光学镜头—大变倍电动变焦镜头

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光学镜头—大变倍电动变焦镜头

2021-01-04

引言

视野放远，世界拉近；你难道不想知道“千里之外”发生什么吗。“千里眼”不再是仅仅存在于神话中，现实中的大变倍电动变焦镜头让你随时随地获得“千里眼”。

1、变焦镜头

变焦镜头是指在像面保持静止下，通过改变系统的 2个及以上透镜组之间的间隔，来实现系统焦距连续变化，达到小倍率、大视场时发现目标和大倍率、小视场时识别目标的目的。在电动变焦镜头中，电动是指在远程人为操控或程序设定时，利用镜头自带的直流电机来实现变倍、聚焦以及切换日夜或透雾模式等等功能。

在安防监控行业中，电动变焦镜头是最早出现的一类可远程调整焦距、聚焦的变焦镜头。电动变焦镜头按可变组件的数量可分为：两可变电动变焦镜头；三可变电动变焦镜头。两可变电动变焦镜头是指焦距、聚焦可通过电机来变化，而光圈是通过摄像机驱动信号自动控制，即自动光圈。三可变电动变焦镜头是指焦距、聚焦、光圈三个参数均通过电动马达驱动变化。

变焦镜头中的倍率或变焦比、变倍比是指长焦端的焦距与短焦端的焦距的比值。倍率超过10倍的变焦镜头一般统称为大倍变焦镜头；反之，倍率不足10倍的变焦镜头一般统称为小倍变焦镜头。变焦镜头按最大成像圆尺寸有三大类：1/3”、1/2”和1”。

2、变焦镜头的应用

变焦镜头的选择原则如下：镜头的最大成像圆尺寸不应小于摄像机芯片的成像规格，也就是说1/2”的镜头可以与1/3”的摄像机一起使用；但是1/3”的镜头不应该在1/2”的摄像机上使用，因为会出现图像边缘模糊及暗角问题。

电动变焦镜头与摄像机配合使用时，变焦，聚焦以及光圈等功能，可通过后端的控制器或摄像机的控制界面进行人为地控制。电动变焦镜头的倍率有6倍，7倍，10倍的镜头，长焦端的焦距大多在100mm以下，称为短焦距类电动变焦镜头；15倍，16倍，20倍，22倍等中倍数的，长焦端的焦距大多在100mm~300mm之间，称为中等焦距类电动变焦镜头；再往上还有，30倍，33倍，50倍，60倍，一般焦距都在300mm以上的，有些甚至可以达到或超过1000mm，特别适合超远距离监控，称为长焦距类电动变焦镜头。经过时代的选择，长焦端焦距在200mm以下的电动变焦镜头基本被机芯镜头替代了；长焦端焦距在200mm～1000mm焦距段的电动变焦镜头，因为特别适合在远距离及超远距离监控项目使用，依然得到广泛的使用。

在河道、高速公路、城市制高点、铁路、森林防火、机场、边防、海防、港口等需要大范围、远距离、超远距离的监控项目上，一般要用到大倍长焦距的电动变焦镜头。该类监控项目，在监测系统中，有时需要在大范围内达到无缝监控，其是通过多个监控点的接力来实现的，其中单个摄像机监视距离一般需在1-10公里左右。

为了能在灰尘、烟雾、小雨等恶劣天气环境下，能够实现24小时的高清晰日夜监控，还应具备透雾功能，即在700nm~950nm红外波段镜头具有很高的透过率，并同时配备透雾滤光片，以便在透雾模式下，利用近红外线可以绕射微小颗粒的原理，拍摄到非常清晰、高对比度的黑白图像，提升远距离观察效果。

常见的电动变焦镜头在使用中会遇到一些需要解决的问题：

1.由于长焦镜头多使用在全天候监控环境中，自动光圈技术的应用是必不可少的。随之而来的问题是景深随光圈的调整不断变化，尤其是夜晚光圈全部打开，使得白天可以清晰观察到的物体在此时可能会变得模糊。

2.另外，长焦镜头给我们带来了更加广泛的观测场景，在同一个画面中，可能会同时出现近、中、远景目标同时出现的情况，对不同距离的目标进行监控。通常监控人员需要做的是不断的对镜头进行调焦，以达到理想的观察效果。

3.在中远距离监控中，部分场景会出现大雾等遮挡视野的天气状况。

电动变焦镜头大多应用于室外较为广阔的场景，而且一般都会覆盖比较大的焦距范围。由于焦距可以通过人为操作改变，对于场景中的重点部分可以拉近放大观察，监控效果十分优秀。随着安防行业的不断发展和完善，以及国家对室外基建投入的增加，例如智慧城市、高速公路、铁路道桥、森林防火、海防、水坝、港口、边防、油田等行业及领域对于电动变焦镜头的需求有了非常大的增长。

3、福特科的大变倍电动变焦镜头

型号	分辨率	靶面尺寸	焦距	通光孔径	光圈类型
V20601	2MP	Φ9.2mm	50~750mm	F3.5	P或DC

福特科自主研发设计的第一款大倍电动变焦镜头，观测距离远，目标识别度高，透雾能力强，画面清晰。通过可变频电机驱动功能完美解决了快速调焦与精细调焦冲突的问题，同时所具有的透雾功能可以解决容易受天气影响导致图像清晰度下降的问题。在使用多片超大口径、超低色散玻璃镜片，解决了传统电动变焦镜头长焦距端图像不够清晰的问题。