從鏡頭到濾光片解析光�(xué)透霧�(jiān)�?cái)z像機(jī)
自然光由波長(zhǎng)不同的光波組合而成,人眼可�(jiàn)范圍大致�390 nm-780nm,波�(zhǎng)從長(zhǎng)到短分別�(duì)�(yīng)了紅橙藍(lán)綠青橙紫七種顏色,其中波�(zhǎng)小于390nm的叫做紫外線,波�(zhǎng)大于780nm的叫做紅外線。不同波段的光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)的不同具有不同的特性,霧氣、煙塵影響可�(jiàn)光成像的原因,而紅外線�?yàn)閾碛休^�(zhǎng)的波�(zhǎng),在傳播�(shí)受氣溶膠的影響較�,可穿透一定濃度的霧靄煙塵,實(shí)�(xiàn)�(zhǔn)確聚�,這就是光�(xué)透霧的依�(jù)�
1、鏡�
從原理可知光�(xué)透霧的重�(diǎn)在于�(duì)特定近紅外波段光線的截取與準(zhǔn)確聚�,而這部分工作大都由鏡頭完成,激埃特介紹了透霧鏡頭誕生的始末:2005年青藏鐵路項(xiàng)目中開始有相�(yīng)透霧需求出�(xiàn),而當(dāng)�(shí)市場(chǎng)上優(yōu)�(zhì)的富士能鏡頭通過(guò)�(nèi)置處理器可選擇不同波�(zhǎng),所以開始考慮利用截取不同特定波段光線的方法實(shí)�(xiàn)透霧,最終在一系列試驗(yàn)后研制出透霧鏡頭及透霧攝像�(jī)成品,并�06年投入生�(chǎn),在隨后�07得到專利批文,同�(shí)市場(chǎng)上也開始出現(xiàn)透霧鏡頭這�(gè)概念�
可以�(shuō)鏡頭的好壞決定了光學(xué)透霧的效果,日本圖麗株式�(huì)社市�(chǎng)推廣劉郭艷總�(jié)�(shuō)到:鏡頭�(shè)�(jì)的難度首先在于光�(xué)�(shè)�(jì),其中包括對(duì)光路的把握以及濾波片的選擇等,其次選材與工藝技�(shù)也決定了成品的效�。而透霧鏡頭最大的不同在于能承載紅外波段的寬度,即成焦面的寬容�。從原理上,自然是可利用的近紅外波段越寬越好,但是受限于鏡頭光路�(shè)�(jì)的難度與CCD的感光能�,目前安防業(yè)�(nèi)的鏡頭已知能利用的最�(zhǎng)紅外波段� 1100nm�
2、濾波片
了解日夜�(zhuǎn)換攝像機(jī)的人�(duì)濾波�都不�(huì)陌生,一般此類型攝像�(jī)裝有兩塊濾波�,一塊負(fù)�(zé)在白天過(guò)濾掉可見(jiàn)光之外的光波,令成像更為清晰亮麗;一塊應(yīng)用在夜晚,負(fù)�(zé)放行CCD可以承載的紅外波�,實(shí)�(xiàn)夜間的紅外監(jiān)��
專業(yè)透霧鏡頭�(nèi)置有針對(duì)性很�(qiáng)的濾波片,作用是精確截取所需波段的光�,且為了適應(yīng)特定�(huán)境狀況,常常�(huì)加載多片針對(duì)不同波段的濾波片,并通過(guò)485接口與攝像機(jī)�(lián)�(dòng),實(shí)�(xiàn)切換。正常來(lái)�(shuō),配合透霧鏡頭的攝像機(jī)在基�(chǔ)成像性能上只要具備日夜轉(zhuǎn)換功能即�,但是考慮到透霧鏡頭高昂的造價(jià),部�?jǐn)z像機(jī)廠家也開始尋求更�(jīng)�(jì)�(shí)惠的光學(xué)透霧模式,激埃特光電科技(深圳)有限公司就率先使用了四濾色波�(zhǎng)切換裝置,其首席技�(shù)官蔣文來(lái)介紹道:不同于過(guò)去兩濾波片的日夜�(zhuǎn)換攝像機(jī),我們創(chuàng)新的在攝像機(jī)里邊加入了四塊濾波片,除了實(shí)�(xiàn)日夜�(zhuǎn)�,還通過(guò)增設(shè)一塊可選擇性過(guò)�400nm-600nm波段光線的濾波片,實(shí)�(xiàn)了強(qiáng)光抑�;�(dāng)然為了更精確截取適合成像的近紅外波段,也特別增加了透霧濾波�,以�(shí)�(xiàn)較為�(jīng)�(jì)的光�(xué)透霧。此�(jī)械裝置可由攝像機(jī)自動(dòng)控制,也可人工切�。而集光學(xué)透霧和電透霧兩種透霧功能為一身的四濾色片光電�(lián)合智能透霧攝像�(jī),能�?qū)崿F(xiàn)兩倍于能見(jiàn)度以上的透霧�
3、瓶頸與�(fā)�
�?yàn)橹苯永每纱┩胳F靄的近紅外波段光線�(jìn)行成像,光學(xué)透霧雖然只能得到黑白�(jiān)控畫�,但是其成像效果突出,也已在海事、海洋有了不�(cuò)的運(yùn)�;另一方面,受鏡頭高昂成本的限�,雖然近年來(lái)平安城市等大型項(xiàng)目甚至民用市�(chǎng)也出�(xiàn)了一定透霧需求,但是其實(shí)際數(shù)量仍有限�
與此同時(shí),因?yàn)榧夹g(shù)方面已經(jīng)較為成熟,所以依靠鏡頭或�(shuō)光學(xué)完成更好的透霧,就需要另辟蹊徑。據(jù)此圖麗劉郭艷也表�(dá)了自己的看法:短期內(nèi)鏡頭�(duì)波長(zhǎng)的寬容度很難�1100nm以外延伸,但是如果不用兼顧可�(jiàn)光,在近紅外波段�(nèi)還可做到一定延�;所以可以考慮在一套設(shè)備中加載兩套鏡頭,正常情況下使用可見(jiàn)光鏡頭,霧天則使用專門的透霧鏡頭,這樣既可保留可見(jiàn)光的彩色畫面,還可把透霧鏡頭的寬容度做的更好,并�(shí)�(xiàn)多畫面的�(duì)比監(jiān)��