结构设计考量完备 超远视场角聚焦清晰
——希比希(Computar)HG5Z2518FC-MP 对应500万像素手动变焦高清镜头
【安防知识网】希比希(Computar)HG5Z2518FC-MP 对应500万像素手动变 焦高清镜头结构设计良好,阻尼手感平滑,镜片镀膜到位;远焦监控效果优秀。
1、大口径、稳重设计
希比希HG5Z2518FC-MP相较高变倍大镜头或常规小镜头来说,它属于“中等身材”,全长约12cm,除电机处和后端聚焦环为树脂材料外,其余部件均为不锈钢或特殊表面处理的金属材质,结构硬朗、沉稳;表面黑色烤漆喷涂工艺亦良好,堪比抛光打磨般平滑;该产品防腐及抗老化性能高,坑破坏能力强。
镜头前端为约占据1/2身长的聚焦环;中后侧的自动光圈DC驱动电机,相较该镜头的“中等身材”,电机显得小巧;后端则为1cm宽的聚焦环。操作中,需手动调节的变焦环和聚焦环阻尼大小适中,旋转轻巧,且可通过其上的法兰环进行固定;值得一提的是,厂家特意对变焦环的阻尼进行了偏沉设计,以利于长焦变焦时的精确性。由于镜头402g的重量相当于一款轻型摄像机的重量,为增加安装的牢固性,厂家还在电机上侧设计了一个支架安装孔,便于减轻镜头重量对摄像机的影响。同时,该镜头采用了C型滑动接口设计。
再观察该镜片设计。最为显眼的是,前端口径稍>5cm,口径设计较大,利于获取更大的光通量;后端口径大小则介于1.2-1.3cm之间。该镜头共有3组镜片,前端为固定设计,中间、后端镜片 则可随着调节环前后伸缩。正面观察镜片,给人一种深邃的通透感,表面镀膜均匀;高精密玻璃镜片更显神秘,但也让镜头前端稍重于后端。
2、聚焦3公里如探囊取物
HG5Z2518FC-MP在专业仪器的检测中显示,其解像力达到500万分辨率,可与500万及以下像素的高清摄像机进行搭配使用;1/2”的大规格尺寸则对传感器的配对更为灵活,只要摄像机传感器尺寸≤1/1.8"都可适用,能满足市场上的大部分摄像机产品。其水平视场角为14.5(广角)~2.8°(远焦),焦距f=25-135mm,可实现略超5x的光学变倍,是一款典型的中长焦监控镜头。
本次检测,为其匹配了一款性能优良的1080P全高清网络摄像机进行检测。将搭载该镜头的摄像机对准室外场景,在最低光学变倍下,聚焦远处场景,直观感觉,其水平视场角约为15°左右,画面平整通透、无畸变,景深效果好,肉眼无法察觉其是否有畸变现象(图1)。与其它广角镜头相比,该镜头的最低光学变倍的监控细节比广角镜头的最大光学变倍的效果要好,细节更易于辨识。再将镜头放大至最大光学变倍,聚焦3、4公里外的某处楼宇,观察图像得知,此时画面通透、平整无畸变,视野景深内物体清晰,经其光学放大后,数公里外的景物犹如近在眼前,远距离监控效果凸显(图2)。
▲图1 最低变倍下,画面平整通透、无畸变,景深效果好,肉眼无法察觉其是否有畸变现象▲
▲图2 最大光学变倍下聚焦3、4公里外的某处楼宇,视野景深内物体清晰,数公里外的景物犹如近在眼前▲
实景监控中,该镜头赋予了摄像机最佳的光学图像,为进一步检验其对摄像机成像的影响,将镜头在最低变倍下对准清晰度测试卡,观察画面发现,图像平整无畸变,此时水平、垂直清晰度接近于1000TVL,10级灰阶都可逐一分辨,相较摄像机自身效果,基本还原正常;再换上24色色彩卡,经比较,采用该镜头所得的色彩效果与摄像机的最佳效果一致,色光还原正常。
3、前后景深控制平衡
针对该款中远焦镜头(f=25~135mm),我们先检测其物距,在最低光学变倍下,将搭配该镜头的摄像机对准聚焦测试卡,聚焦清晰度后,经测量得知,该镜头的最近物距约为1.78m。接着将其在20m范围内的室内环境中进行景深检测。在最低光学变倍下,视野景深范围物体清晰,未见前后景出现虚焦情况(图3)。再将镜头调至最大光学变倍,先聚焦20m处标的物,此时0~15米景深范围物体为虚焦;接着聚焦10米处标的物,此时15m至无穷远为虚焦;此时比较这两个测试结果15m处标的物的清晰情况,发现基本一致,足见该镜头对前后景深的控制范围基本一致,变化不大。最后聚焦15m处景深标的物,此时10m、20m处标的物稍可辨认,虚焦情况亦基本一致(图4)。
▲图3 最低光学变倍下,20m范围视野景深范围物体清晰▲
▲图4 最大光学变倍并聚焦15m,此时10m、20m处标的物稍可辨认▲
4、强弱光环境处理得当
该镜头的通光范围为F=∞~1.8,先验 证该镜头的光圈控制速度。将其置于无光暗箱中,并调至最低光学变倍,焦距清晰后,瞬间将暗箱中的照度调至最大(>253Lux),观察图像变化,经计算画面从过曝到清晰并稳定成像所需时间约为4.5s,控制在良好的范围内。
日夜模式切换无虚焦
接着检测该镜头通光效果及近红外光域的矫正效果。随着暗箱中照度的下降,彩色画面的变化情况与摄像机自身表现基本一致,当照度为2.26Lux时,摄像机自动切换为夜间模式,该切换值较采用F为1.4的广角镜头稍微有上升,但控制良好。再观察切换后的黑白画面,图像在0.68Lux时仍清晰可辨,未出现偏焦迹象,近红外光域矫正良好(图5)。
▲图5 观察日夜切换前后的图像清晰度,未出现偏焦迹象,近红外光域矫正良好▲
强光色差控制到位
接着将搭载该镜头的摄像机对准强光,观察画面,强光灯灯罩有很细微的蓝边,除此之外,并无鬼影、色斑、光柱等不良迹象出现。
编辑观点:从测试结果可清晰地发现,该远焦镜头应用需求设计很明确,近景效果虽然不错,但并非其焦点,远焦的应用优势才是其最大亮点,适于在需要中、长距离场景中应用,并获得优良的图像效果。
提升空间:镜头固定安装孔的设置位置,可从当前的左上方移至正上方,更利于受力均衡。
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