光學鏡頭—大變倍電動變焦鏡頭

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光學鏡頭—大變倍電動變焦鏡頭

2021-01-04

引言

視野放遠，世界拉近；你難道不想知道“千里之外”發生什么嗎。“千里眼”不再是僅僅存在于神話中，現實中的大變倍電動變焦鏡頭讓你隨時隨地獲得“千里眼”。

1、變焦鏡頭

變焦鏡頭是指在像面保持靜止下，通過改變系統的 2個及以上透鏡組之間的間隔，來實現系統焦距連續變化，達到小倍率、大視場時發現目標和大倍率、小視場時識別目標的目的。在電動變焦鏡頭中，電動是指在遠程人為操控或程序設定時，利用鏡頭自帶的直流電機來實現變倍、聚焦以及切換日夜或透霧模式等等功能。

在安防監控行業中，電動變焦鏡頭是最早出現的一類可遠程調整焦距、聚焦的變焦鏡頭。電動變焦鏡頭按可變組件的數量可分為：兩可變電動變焦鏡頭；三可變電動變焦鏡頭。兩可變電動變焦鏡頭是指焦距、聚焦可通過電機來變化，而光圈是通過攝像機驅動信號自動控制，即自動光圈。三可變電動變焦鏡頭是指焦距、聚焦、光圈三個參數均通過電動馬達驅動變化。

變焦鏡頭中的倍率或變焦比、變倍比是指長焦端的焦距與短焦端的焦距的比值。倍率超過10倍的變焦鏡頭一般統稱為大倍變焦鏡頭；反之，倍率不足10倍的變焦鏡頭一般統稱為小倍變焦鏡頭。變焦鏡頭按最大成像圓尺寸有三大類：1/3”、1/2”和1”。

2、變焦鏡頭的應用

變焦鏡頭的選擇原則如下：鏡頭的最大成像圓尺寸不應小于攝像機芯片的成像規格，也就是說1/2”的鏡頭可以與1/3”的攝像機一起使用；但是1/3”的鏡頭不應該在1/2”的攝像機上使用，因為會出現圖像邊緣模糊及暗角問題。

電動變焦鏡頭與攝像機配合使用時，變焦，聚焦以及光圈等功能，可通過后端的控制器或攝像機的控制界面進行人為地控制。電動變焦鏡頭的倍率有6倍，7倍，10倍的鏡頭，長焦端的焦距大多在100mm以下，稱為短焦距類電動變焦鏡頭；15倍，16倍，20倍，22倍等中倍數的，長焦端的焦距大多在100mm~300mm之間，稱為中等焦距類電動變焦鏡頭；再往上還有，30倍，33倍，50倍，60倍，一般焦距都在300mm以上的，有些甚至可以達到或超過1000mm，特別適合超遠距離監控，稱為長焦距類電動變焦鏡頭。經過時代的選擇，長焦端焦距在200mm以下的電動變焦鏡頭基本被機芯鏡頭替代了；長焦端焦距在200mm～1000mm焦距段的電動變焦鏡頭，因為特別適合在遠距離及超遠距離監控項目使用，依然得到廣泛的使用。

在河道、高速公路、城市制高點、鐵路、森林防火、機場、邊防、海防、港口等需要大范圍、遠距離、超遠距離的監控項目上，一般要用到大倍長焦距的電動變焦鏡頭。該類監控項目，在監測系統中，有時需要在大范圍內達到無縫監控，其是通過多個監控點的接力來實現的，其中單個攝像機監視距離一般需在1-10公里左右。

為了能在灰塵、煙霧、小雨等惡劣天氣環境下，能夠實現24小時的高清晰日夜監控，還應具備透霧功能，即在700nm~950nm紅外波段鏡頭具有很高的透過率，并同時配備透霧濾光片，以便在透霧模式下，利用近紅外線可以繞射微小顆粒的原理，拍攝到非常清晰、高對比度的黑白圖像，提升遠距離觀察效果。

常見的電動變焦鏡頭在使用中會遇到一些需要解決的問題：

1.由于長焦鏡頭多使用在全天候監控環境中，自動光圈技術的應用是必不可少的。隨之而來的問題是景深隨光圈的調整不斷變化，尤其是夜晚光圈全部打開，使得白天可以清晰觀察到的物體在此時可能會變得模糊。

2.另外，長焦鏡頭給我們帶來了更加廣泛的觀測場景，在同一個畫面中，可能會同時出現近、中、遠景目標同時出現的情況，對不同距離的目標進行監控。通常監控人員需要做的是不斷的對鏡頭進行調焦，以達到理想的觀察效果。

3.在中遠距離監控中，部分場景會出現大霧等遮擋視野的天氣狀況。

電動變焦鏡頭大多應用于室外較為廣闊的場景，而且一般都會覆蓋比較大的焦距范圍。由于焦距可以通過人為操作改變，對于場景中的重點部分可以拉近放大觀察，監控效果十分優秀。隨著安防行業的不斷發展和完善，以及國家對室外基建投入的增加，例如智慧城市、高速公路、鐵路道橋、森林防火、海防、水壩、港口、邊防、油田等行業及領域對于電動變焦鏡頭的需求有了非常大的增長。

3、福特科的大變倍電動變焦鏡頭

型號	分辨率	靶面尺寸	焦距	通光孔徑	光圈類型
V20601	2MP	Φ9.2mm	50~750mm	F3.5	P或DC

福特科自主研發設計的第一款大倍電動變焦鏡頭，觀測距離遠，目標識別度高，透霧能力強，畫面清晰。通過可變頻電機驅動功能完美解決了快速調焦與精細調焦沖突的問題，同時所具有的透霧功能可以解決容易受天氣影響導致圖像清晰度下降的問題。在使用多片超大口徑、超低色散玻璃鏡片，解決了傳統電動變焦鏡頭長焦距端圖像不夠清晰的問題。