不同应用领域的光学镜头有何特点

随着AI技术的发展，越来越多创新的应用产品都需要借助机器视觉来辅助完成。在这个过程中，要让AI发挥功效的前提，是让智能设备看得见并且看得清，光学镜头在其中起着不可忽视的重要作用。

在AI的行业应用中，以安防行业的应用*为普遍。随着安防AI技术在产品应用上的不断深化，安防镜头作为监控摄像机的关键组件，也面临着必要的技术升级。

从视频监控系统的发展趋势来看，安防镜头的技术升级路线主要有以下几个方面的表现：

①可靠性与镜片成本

安防监控系统对镜头耐高温的要求较高，其可靠性也主要表现在此。因为监控镜头需要在恶劣的天气条件下工作，所以其耐受高温的能力非常重要。一个好的监控镜头需要在高温情况下能够保持对焦并且不出现图像失真的情况，通常在60-70摄氏度范围内测试。同时，如今市场趋向于采用玻塑混合材料的镜片（即使用非球面塑料镜片与玻璃的结合体），这种做法能够在提高分辨率的同时也使成本更加合理。

②分辨率与带宽成本

对比其他相机镜头，监控镜头一般情况下对分辨率的要求没有那么高。目前的主流分辨率依然是1080P（=2MP），在2020年的市场份额约为72%。因为带宽成本在当前的系统中仍然是很重要的一部分，升级分辨率也会增加系统的建设成本和运营成本。所以，未来对4K升级的进度不会太快。

③从定焦到高倍变焦

安防监控镜头主要分定焦镜头和变焦镜头两种类型，目前的主流还是定焦镜头，但变焦镜头近几年的市场份额增长很快。通常，3倍变焦已经足够满足一般的使用要求，但是如果需要对更远距离进行监控，就需要更高倍数的变焦镜头来实现。

④大光圈解决弱光环境应用

安防监控镜头通常需要在弱光环境下使用，对于镜头大光圈的要求会高于手机镜头的要求。尽管在夜间成像时可以通过使用红外成像来解决问题，但这种方法只能提供黑白视频，因此较大光圈搭配高灵敏RGB CMOS是解决弱光环境下的*方法。目前市场上主流的安防摄像机镜头已经足以满足室内和日间室外环境的需求，同时也针对夜间环境开发了星光级（F 1.6）和黑光级（F 0.98）的大光圈镜头，以更好地满足用户的需求。

如今，电子科技的应用范围越来越广泛，作为机器之“眼”的光学镜头，也在不断升级，目前也拓展延伸出了很多应用领域。除了主流的几个业务市场（安防、车载、手机）的应用外，光学镜头也成为很多新兴终端电子产品的重要组件，如AI识别、智能家居、激光投影、虚拟现实、投影视讯等。针对的电子设备不同，光学镜头在表现形态和技术标准方面也会有所不同。

不同应用领域的镜头特点

①视讯设备镜头

视讯设备通过镜头实现在线视频会议和直播教育等服务，是近年来疫情对线上工作需求促进下的产物。由于使用环境相对固定且单一，这种类别的镜头在设计标准上的要求也比较简单，主要是满足大视角、低畸变、高清晰度和变焦等基本应用需求。近些年来，随着跨地域协作、远程培训等领域相关应用的不断增多，视讯设备的产量也在不断增加。

②无人机镜头

无人机的普及也推动了相关行业的发展，如消费级无人机设备。这种设备通常需要用户户外操作，因此其对镜头设计的要求较高，如远距离、宽视角、对抗复杂环境等。无人机摄像镜头具备透雾、降噪、宽动态、自动日夜转换和球形隐私区域遮蔽等功能。无人机镜头需要考虑复杂的飞行环境，镜头需要根据视线环境自如切换拍摄模式，因此为了提高镜头的多功能性，需要配合变焦镜头使用，以满足高空飞行下广角拍摄与特写捕捉快速切换的需求。

③智能家居镜头

智能家居设备配合使用光学镜头进入市场，其中常见的包括家庭摄像头、智能猫眼、可视门铃和扫地机器人等。这些设备以灵活小巧、适应黑白全天候工作的特点著称，因此高像素、大光圈、低畸变和高性价比也成为智能家居镜头研发生产的基本标准。同时，高清晰度拍摄、低照夜视和宽景深是这些产品必备的功能。

④手持摄像机镜头

轻质便携的手持智能相机随着直播产业的发展而兴起。这类相机对高清、防抖、无畸变有基本的标准要求。此外，为了追求更好的直播效果，需要色彩还原效果，所见即所拍以及超宽动态适应等功能，以满足生活场景的全天候拍摄。

目前，光学镜头的主要业务市场依然是车载、安防、手机的应用，但伴随着大众生活方式的日益多元化，一些细分领域的光学镜头市场也在不断发展，比如聚焦于视觉技术和艺术的投影仪、AR设备等新兴产品的兴起，也给大众的工作和生活带来不一样的体验和感受。