中國安防監控監視行業已進入快速發展階段,安防監控攝像系統也廣泛應用于圖書館,超市,道路交通,機場,各大醫院,機場等重要的公共場所的監控。夜視安防監控鏡頭是安全監控系統的重要組成部分。夜視監控鏡頭可以捕獲發送到傳感器的圖像,傳感器能通過圖像信號的處理就可以反饋到我們監控的實時信息,因此安全監控鏡頭圖像質量對整個監控系統有很大的影響。近年來,隨著圖像傳感器技術領域的不斷完善,圖像監控清晰度得到很大的提高,夜視安防光學透鏡從標準到高清晰度的發展,從固定焦點到開發,從單一可見到可見和紅外成像開發,百萬像素,一天晝夜間雙用變焦鏡頭將成為未來市場的主要要求。目前,國內生產和應用百萬像素固定焦距鏡頭,但相應的變焦鏡頭圖像質量不是固定焦距鏡頭高,所以高分辨率變焦鏡頭為了提高其圖像質量,在光學系統設計中引入了高非球面,目的就是進一步校正和平衡連續變焦系統的殘余像差狀態,從而達到提高圖像清晰度。
我國夜視鏡頭的市場上發展速度很快,產品的產出量一直在不斷擴張,國家產品產業政策一直鼓勵夜視監控鏡頭向著更高的技術產品方向發展,國內企業的新增的投資項目投資越來越多。投資商對夜視鏡頭在市場上的關注變得越來越多,這使得夜視鏡頭的市場越來越受到重視。
視頻監控向室外開發,戶外監控到夜視開發,夜視的發展基于紅外光的夜視開發,這一趨勢可以說是夜視監控攝像機行業的目前的發展趨勢。目前實現遠距離夜視監控的技術有激光夜視監控技術,因為激光具有亮度高,還具有良好的相干性,良好的單色性,良好的方向,壽命長和CCD波長的感應程度遠遠大于LED感應特性。 激光可以達到照亮更遠的距離的效果,并且光強度比常規光源強得多。
人眼的眼睛能可以看到的可見光從長到短以此為紅,橙,黃,綠,藍,靛和紫,而帶有CCD傳感器的數碼相機能感應所有光線。這是圖像圖像攝取裝置和我們所看到由圖像產生的可見光是有所不同的。 為了解決這個問題,數碼相機在透鏡和CCD之間安裝了紅外濾光片,允許一定頻帶的紅外光可以通過,可見光和紫外線被吸收或者反射。目前大部分紅外夜視監控攝像機采用LED紅外發光二極管作為紅外攝像機的主要材料。
21世紀初半導體激光器才正式進入安防夜視監控行業市場,解決了LED紅外夜視監控因壽命短、有效距離近、品質良莠不齊等缺陷,滿足了遠距離、高清晰、低能耗的市場需求。到目前為止,半導體紅外激光燈發展雖只是短短不到10年時間,卻已經歷了五個不同發展階段,從非專業性的小眾應用需求,發展到全球化、智能化的工業級應用。但即便如此,不少用戶對紅外激光燈了解不多,存在較大誤區,甚至連紅外激光燈與LED紅外補光燈都無法區分開來。為此,對紅外激光燈的市場應用特點與發展歷史進行詳細介紹。安防監控夜視照明的半導體紅外激光燈按其激光輸出模式可劃分為自由空間紅外激光器、光纖紅外激光器兩種,兩種激光燈先后面世,起初交替升級發展,形成了激光燈的不同發展階段,最終進入適合各自特點優勢的市場領域——自由空間紅外激光燈占據了中近距、遠距的市場,光纖紅外激光燈占據了超遠距的市場。紅外激光燈的技術、市場應用發展趨勢也不斷升級改變,從最初的實現夜視功能、清晰夜視效果的功能性,逐步發展到自動化、智能化夜視監控的簡便性,最后到低耗節能、市場應用的安全性為主。到2016年,第一代、第二代產品市面上已極為少見。
1、國內研究情況
近幾年以來,中韓兩國作為新的一批生力軍力量,已經急速成長,打破了日本鏡頭行業的絕對領導地位。 中國鏡片廠家主要集中分布于深圳,廈門,福州,長春等各地,其中最集中的地方為福建。 2000年以后,國內監控監視行業逐漸重視和發現相關技術的發展,促進了國內鏡片行業的實際崛起,近兩年來的飛速發展,讓很多人關注,依托世界鏡頭行業。福建鏡片行業出口的鏡片占全國比例的50%以上,被稱之為夜間生產鏡頭的重要基地。
幾年前,中國鏡頭市場主要研究并從事監控行業,精工鏡頭主要在日本進行,但近年來出現了大量仿鏡,精工鏡頭在中國市場的聲譽1996年的時候開始迅速下滑,中國富士能和1997年中國佛山建立領先廠商逐漸開放中國市場,在夜視監控鏡頭行業擁有更高的份額,取得了較理想的成效,使其成為中國市場上鏡頭最成功的行業。而以福建為主的中國鏡頭行業通過引進先進的設備和更有成效技術,使中國鏡片的質量以及清晰度取得了較人滿意的進步,成本效益比日本鏡片多,市場份額穩步上升,目前中國鏡片在國內市場份額超過60%。 以下幾家國內廠商近年來開發出幾款監控級鏡頭。
在國內,隨著安全城市建設的發展,智能邊境監測項目等開始得到廣泛應用,以及校園,區工廠等監控系統的更換,人們對監控攝像機的清晰度和夜間效果要求越來越高了,目前一般的紅外監控攝像機很多夜晚紅外和標準像素已經無法滿足社區的需求,需要新的解決方案來清晰度,提高夜視能力來替代新產品。在此基礎上,激光監控攝像機誕生快速發展。目前,激光夜視技術已成為監控技術不可或缺的一部分,邊界激光夜視攝像機,森林火災,高速公路等領域逐漸開始應用。激光相機激光使用激光器是隱形的”隱形燈”,隱藏和遙遠的距離優勢在公眾中,查獲,技術調查方法,視頻調查刑事調查工作證據和特殊視頻報告有廣泛的應用。
2、國外研究情況
(1)四十年代到五十年代
大約在1930年的時候,變焦鏡頭開始在電影中初步使用。 為了克服機械凸輪制造過程中造成的誤差造成的圖像平面漂移問題等多種問題,一般可以采用光學系統補償來解決。 缺乏這種補償方法的在變焦過程中焦距不能持續改變,使得系統的成像不能總是被確保并且不被廣泛使用。 在1940年左右,變焦系統機械補償方法開始適用。早期使用機械補償方法變焦鏡頭由固定組移動,可在變焦組中進行變焦移動。由于系統前固定組在主固定組和后固定組之間的差異不同,容易產生不理想的軸向像差。 本階段的變焦光學系統,變焦倍數小,鏡頭數量小,品質差,尚未得到廣泛應用。
(2)六十年代至八十年代的階段
1960年至1970年的變焦鏡頭,通常由兩個移動組件組成,使用鏡頭顯著增加數量。這是一個有助于校正像差和提高圖像質量的系統。 1970年以后,出現大量設計變焦光學系統的新技術,包括光學冷加工技術,非球面加工技術,多層涂層加工技術,計算機自動設計加工技術,高精度機床加工技術以及凸輪曲線技術,改進了兩個可移動的分量變焦鏡頭并開發了一個多運動分量變焦鏡頭技術。 1971年,電視變焦鏡頭中使用了兩套聯動變焦系統。這種變焦系統可以看作光學補償和機械補償的組合。該系統具有小的線性變焦運動和平滑的凸輪曲線。為了減小變焦鏡頭的尺寸,在20世紀70年代中期,正極組用于補償移動孔徑,通過移動系統減小系統前端的直徑,并要求相應的機構改變孔徑的大小?？讖竭\動對變焦過程中相對孔徑的影響是恒定的,而當前的正補償類型主要用于相機鏡頭,它是正常變化范圍的2倍。這種補償形式的變焦鏡頭主要由日本制造的135臺攝像機使用。由于雙分量移動變焦鏡頭變焦比的變化范圍偏低,因此通過增大變焦倍率來大幅度地發展多運動部分的變焦鏡頭以避免系統結構的復雜性。 1986年日本松下公司開發了七組,分別為35 700mm l F3.5至6.7低倍率廣角變焦鏡頭,移動變焦鏡頭的兩部分可以被取代,變焦鏡頭加入非球面技術領域,具備了良好的優質,輕便,高性能的多移動組件變焦小型相機。
(3)80年至現階段
80年后,隨著實用的自動對焦技術,以及變焦鏡頭加工技術的高度,許多新的變焦系統設計思路已經被添加到大量的物鏡放大制造過程中,遠型結構,聚焦方法和 非球面應用技術開發。 非球面透鏡的組成材料是有機塑料和無機光學玻璃膠合復合透鏡制成。 非球面技術不僅減少了變焦鏡頭的數量,還減少了物鏡的體積,簡化了系統的結構。 1985美能達推出35-70mm l F4變焦鏡頭,只有六個鏡頭在設計中添加復合非球面技術參數38?90mm l F3.5 a 7.1 Minolta APEX 90變焦鏡頭在設計和生產中只有4 A鏡頭從原來 35 – 70mm l F3.5 – 6.7 8鏡頭通過成功添加聚碳酸酯單面非球面鏡片和玻璃模制雙面非球面鏡片來增強系統。
