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                關于紅外監控鏡頭工作原理的詳細解析

                關于紅外監控鏡頭工作原理的詳細解析

                發布時間:2016-09-27 09:06:35

                紅外是大家常談的話題,由于紅外光和可見光的折射率不同,通過鏡片后會產生折射而發生色散。色散后的紅外光和可見光會聚焦在不同的焦平面,CCD/CMOS無法滿足紅外光和可見光同時呈像清晰,這就是為什么普通鏡頭無法實現紅外功能的原因。監控鏡頭領域不同的矯正方式卻是完全不同的效果,紅外鏡頭別有哪些“洞天”呢?

                  紅外是大家常談的話題,由于紅外光和可見光的折射率不同,通過鏡片后會產生折射而發生色散。色散后的紅外光和可見光會聚焦在不同的焦平面,CCD/CMOS無法滿足紅外光和可見光同時呈像清晰,這就是為什么普通鏡頭無法實現紅外功能的原因。監控鏡頭領域不同的矯正方式卻是完全不同的效果,紅外鏡頭別有哪些“洞天”呢?

                  鏡頭矯正可分為幾種:無紅外矯正、紅外光學矯正、ED玻璃等材料紅外矯正等。目前市場上很多鏡頭只是經過光學矯正,紅外光和可見光的焦平面不可能達到一致,只是在短焦距段時紅外效果可以勉強接受。而采用ED玻璃,從鏡片材料上對紅外矯正,焦距變化效果幾乎一致,可謂“Tureinfrared(真紅外)”。

                  紅外鏡頭之入門級-----光學矯正

                  除特殊情況外,一般而言,單個球面透鏡不能校正色差,正透鏡產生負色差,負透鏡產生正色差。為了減小色差,利用不同折射率、不同色差的玻璃組合,可以消除色差。

                  以適當形狀的正、負透鏡組合成的雙透鏡組或雙膠合鏡組是可能消色差的一種簡單結構。這種雙膠合透鏡組減小色散的方法是常用的光學紅外矯正法。

                  經過光學矯正后,由于色散減少,紅外光和可見光的折射分離減少,聚焦平面間的距離被拉近(但無法消除)。對于短焦距段的鏡頭而言,經過光學矯正后,紅外和可見光的焦平面偏離較小,對呈像清晰度的影響較小。但隨著焦距越長,色散會被逐漸放大,紅外光和可見光的焦平面偏離越大,光學矯正無法使兩者同時呈像清晰。

                  紅外鏡頭之核心級-----ED玻璃矯正

                  為了實現紅外光和可見光同時清晰,必須保證二者的聚焦平面在同一焦平面上。光學矯正減小色差的能力很有限,那么就必須借助ED玻璃 (超低色散玻璃)鏡片,超低色散,減小色差,并確保各類波長的光線實際對焦于同一平面,近紅外不離焦,從而實現白天夜晚24小時高清。

                  長焦距段鏡頭對紅外矯正要求更為嚴格,必須使用ED玻璃進行紅外矯正,保證紅外光和可見光焦平面一致,才能實現真正的日夜高清。其實從運用ED玻璃的主流鏡頭廠商中,精工鏡頭均是選用ED玻璃鏡片,運用真紅外實現白天黑夜真高清,我們也可以看出,主流鏡頭廠商對實現真正紅外效果的重視。

                  長焦距段的鏡頭尤其要注意這一點,因為鏡頭內置鏡片越多,光線通過鏡頭后產生的色散越大,紅外光和可見光的聚焦面偏離更大。一般的光學矯正對焦平面的偏移影響極小,調焦后,白天和夜晚清晰度相差巨大,無法實現日夜高清。

                  鏡頭紅外矯正對比圖:

                  如上圖所示,不帶紅外矯正的鏡頭,白天調節焦距清晰后,夜晚呈像不清晰;夜晚調節清晰后,白天呈像不清晰。經過光學紅外矯正后,白天調節焦距清晰后,夜晚呈像不清晰;但夜晚調節清晰后,白天呈像可能清晰,也可能不清晰,這是由鏡頭的焦距和景深決定。而使用ED玻璃鏡片達到紅外矯正后的鏡頭一旦畫面調節清晰,不論白天夜晚,呈像都會清晰。

                  紅外鏡頭之錦上添花----紅外多層鍍膜技術(IRCoating),紅外增透

                  多層復合鍍膜技術可以減小光線散射損失,提升鏡片透光率,使畫面更清晰。同時提升波長為750-1000nm光波的增透性。鏡片表面一般為墨綠色。紅外多層鍍膜技術(IRCoating),可以提升近紅外的透光率,能為紅外鏡頭更好的實現高清起到錦上添花的功效。

                  一般具有紅外功能的鏡頭只解決了“能否看見”的問題,但是沒有解決“是否清晰”的問題。沒有經過紅外矯正,尤其是沒有經過ED玻璃紅外矯正的鏡頭,紅外光和自然光的焦平面相互偏離,無法實現日夜高清。IR鏡頭的應用場所非常廣泛,并能實現日夜兩用監控。

                  紅外鏡頭之全天候高清——讓夜如白晝

                  光線傳播時,自然光等波長較短的光會受到霧、雨水、塵等阻礙,無法透過,但紅外光等波長長的光容易通過。紅外光穿過阻礙到達鏡頭后,因為有ED玻璃的紅外矯正和IRCoating紅外多層鍍膜的紅外增透,透過霧氣、雨水、塵埃等的紅外光能在攝像機上清晰呈像。通過ED玻璃紅外矯正后的鏡頭,能夠保證近紅外不離焦,實現白天夜晚7*24h全天候高清。

                  長焦鏡頭若沒有紅外矯正,清晰度效果偏差非常大,而采用ED玻璃紅外矯正,能輕松實現監控圖像的高清晰效果。

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