淺談監控攝像機鏡頭國產化之路

　　海康威視鏡頭品牌起步於2010年，此時正值全球安防行業迅速發展，代表「中國製造」等中國廠家在市場競爭中攻城拔寨，對監控鏡頭的需求不斷擴大，催生了這一定位於中高端的監控鏡頭品牌。

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　　憑藉對市場需求的精準把握和對性能、品質的不懈追求，短短的4年多時間內，海康威視鏡頭品牌經歷了從標清到高清，從普通到紅外，從定焦到變焦，從小靶面到大靶面的發展歷程。目前公司的鏡頭產品已經涵蓋了1/2.7」高清紅外變焦，1/1.8」高清紅外變焦，1/3」標清和ITS高清等多個大的系列。

　　經過三十多年發展，中國安防行業已形成一個產業規模近5000億成熟產業鏈，並持續快速增長。這也使得監控鏡頭國產化這條路，變得迫切和不斷加速。尤其是近幾年，日本數碼行業萎縮，而國內光學製造業的不斷升級，國產鏡頭品牌正在逐步實現對日系鏡頭品牌的突圍，甚至是超越。

　　超高清鏡頭

　　監控攝像機輸出圖形的清晰度如何，不僅取決於感光晶片像素大小、ISP技術及圖像處理技術等，鏡頭的解像力也十分關鍵。靶面一定時，鏡頭的像素數越大，其解像力越高，更有利於滿足用戶在細節圖像上的需求。

　　在2014年北京安防展上，各個安防企業紛紛亮出了4K攝像機新品。4K技術出現之前，主流監控鏡頭像素為六百萬以內，4K技術的出現，對鏡頭的解像力提出了更高的要求，4K鏡頭的設計、製造難度都會增大許多，對於日系鏡頭廠商，目前也只有寥寥幾家推出了4K鏡頭。但4K鏡頭並非只有日系廠商能做到，隨著國內光學製造技術水平的進步，國內一流鏡頭廠商已經具備設計、製造4K鏡頭的能力。

　　海康威視於2014年10月就發布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K鏡頭，這款鏡頭支持1200萬像素，能提供超清晰的圖像細節，同時達到165度超廣視角，很適合於廣場、道路等場景的監控需求。

　　超低照度鏡頭

　　隨著安防監控日趨高畫質化、網絡化，攝像機的應用範圍也越來越廣泛，很多監控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機，尤其是低照度攝像機，以滿足全天候24小時監控的需求。攝像機低照度性能的提升，大光圈鏡頭是關鍵技術之一。

　　你也許會問，什麼是大光圈鏡頭?為什麼大光圈鏡頭能夠提升攝像機低照度效果呢?

　　鏡頭所起到的作用是採集被攝物體發出的光線，並將其會聚到攝像機感光晶片上，從而使景物成像。因此鏡頭採集進來光線的多寡直接決定了攝像機圖像的亮度和清晰度。衡量鏡頭採集光線能力的參數，我們稱之為鏡頭的光圈F值，F值=f(鏡頭的焦距)/D(鏡頭的有效口徑)，F值越小，表示鏡頭採集光線的能力越強，反之鏡頭採集光線的能力越弱。常見監控鏡頭的F值一般大於或等於1.4，當F值小於或等於1.2時，便可稱之大光圈鏡頭了。

　　正所謂「工欲善其事，必先利其器」，海康威視於2014年11月發布一款超大光圈變焦鏡頭!

　　這款鏡頭僅從參數來看，就足夠震撼，至少是目前日系品牌鏡頭也找不到的。首先這款鏡頭採用超大光圈技術，光圈F數達到0.95，對數值不是很敏感的非專業朋友也許要問，光圈F數0.95是個什麼概念?這樣說吧，在同等條件下，相比光圈數F1.4的普通鏡頭，這款鏡頭通光量增加一倍多!(計算公式1.42/0.952=2.17)。將其與日系某品牌12.5~50mm焦距，光圈 F1.5的鏡頭對比，在相近焦距下拍攝黑暗場景，這款鏡頭的圖像亮度要亮很多。

　　同時此款鏡頭採用恆定光圈技術，在全焦段任意焦距下使用時，鏡頭的最大光圈值都是0.95，這點也是目前日系品牌鏡頭沒有的。普通的變焦鏡頭，光圈值會隨著焦距增大而變大，例如某鏡頭廠家7~22mm的變焦鏡頭，7mm焦距時光圈值為1.6，而22mm焦距光圈值為3.2。

　　高精密加工工藝

　　監控鏡頭本身是一種高精密光學器件，鏡片及結構件的加工誤差在幾微米時，就有可能造成鏡頭整體品質的明顯下降，因此鏡頭的良好品質需要高精密的加工工藝支撐。

　　早期國內鏡頭生產廠家，由於加工設備、工藝技術水平等均落後於日系廠家，很多關鍵工藝技術無法穩定實現，這也制約著國內監控鏡頭整體品質的提升。但近些年來隨著中國安防廠家在國內外市場的異軍突起，光學製造商也抓住了這次機會並迎頭趕上，生產製造水平有了很大的提升，一些高精密加工工藝不再是日系鏡頭廠家所獨有，國內鏡頭廠家也可以實現，而且可以做的更好。

　　比如下面這些高精密加工工藝，都已被品牌鏡頭應用：

　　模壓玻璃非球面技術：鏡片表面不再是簡單球面，而是按設計值模壓而成的非球面;一片非球面鏡片可以頂替多片球面鏡片，減小鏡頭體積的同時，更好地校正的鏡頭像差。

　　精密變焦凸輪設計技術：如果凸輪的精度不佳，鏡頭在變焦和聚焦的過程中，會出現透鏡光軸的偏移或者傾斜，導致成像質量的嚴重下降。精密變焦凸輪設計技術，能保證良好的凸輪製造精度，確保變焦和聚焦過程中的成像質量，同時也保證了順滑而不失阻尼感的調節手感。

　　多層寬帶增透鍍膜技術：該技術可以將玻璃和空氣界面的可見光反射率抑制到0.5%以內(一般鍍膜技術為5%)，同時將紅外光的反射率降至約1%，從而減少了攝像機圖像上不必要的雜散光和鬼像，有效提高畫面的通透性。

　　超低色散光學玻璃技術：儘可能地使紅、綠、藍光的聚焦面一致，最大程度降低色散，呈現高清畫面。

　　不斷專業、高端的外觀

　　如果說光學性能是一顆監控鏡頭的「內在」屬性，那麼外觀便是其「外在」屬性。高端鏡頭與低端鏡頭的區別不僅在於「內在」屬性的卓越，如高解像力、大光圈、大倍率等，「外在」屬性也往往體現出差異。早期，國產品牌鏡頭由於性能較低，往往走的是低端路線，因此外觀上也不是特別注重。現在國產品牌高端系列鏡頭「內在」已基本趕上日系，自然「外在」也越來越有檔次，外觀上絲毫不遜於日系品牌鏡頭。

　　如海康威視品牌CS/C鏡頭，一直在努力營造自己的獨特風格和外觀：在定義每一款新產品之時，都會注意將科技元素融入到外觀設計中，強調簡潔、大氣的設計風格，力求展現企業的文化和形象，突出產品的現代感和專業感。其中，高清變焦CS鏡頭系列採用黑色亞光塑料外殼設計，圓柱形鏡筒搭配直紋式調焦和聚焦環，精密的模具製造工藝使得變焦和調焦的手感順暢而不失平穩，而且保證了外觀上嚴絲合縫，渾然天成的視覺效果。ITS高清鏡頭採用金屬外殼，主體部分為鋁合金加表面亞光氧化發黑，同時細目噴砂處理以保證細膩潤澤的質感;相機接環則使用簡潔明快的鍍鉻鋁合金，黑白搭配凸顯科技感和現代感;聚焦環和光圈調節環直紋設計，美觀大方而又方便調節和鎖緊。

　　穩定性、可靠性

　　由於攝像機使用環境越來越多樣化，這也對鏡頭的穩定性和可靠性提出了很高要求。相比於消費類電子產品的鏡頭，監控鏡頭面對的應用環境要惡劣得多，這也導致許多傳統光學行業的廠家在進入安防領域後，呈現水土不服的症狀，其產品無法勝任多種氣候條件下長期穩定工作的要求，這也是日系鏡頭比早期國產鏡頭優秀的品質之一。

　　海康威視依據多年的鏡頭設計、開發經驗，將可靠性的設計理念，融入在鏡頭上，如採用了溫度補償光學設計技術、耐振動結構設計技術等。鏡頭產品在正式發布之前，均需通過嚴苛的環境模擬測試，能夠保證在各種環境下成像同樣清晰銳利。鏡頭的穩定性、可靠性不輸日系鏡頭。

　　打造中國鏡頭品牌效應

　　工作有時候會和客戶打交道，有些客戶可能受以往品牌的影響，一直覺得日系監控鏡頭要比國產的好很多，因此願意忍受高價去買日系鏡頭，而後來用過像海康威視等國產鏡頭後，才發現有些國產鏡頭其實也不錯，效果不一定比日系鏡頭差，並且性價比往往比日系鏡頭高很多。對國產鏡頭信心不足，我相信這也是很多人的誤區，之所以會這樣，可能與國產監控鏡頭仍缺少足夠的品牌效應有關。畢竟經過幾十年技術沉澱，和背後受本國發達的光學產業支撐，日系監控鏡頭在全球範圍內積累的較好的品牌效應。

　　品牌效應，這是目前國產鏡頭品牌缺少的，也是必須要做的，不能再一味地走低端、低價路線。中國監控鏡頭廠商在做好鏡頭產品的同時，努力打造中國自主品牌，由「製造」向「創造」轉型，才能在監控鏡頭國產化道路上越走越深，「中國品牌」也才會越來越響亮。

　　筆者體會

　　筆者認為，國內光學產業起步並不比日本晚很多年，但缺乏產業引導和規範，國內光學產業現狀仍落後於日本很多，正真做到攝像機監控鏡頭國產化，還有很多工作要做。如果只為買到日系高精密加工檢測設備，或者處理晶片就滿足了，那麼中國光學產業仍會被日本牽著鼻子走。只有真正掌握核心技術，能夠自主「創造」，才是攝像機鏡頭乃至光學產業國產化的根本。對於鏡頭研發，我想可能最需要的是「認真」兩個字。