(gè)說明也讓我們?cè)阽R頭選型上獲得更多參考信息。

　　如何辨別高清百萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭

　　以上談了那么多高清鏡頭的差異化與關(guān)鍵技術(shù)，但說實(shí)在話，一般的工程商還是無法很容易的去分辨出高清與非高清鏡頭的差異及選用，因此在文章最后，我們應(yīng)如何識(shí)別高清與非高清百萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭來做為文章的總結(jié)。常識(shí)上大家都知道高清鏡頭要搭配高清攝像機(jī)效果才能相得益彰，應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)鏡頭的功能要求及應(yīng)用能力也越來越高，加上攝像機(jī)在高清的發(fā)展一直都領(lǐng)先鏡頭，使得高清與百萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭在發(fā)展上仍有很大的空間。

　　要辨別怎樣的鏡頭才是高清鏡頭，事實(shí)上并非難事，對(duì)高清攝像機(jī)而言，可以配用號(hào)稱百萬像素?cái)z像機(jī)的普通鏡頭，當(dāng)然也可以配所謂的百萬高清鏡頭，更可以配300萬、500萬甚至是800萬高清鏡頭，然而在相同攝像機(jī)情況下，畫面最終的表現(xiàn)，鏡頭的分辨率還是起了決定性的作用。

　　就實(shí)際產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)而言，百萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭其中心部分解像晰度就是只有100萬像素，而周邊在物理?xiàng)l件下就會(huì)衰減至約50~60萬像素。目前，市場(chǎng)上最新主流的UHD超高清百萬像素?cái)z像機(jī)鏡頭，廠商公布的技術(shù)指標(biāo)通常是場(chǎng)景的70%為半徑的成像圓區(qū)域，其解晰度可達(dá)最高500萬像素，場(chǎng)景70%的成像圓區(qū)域以外的部分則可以達(dá)到解晰度至少200萬像素以上。

　　現(xiàn)在鏡頭市場(chǎng)上，確實(shí)僅有極少數(shù)的高清鏡頭廠商產(chǎn)品能做到：在場(chǎng)景的80%為半徑的成像圓，解像力達(dá)到300-500萬像素的條件，同時(shí)場(chǎng)景80%的成像圓周圍的部分，解晰度仍維持在200萬像素以上。因此而不難看出：由于高清與超高清鏡頭和普通鏡頭之間實(shí)際將存在著很大的差價(jià)，但也因?yàn)檫@樣監(jiān)控市場(chǎng)上出現(xiàn)很多廠商故意混淆的鏡頭價(jià)格定位，使客戶端無法由此分辨。但是如果將這些假高清的面罩揭去，用戶就可以了解市場(chǎng)高價(jià)背后的不一定就是代表是真的高清產(chǎn)品。隨著高清技術(shù)的發(fā)展和成熟，鏡頭不應(yīng)成為監(jiān)控市場(chǎng)順暢發(fā)展的阻礙，因此，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的高清鏡頭就成為主要的市場(chǎng)任務(wù)。

　　總結(jié)

　　對(duì)于高清成像系統(tǒng)，相對(duì)于成熟的監(jiān)控系統(tǒng)，還有很多不為人重視的技術(shù)細(xì)節(jié)。而細(xì)節(jié)決定成敗，優(yōu)秀的成像系統(tǒng)會(huì)考慮的更多。隨著高清系統(tǒng)的逐漸普及，高清鏡頭的選擇將更加理性，同時(shí)隨著需求的旺盛，將反過來推動(dòng)產(chǎn)品的不斷升級(jí)發(fā)展。