鏡片技術仍是核心競爭力國產高清鏡頭漸成主導

如今，高清化應用已經深入到各行各業。作為整個安防系統中最為重要的前端部分，高清攝像機的發展也是日新月異。但無論是哪種形態的高清攝像機，不可或缺的是其成像的關鍵配件——高清鏡頭。

雖是作為一個配件角色，但高清鏡頭卻是高清攝像機清晰成像的核心設備，鏡頭的優劣直接決定了該攝像機是否能提供出色的圖像畫質。當前，高清鏡頭隨著高清攝像機的大量應用得到長足的發展。高清鏡頭從百萬像素過渡到200萬像素、300萬像素甚至是500萬像素，這得益于市場對更高像素和對高透光率鏡頭鏡片需求的激增。同時，像素的發展也離不開鏡頭光學技術的創新。在這其中，日系鏡頭的發展對行業有著一定的推動作用，但類似鳳凰光學、福特科光電、宇瞳光學等具有自主核心技術的國產鏡頭廠商，為我國安防監控鏡頭的國產化發展書寫了新的篇章。

行業亮點產品點評

時下，安防網絡化、高清化的深入應用、用戶認知程度的提高以及芯片智能技術的快速發展，對鏡頭提出了更高的要求。就圍繞鏡片技術的發展而言，鏡頭廠商正不遺余力的推陳出新，以求推出適應行業發展的熱銷產品。

騰龍M13VG850IR/M13VG288IR：更簡單的選擇 更出色的畫質

一直以來，對應百萬像素的鏡頭，其中絕大多數都存在難以在紅外環境下保持百萬像素，以及周邊成像難以達到百萬像素級別畫質的問題。而M13VG288IR與M13VG850IR被譽為騰龍百萬像素手動變焦的雙劍客，焦距分別為2.8-8mm和8-50mm，這兩款鏡頭最顯著的性能在于無論晝夜都能提供百萬像素的解像性能，且能保持全畫面的高清。

白天和黑色均能確保超高光學性能：騰龍百萬像素手動變焦雙劍客系列鏡頭，采用了非球面鏡片、LD低色散鏡片和先進的光學設計技術，能實現3百萬像素全高清1080P以上的高畫質。以往的鏡片在黑白模式下的畫質，一般要比彩色模式下的畫質差，而騰龍的雙劍客系列能提供即使在黑白模式下也能提供300萬像素性能，與高清日夜兩用攝像機相互搭配，實現24小時高畫質監控。

對應全畫面三百萬像素：在監控鏡頭領域，對應百萬像素級別的高清鏡頭往往只表現在鏡頭中心可提供相對應像素級別，但邊緣部分則效果一般。針對這種情況，騰龍提供的雙劍客系列高清鏡頭能提供全畫面高清性能，即從畫面中心至邊緣均能對應百萬像素。所以，使得監控成像的哪個位置都能保證圖像的清晰度，不會產生中心清晰，邊緣模糊的現象。

焦距全面覆蓋：從這兩款鏡頭配備的焦距段來講，基本涵蓋了當前短焦鏡頭所需的焦距范圍，所以，騰龍的這兩款鏡頭就覆蓋了安防監控現場使用頻率最高的廣角端2.8mm到望遠端50mm焦距范圍。無論是入口處、電梯前廳這樣的狹小范圍，還是室外監控、交通監控、大型建筑的遠距離監控，均能實現高畫質網絡監控。在焦距50mm進行車牌識別時，對細節部分也能完美呈現。

鳳凰光學PVH04D14-3MEX：高端鏡頭之代表

隨著前端攝像機的被重視程度加強，為得到一個更為清晰、更為光靚麗的視覺效果，鏡頭所起到的作用不言而喻。鳳凰光學作為國際上知名的大型光學企業，在為國際高端光學品牌加工鏡片、生產鏡頭的同時，也致力于鳳凰品牌安防鏡頭的開發和生產，用為高端專業照相機生產鏡片的技術和設備生產的CCTV鏡頭，最大的保障了鳳凰鏡頭的品質和一致性鳳凰光學PVH04D14-3MEX三百萬像素高清鏡頭，f:4～16mm,F1.4,1/2,C接口，隸屬于其EX系列。“EX”取義“Excellent”，意為“最好、最優秀”，該系列產品使用最好的做工和材料，代表著鳳凰鏡頭制造能力的高端系列產品。

真正的高清CCTV鏡頭：借鑒美國ATSC對高清顯示設備的定義，分為以下三種：720P，1080I，1080P。720p的物理像素約為100萬像素，1080P對應的約為200萬像素。高于200萬像素的設備才是真正的高清設備的入門門檻。一般的百萬像素鏡頭，其中心部分的解像力達到100萬像素，而周邊只能達到50-60萬像素。EX系列的產品，中心解像力超過300萬像素，周邊解像力超過200萬像素，鳳凰認為，只有達到這樣標準的鏡頭，才能稱之為真正的“高清CCTV”鏡頭，PVH04D14-3MEX正是這樣一款有著優越性能和超高設計標準的高清鏡頭。

通光口徑大：PVH04D14-3MEX 300萬像素高清手動變焦鏡頭采用了高精密注塑材料外殼，為寬口筒形設計，最大外徑達53.6mm，全長80.3mm。結構上與鳳凰光學的其它鏡頭設計基本一致，分三部分，前端為固定鏡筒;中間為占據鏡頭身長約1/2的聚焦環，旋轉操作靈便，并可通過法蘭環固定使之不為外力觸動;后端上側為通過法蘭環操控的變焦調節環，下側為DC控制的自動光圈電機;該設計與常見的前焦距環、后聚焦環設計稍有不同。值得一提的是，變焦調節口設計了f=4-16的調節刻度，便于了解鏡頭光學變倍范圍。另外，C型接口采用了滑動設計，對鏡頭方位的安裝更為方便。

非球面鏡片與多層鍍膜：該鏡頭內置有2枚非球面鏡片，通過非球面的特性修正球面鏡造成的相差，利于有效改善圖像邊緣的解像力，保證鏡頭滿足各類1080P攝像機都能達到均勻的搞質量畫面;兩組鏡片均為移動式設計，將隨著聚焦環或變焦環的旋轉而前后伸縮。該鏡頭鏡片均經過了8層以上雙面復合鍍膜，鍍膜均勻，透光性良好，利于各種復雜光環境下的鬼影、光暈的抑制

超廣角效果優異：當然，一款好的鏡頭也要用實際視頻效果來衡量優劣，在實際的測試中，PVH04D14-3MEX無論廣角或長焦還是中間焦段，畫面的清晰度都非常好，尤其在不少鏡頭為提高競爭力將規格虛標的情況下該鏡頭的廣角在1/2寸的攝像機上畫面的非常廣，長焦的畫面可以放很大，說明該鏡頭沒有將焦距等規格虛標，而是將規格實實在在的做到了實處。

低照度環境中效果優秀：許多鏡頭在白天測試效果良好，甚至優于國際高端名牌產品，但在夜間效果會急劇下降，而監控項目恰恰是在夜深人靜萬物俱寂時才是最需要發揮作用的時候，所以對鏡頭的測試，夜晚的測試必不可少，而且夜晚的測試才是最真實的測試。在低照度的測試環境下，將搭配200w像素攝像機的測試鏡頭放入完全封閉的暗箱內，逐步降低其內的照度，降低至2.8Lux時彩色圖像轉為黑白，直至降低至0.5Lux時，依然可以清楚的看清暗箱內被攝物體的特征。

工程塑料機身：CCTV用的高清鏡頭，要達到良好的一致性，一般都采用高精度的模具制造高精度的塑料部件，來避免金屬部件加工中人的因素造成的誤差，同樣這款鳳凰鏡頭和其他鳳凰CCTV鏡頭一樣采用了高精度模具生產的高強度的工程塑料鏡頭一保證所有鏡頭的品質的一致性，

此外，該鏡頭對近紅外光域的矯正、光圈控制、遠距離呈現方面均有不錯的表現;能滿足平安城市、高速公路、機場等中遠距離監控場所的應用。

宇瞳光學2.8-12mm系列高清鏡頭：創造安防監控鏡頭的神話

在安防、攝像領域，既要求對物體做大區域、小倍率的概觀，同時又能對其做小區域、大倍率進行仔細的觀察。

鏡頭按照焦距是否可變，可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭。定焦鏡頭其焦距固定，視場角固定不變。

在不同場合的監控應用中，會有不同畫角的鏡頭使用需求，如果客戶采用定焦鏡頭，那么就會有很多種不同焦距的定焦鏡頭需要去開發；如果客戶采用市面現有定焦鏡頭系列（例如2.8mm、4mm、6mm、8mm等定焦鏡頭），在具體的應用中容易出現視場角不完全符合使用需求的情況，比如客戶需要的鏡頭焦距是5.2mm，那么他使用4mm的定焦鏡頭的畫角就會太大，而使用6mm的定焦鏡頭畫角又會太小，專門為5.2mm焦距去開發一款新鏡頭的話，需要付出開發成本和時間，使用量不大的話成本還會居高不下。

宇瞳光學推出的2.8～12mm、F1.4、4.3倍光學變焦、300萬像素高清鏡頭，焦距覆蓋了2.8mm的超廣角端和12mm長焦距端，等價的135焦距為18mm～79mm（以1/2.7″sensor計算）。可根據不同應用場合，通過調整鏡頭的焦距，得到連續可變的不同大小的視場角、不同大小的影像和不同拍攝距離的切換。廣泛應用于銀行、超市、珠寶展臺等各領域的安防監控系統。

設計原理和特點：2.8～12mm變焦鏡頭的光學變焦就是通過移動鏡頭內部鏡片（鏡片組）來改變焦距的長短，并改變鏡頭的視角大小，從而實現影像的放大與縮小。宇瞳光學的2.8～12mm、F1.4、4.3倍光學變焦、300萬像素高清鏡頭，采用二組元的結構。通過調節兩個組元的位置，實現焦距的變化。采用此結構，使鏡頭的結構簡單、體積小，達到高清分辨率的同時，降低了成本。

鏡頭結構示意圖，如圖1、圖2所示：

圖1 廣角端（2.8mm）

圖1所示為宇瞳光學2.8～12mm光學變焦、300萬像素鏡頭的廣角端。圖2為其長焦端示意圖。

圖2 長焦端（12mm）

在該光學系統中，光闌位置固定在系統的中間位置。光闌右側的透鏡組為系統的變倍組元，焦距為正，起到改變鏡頭焦距的重要作用。

光闌左側的透鏡組，其焦距為負，是系統的補償組元，同時具有對不同拍攝距離進行調焦的功能。

對比圖1和圖2，可以看到，光學變焦是通過光闌左右兩個群組移動實現的。在由廣角端（圖1）向長焦端（圖2）實現焦距變化時，左右兩個組元同時向光闌靠近，從而實現焦距變長。此過程通過鏡頭調節機構，進行簡單的操作即可實現。

通過調節兩個組元的位置，實現了連續變焦，可以獲得2.8～12mm之間的任意焦距值，從而適用于不同應用場合。

日夜兩用特點：宇瞳2.8～12mm變焦鏡頭在白天調焦清晰后，切換到夜間工作環境，普通鏡頭影像清晰度往往會下降。這是因為，如果不加以校正，夜間工作的近紅外波段焦點面與可見光的焦點面位置不重合。如下圖3、圖4，示意了紅外效果的差異。

圖3 普通鏡頭紅外效果

圖4 宇瞳鏡頭紅外效果

該系列高清鏡頭通過鏡片材質的優化配置，在整個焦距段內，實現了紅外共焦效果；用戶在可見光環境下對物體對焦清晰的情況下，當環境切換到夜晚用紅外照明的時候，鏡頭不需要重新對焦也能保證成像清晰。

值得一提的是，宇瞳光學正是憑借2.8-12mm焦距的高清鏡頭，迅速奠定其在安防行業的地位，打響其在鏡頭領域的知名度。據悉，目前安防市場上超過70%的2.8-12mm的高清監控鏡頭均出自宇瞳光學。從2011年9月成立至今，其已經擁有50余條現代化的鏡頭無塵組立流水線，已具備月產1000萬片玻璃球面鏡，150萬只鏡頭的加工能力，可謂創造了安防監控鏡頭企業的神話。

福特科光電三百萬變焦系列：詮釋真正的高清

鏡頭的“高清”化發展乃大勢所趨。對此，福特科福建福特科光電股份有限公司（以下簡稱“福特科光電”）充分認識到這一趨勢，并進行詳細市場調研，充分和客戶深入的溝通，開發出一系列高清鏡頭。

高清鏡頭最大的優點是分辨率高，那么，對于監控鏡頭而言，能真正稱呼為“高清”鏡頭應具備哪些特點呢？福特科光電的F1.2的1"系列道路監控鏡頭和5～50mm(3MP)變焦鏡頭為您詮釋。

出色的MTF值表現：一個鏡頭的清晰度的判斷，是分辨率和對比度相結合的結果，只有分辨率和對比度都達到一定的層度，才是真正意義的高清鏡頭。如果單單考慮分辨率，而忽略對比度的話，鏡頭成像的景物輪廓的邊緣模糊不可辨，層次感不強，反而給人以不清晰的感覺。分辨率、對比度與MTF有著密不可分的聯系，MTF是Modulation Transfer Function的縮寫，MTF是分析判斷鏡頭的成像質量的重要因素，MTF值越高，鏡頭的分辨率和對比度也越高。通常的，人眼對MTF＞9%可以分辨，福特科光電的F1.2、1"系列道路監控鏡頭和5～50mm(3MP)變焦鏡頭的這兩款高清鏡頭MTF＞30%@150lp/mm，并且四角也能達到。

F值：F值是相對孔徑的倒數，它可以用來衡量鏡頭的通光量，光圈數越小，相對的，鏡頭的進光量越大，所需的照度低，可適應在昏暗的條件下拍攝監控。監控鏡頭要在各種環境下監控，全天的光照度變化很大，目前道路監控領域取消補光燈的呼聲越來越高，因此要求鏡頭要有足夠低的F值。福特科光電的1″監控鏡頭F值為1.2，真正做到低照度的要求，即使在星光條件下也可清晰成像。另外，該鏡頭的鏡片全部采用高增透的寬帶AR膜設計，鍍膜的透過率非常高，極大提高了鏡頭的透過率，同等條件下鏡頭拍攝亮度更高。

日夜共焦：對于采用紅外燈條件下監控場合來說，需要日夜的圖像都能清晰。因此要求鏡頭的日夜共焦能力能力強，實現日夜不間斷監控，監控像面清晰的要求。福特科光電開發的5～50mm(3MP)變焦鏡頭日夜不離焦，IR光譜在不離焦情況下MTF值與白天一樣都能達到＞30%。

從整體而言，福建福特科光電的高清鏡頭，從設計到制造，在鏡片材料、鍍膜、鏡片加工、機械件加工、鏡頭裝配調試、鏡頭測試以及品保保證體系等等方面都是嚴格要求，從而實現了鏡頭的“高清”。

鏡片技術是核心競爭力

與眾多安防子產品相似，高清監控鏡頭的競爭也是“熱火朝天”，但歸結到底，行業的競爭依舊是產品與技術的競爭。“工欲善其事，必先利其器”，在鏡頭產業內，要想在競爭中獲得勝利，就必須在鏡片、鏡頭材質、像素、特殊功能、整機性能以及性價比上有所優勢，從上述幾款頗具代表性的鏡頭產品來看便是如此，也可以看出當前高清鏡頭的幾個發展趨勢。

非球面技術促進鏡頭小型化

鏡片技術是整個鏡頭的核心所在。目前，高清監控鏡頭的鏡片技術與鏡頭的發展密不可分。非球面技術是當前討論最多的鏡面技術，也是衡量一個廠商鏡頭優劣的重要標準？從騰龍的“雙劍客”高清鏡頭和鳳凰光學PVH04D14-3MEX可以發現，非球面技術可以簡化鏡頭的光學結構，從而使得鏡頭能獲得較大的口徑，攝光量也會大幅增加。同時，非球面技術可以改善鏡片邊緣部分對光的折射率，使鏡頭的邊緣成像變好。據專業人員介紹，由于非球面鏡頭將邊緣入射的光線按球面鏡頭失真的反方向進行了修正，從而有效地消除了桶形失真。從各大主流鏡頭廠商推出的非球面鏡頭產品來看，如今的非球面技術已經發展到復合非球面技術層面，這是追求鏡頭小型化的技術結合成果。

鍍膜技術提高透光率

鏡頭的鍍膜工藝有很多，每個鏡片廠家也具有各自的特點。鍍膜技術對鏡頭在色彩還原和處理偏光偏色方面起著很大作用。目前在國內監控市場中，對色彩還原的處理已經有所進步，基本能讓用戶滿意，但偏光偏色尤其是眩光鬼影的處理上還與國外市場應用的鏡頭相差不少。百萬像素鏡頭技術中“透光率”的大小直接影響著鏡頭的像素高低，是高清畫質不可或缺的重要條件。“透光率”是指鏡頭鏡片的透光能力，主要決定因素是鍍膜技術。上述幾款鏡頭均采用了多層鍍膜技術，多層鍍膜技術作用在于消除鬼影、眩光及抵抗折反射所產生的光斑，同時可以讓鏡頭反射率降低，增加鏡片上的進光量，可保證鏡頭的準確成像。

目前業界最高的透光率鍍膜，要屬日本賓得鏡頭的SMC鍍膜，透光率達到業界最高的0.998，為高清鏡頭的長遠發展奠定了堅實的基礎。另外，透光率越高，透光量就越大，照度也就越低，尤其是在夜間監控條件下，照度的高低，又是一個夜間鏡頭品質的決定因素，其實在這點上，騰龍的“雙劍客”要稍顯出色。

據鳳凰光學顧成鋼部長介紹，在中高端品牌百萬像素監控鏡頭中，一般都采用全光譜復合多層鍍膜技術；低端鏡頭往往只有藍色膜，稍好些的鏡頭加了紅膜、黃膜等，而只有各色齊全尤其鍍了綠膜的才是全光譜鍍膜鏡頭。判斷一個鏡頭的鍍膜水平可將鏡頭的前端對著自己的臉，在相同光照條件下，若能看清自己的臉部，則說明鏡頭反射能力較強，鏡頭鍍膜水平較差；反之，若不能看清臉部，則說明光線的通透性很好，只有很少的反光，鍍膜的效果比較好。

超低色散鏡片的選用

超低色散高清鏡頭在原來LD鏡片“低色散性”和“異常分散性”的基礎上，進一步抑制“色差”的發生，實現更高精度的“2次光譜”矯正。由此可徹底消減影響畫質的一大因素“色差”的發生，從而獲得高對比度，鮮明銳利的表現力。

出色的景深性能

鏡頭景深或許在監控行業中較少被提及，但其作為一個稍顯概念性的技術特性，其主要特點在于景深越大，在成像后的畫面上能看清晰的遠近范圍就越大，圖像截圖放大后，可以把遠端的景物看的更清晰，如道路監控中，通過截圖放大后，可以看清車牌號碼等。根據上海旭峰偉業電子科技有限公司陳東杰介紹，景深這一概念是百萬像素鏡頭，尤其是未來百萬像素鏡頭占主導市場的時候被廣為重視的一個名詞。目前，我們還不可能在鏡頭的參數中看到景深這個參數，也更不知道景深多少，但是通過成像后的畫面，我們可以對比地看出哪款鏡頭景深更大一些。高清、高清，要求在監控中得到非常清晰的畫面，并且能將整個畫面都清晰地呈現出來，甚至經過放大后可以把遠端的景物看得更清楚。這個時候，就需要鏡頭有不錯的景深。目前市場上，能將高清鏡頭的景深做的很大的廠家只有一兩家，而且在充分利用了大景深的基礎上，能將鏡頭做到變焦的過程中始終保持清晰不變，不需要重新聚焦。部分老牌的日系廠家，也在逐步地將電視鏡頭中的新技術應用到監控當中。

鏡頭材質的轉變

鏡頭材質的選擇有鏡片材質和鏡頭結構材料的選擇。鏡片一般分為玻璃鏡片，復合材料鏡片和樹脂鏡片，而監控鏡頭中一定要應用玻璃鏡片。因為樹脂和復合材料鏡片在高溫和暴曬的條件下容易老化，甚至變形，嚴重影響成像質量和鏡頭的品質。由于高清鏡頭生產廠家目前相比模擬鏡頭廠家還很少，還沒有發現高清鏡頭中應用樹脂和復合材料的鏡頭。所以，鏡頭材質的創新往往集中在結構層面上的材料變化。

過去，安防監控鏡頭大多采用金屬材質鑄造，但在高清鏡頭產業，具有一定規模的鏡頭廠商大多使用模具壓出的工程塑料部件作為鏡筒鏡身，這樣能很好的保持鏡頭的一致性。目前，鳳凰光學的EX系列高清鏡頭便采用工程塑料制造。而宇瞳光學用數碼的理念制造安防監控鏡頭，其當前主流的2.8-12mm鏡頭均采用工程塑料制造，在提供輕便化的同時，又保證了鏡頭的成像質量，降低高清鏡頭的整體成本，在競爭中取得優勢。

不過，在一些特殊的應用領域，如交通、醫療等，需要用到高清晰度低誤差的高像素工業級鏡頭又通常使用金屬部件，這與普通的金屬鏡頭不一樣，除材質選擇有高標準外，制造精度也非常苛刻，所以才能滿足高像素、高成像的專業要求。

中長焦鏡頭或成需求點

雖然上述鏡頭中并沒有介紹到中長焦高清鏡頭，但隨著高清高速球、高清一體機機芯市場需求量暴增，以及一些專業領域，如城市瞭望、森林防火、高速公路等需要涉及遠距離監控的需要，致使中長焦高清鏡頭的需求量也水漲船高。目前，據kowa相關負責人介紹，目前，高清鏡頭已經覆蓋到全焦段，監控市場中長焦應用量最大的集中在100－400mm焦距段， 長焦距的750mm和1000mm的產品也已經被熟悉和廣泛應用。

結束語

從當前鏡頭行業的發展現狀而言，隨著國內廠商的技術不斷進步，國內廠商推出的各種類型鏡頭已經成為各視頻監控廠商的首選，在鏡片技術、成像效果、低照度效果、感紅外效果等技術上與日系鏡頭的差距逐步被拉近。過去以日系鏡頭為主導的安防監控鏡頭產業，在國內廠商的努力下已反客為主。當然，這也不能否定日系鏡頭對安防鏡頭行業中的影響。

總而言之，安防行業的高清發展在持續進步，未來對監控鏡頭的要求只會越來越高，這是對鏡頭廠商的挑戰。逆水行舟，不進則退。行業需要推動者，同時也不乏推動者，不同的是，當企業船頭堅定對向“逆流”時，則會一步一步向上游前進，反之則是順流而下，逐步拉開與前方的距離。