ก่อนอื่น มากำจัดความเข้าใจผิดทั่วไปกันก่อน

ผู้ซื้อจำนวนมากยังคงคิดว่าการถ่ายภาพด้วยแสงสีดำเกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์เป็นหลัก

มันไม่ใช่. หรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่อีกต่อไป

เซ็นเซอร์ CMOS สมัยใหม่—โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลาส 1/1.8", 1/2.7" และ 1/2.8" ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัมและประสิทธิภาพการส่องสว่างด้านหลังอย่างมาก พูดตรงๆ เซ็นเซอร์เฝ้าระวังที่เหมาะสมที่สุดในปัจจุบันสามารถตอบสนองต่อแสงน้อยที่น่านับถือได้แล้ว

คอขวดมีการเปลี่ยนแปลง

ข้อจำกัดที่แท้จริงในขณะนี้คือปริมาณงานแบบออปติคอล

ความหมาย: เลนส์ถ่ายโอนแสงที่มีอยู่ไปยังระนาบเซ็นเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

และนี่คือเหตุผลว่าทำไม F1.0 จึงมีความสำคัญ

F1.0 ไม่ได้ “ดีกว่าเล็กน้อย” กว่า F1.6

ส่วนนี้ถูกประเมินต่ำไปอย่างต่อเนื่อง

ผู้คนเห็น:

• F1.6
• F1.4
• F1.2
• F1.0

…และถือว่าความแตกต่างนั้นเพิ่มขึ้นทีละน้อย

ที่จริงแล้ว เกาสิ่งนั้นซะ — มาดูด้านฟิสิกส์กันก่อน

เลข F จะแปรผกผันกับเส้นผ่านศูนย์กลางรูม่านตาทางเข้า การส่งผ่านแสงจะปรับขนาดโดยประมาณด้วยความสัมพันธ์แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส

ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับเลนส์ F1.6 ระบบออพติคอล F1.0 จึงสามารถส่งแสงไปยังเซ็นเซอร์ได้มากกว่า 2.5 เท่า ตามทฤษฎี

นั่นไม่ใช่การปรับปรุงเล็กน้อย

นั่นคือความแตกต่างระหว่าง:

• ภาพสีที่ใช้งานได้
• และความล้มเหลวของเอกรงค์

หรือระหว่าง:

• ค่าแสงเบลอ 1/15 วินาที
• และการจับภาพเคลื่อนไหวที่เสถียร

หรือระหว่าง:

• AI ระบุภาพเงาของมนุษย์ได้อย่างถูกต้อง
• และจำแนกพุ่มไม้เป็นพาหนะได้อย่างมั่นใจ

วิศวกรที่ทำงานเกี่ยวกับการปรับใช้จริงรู้เรื่องนี้อยู่แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสวนโลจิสติกส์ ถนนในเมือง หรือเขตอุตสาหกรรมที่มีแสงสว่างน้อย ซึ่งการเพิ่มแสงสีขาวเสริมจะกลายเป็นปัญหาทางการเมืองหรือในการปฏิบัติงาน

เหตุใด “ภาพสีเต็มเวลากลางคืน” จึงเป็นปัญหาด้านการมองเห็นจริงๆ

ทีมการตลาดชอบวลี “การมองเห็นตอนกลางคืนแบบมีสีสัน”

สิ่งที่โดยปกติแล้วพวกเขาไม่ได้อธิบายก็คือว่ามันยากแค่ไหนในการมองเห็น

เพื่อรักษาข้อมูลสีในสภาพแวดล้อมที่มืดสนิท ระบบจะต้องรักษาอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่เพียงพอในช่อง RGB พร้อมกัน

นั่นหมายความว่าเลนส์จะต้อง:

• เพิ่มปริมาณโฟตอนให้สูงสุด
• ลดแสงแฟลร์
• ระงับ ghosting
• รักษา MTF สูงภายใต้สภาวะคอนทราสต์ต่ำ
• ควบคุมความคลาดเคลื่อนสี
• รักษาความสว่างของขอบ
• รักษาความสม่ำเสมอของการโฟกัสร่วมของ IR

และน่าเสียดายที่การออกแบบรูรับแสงกว้างทำให้ทั้งหมดนี้ยากขึ้น

นี่เป็นส่วนที่ซัพพลายเออร์เลนส์ราคาถูกหลายรายข้ามไปอย่างสะดวก

การสร้างเลนส์เฝ้าระวัง F1.0 ที่แท้จริงไม่ใช่แค่ "ทำให้รูมีขนาดใหญ่ขึ้น"

รูรับแสงขนาดใหญ่เพิ่มความยากในการจัดการความคลาดเคลื่อนอย่างมาก:

• ความคลาดเคลื่อนของทรงกลม
• โคม่าทัล
• ความโค้งของสนาม
• สายตาเอียง
• การเปลี่ยนแปลงสีตามแนวแกน

ทั้งหมดเริ่มก้าวร้าวมากขึ้น

โดยเฉพาะบริเวณขอบสนาม

และเมื่อคุณเปลี่ยนไปสู่การถ่ายภาพขนาด 5MP หรือ 8MP? หน้าต่างความอดทนเริ่มน่าเกลียดอย่างรวดเร็ว

เลนส์ที่ดู “ยอมรับได้” ที่ความละเอียด 2MP พังทลายลงทันทีเมื่อมีความหนาแน่นของพิกเซลสูงขึ้น

ศัตรูที่ซ่อนอยู่: ประสิทธิภาพ Edge

นี่คือสิ่งที่ทีมจัดซื้อมักจะค้นพบช้าเกินไป:

กล้องในสภาวะแสงน้อยอาจดูสวยงามตรงกลางภาพ... และบริเวณขอบก็ดูแย่มาก

ทำไม

เนื่องจากระบบออพติคอลที่มีรูรับแสงกว้างมักจะประสบปัญหากับประสิทธิภาพการถ่ายภาพนอกแกนโดยธรรมชาติ

สิ่งนี้จะกลายเป็นปัญหาอย่างยิ่งใน:

• การเฝ้าระวังที่จอดรถ
• การตรวจสอบปริมณฑล
• ครอบคลุมคลังสินค้า
• การตรวจสอบ UAV ในเวลากลางคืน
• การนำทางด้วยหุ่นยนต์

ในการใช้งานเหล่านี้ รายละเอียดขอบมีความสำคัญพอๆ กับรายละเอียดตรงกลาง

หากรายละเอียดใบหน้าเปื้อนที่มุมหรือป้ายทะเบียนยุบลงภายใต้สภาวะลักซ์ต่ำ ระบบจะไม่สามารถทำงานได้ แม้ว่าภาพตรงกลางจะดูสว่างก็ตาม

นี่คือสาเหตุที่ระบบเลนส์ F1.0 ขั้นสูงต้องพึ่งพา:

• สถาปัตยกรรมแบบหลายทรงกลม
• กระจกกระจายตัวต่ำ
• กลุ่มพลาสติกแก้วลูกผสม
• การควบคุม CRA ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
• การจัดตำแหน่งที่แม่นยำ

ที่ Shanghai Silk Optical ระบบเลนส์แสงสีดำของเราใช้โครงสร้างแสงแบบหลายองค์ประกอบขั้นสูง รวมถึงสถาปัตยกรรม 7 องค์ประกอบสำหรับการถ่ายภาพที่มีการส่งผ่านสูงในสภาวะแสงน้อย

และพูดตามตรง? แม้จะมีเครื่องมือที่ทันสมัย ​​การเพิ่มประสิทธิภาพรูรับแสงขนาดใหญ่ยังคงเป็นหนึ่งในการดำเนินการสมดุลที่น่ารำคาญที่สุดในวิศวกรรมด้านแสง

คุณปรับปรุงความสว่างของมุมและความผิดเพี้ยนก็เพิ่มขึ้นทันที
คุณระงับโคม่าและการเปลี่ยนแปลง MTF
คุณกระชับการเปลี่ยนแปลงความเข้ากันได้ของ CRA และเซ็นเซอร์

ไม่มีอาหารกลางวันฟรีในการออกแบบเลนส์

การจับคู่ CRA: ปัญหาที่แทบไม่มีใครอธิบายได้อย่างถูกต้อง

เรามาพูดถึง Chief Ray Angle (CRA) กันดีกว่า

เพราะสิ่งนี้จะตัดสินอย่างเงียบๆ ว่าเซ็นเซอร์ราคาแพงของคุณทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่

เซ็นเซอร์ CMOS สมัยใหม่—โดยเฉพาะเซ็นเซอร์เรืองแสงด้านหลังที่มีความละเอียดสูง—มีพฤติกรรมการยอมรับเชิงมุมที่เข้มงวด

หากมุมรังสีที่เข้ามาเกินพิกัดความเผื่อของเซ็นเซอร์:

• การแรเงาขอบเพิ่มขึ้น
• การเปลี่ยนสีปรากฏขึ้น
• ความไวลดลง
• เสียงมุมดังขึ้น

สิ่งนี้กลายเป็นหายนะในระบบที่มีแสงน้อยแบบมุมกว้างพิเศษ

โดยเฉพาะต่ำกว่า F1.4

เลนส์ F1.0 ที่ได้รับการปรับปรุงไม่ดีสามารถสร้างประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้แย่กว่าระบบ F1.6 ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างเหมาะสม

ใช่จริงๆ

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการออกแบบ CRA ต่ำจึงมีความสำคัญในเลนส์แสงสีดำสมัยใหม่ ขณะนี้เลนส์เฝ้าระวังขั้นสูงบางรุ่นรักษา CRA ไว้ต่ำกว่า ~12° เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์

และผู้ซื้อจำนวนมากยังคงเปรียบเทียบเลนส์โดยใช้เพียง:

• ทางยาวโฟกัส
• F-หมายเลข
• ราคา

นั่นเป็นการเข้าใจง่ายเกินไปที่อันตราย

ไฟ LED IR ไม่ใช่คำตอบเสมอไป

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงทางอุตสาหกรรมเกิดขึ้นที่นี่

กล้องอินฟราเรดกลางคืนแบบเดิมยังคงใช้งานได้ ไม่มีใครเถียงเป็นอย่างอื่น

แต่การเฝ้าระวังที่ได้รับความช่วยเหลือจาก IR จะสร้างปัญหาในตัวเอง:

• ฮอตสปอตสะท้อนแสง
• ระยะห่างการระบุตัวตนที่จำกัด
• การสูญเสียข้อมูลสี
• แรงดึงดูดของแมลง
• วัตถุเบื้องหน้าที่เปิดรับแสงมากเกินไป
• ความไม่สอดคล้องกันของการรับรู้ AI

ในการปรับใช้เมืองอัจฉริยะ กฎระเบียบด้านมลพิษจากแสงที่มองเห็นได้เริ่มมีความเข้มงวดมากขึ้นในบางภูมิภาค

ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงมุ่งสู่ระบบแสงสีดำเต็มรูปแบบซึ่งอาศัยการส่องสว่างโดยรอบมากขึ้น:

• แสงจันทร์
• ไฟรั่วในเมือง
• แสงสว่างหน้าร้าน
• การส่องสว่างบนถนน

และการเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้ออพติครูรับแสงขนาดใหญ่พิเศษมีความสำคัญมากกว่าเมื่อห้าปีที่แล้วมาก

เลนส์กำลังกลายเป็นเครื่องขยายสัญญาณหลักในสภาวะแสงน้อยของห่วงโซ่การถ่ายภาพทั้งหมด

ข้อดีทางวิศวกรรมของ F1.0 ที่ไม่มีใครชอบพูดถึง

นี่คือโบรชัวร์การตลาดส่วนหนึ่งที่มักจะหลีกเลี่ยง

เลนส์ F1.0 ผลิตได้ยากอย่างสม่ำเสมอ

ยากกว่ามาก

ความไวของความทนทานเพิ่มขึ้นอย่างมาก:

• การกระจายอำนาจ
• เอียง
• ความไม่สอดคล้องกันของการเคลือบ
• ความเบี่ยงเบนของการฉีดขึ้นรูป
• ความเครียดในการประกอบ
• ดริฟท์อุณหภูมิ

ทั้งหมดกลายเป็นการขยาย

กระบวนการประกอบที่ธรรมดาจะทำลายประสิทธิภาพในสภาวะแสงน้อยก่อนที่การออกแบบด้านการมองเห็นจะถึงขีดจำกัดทางทฤษฎี

นี่คือสาเหตุที่ความสม่ำเสมอในปริมาณมากมีความสำคัญพอๆ กับค่าสายตา

การเรียงลำดับ MTF อัตโนมัติ การจัดตำแหน่งที่ใช้งานอยู่ การออกแบบการชดเชยอุณหภูมิ และการควบคุมการขึ้นรูปที่แม่นยำ ไม่ใช่ "สิ่งพิเศษระดับพรีเมียม" อีกต่อไป สิ่งเหล่านี้เป็นข้อกำหนดในการอยู่รอดสำหรับการผลิตแสงสีดำที่ปรับขนาดได้

และนี่คือจุดที่เลนส์ราคาถูกพิเศษจำนวนมากล้มเหลวอย่างเงียบๆ ในภาคสนาม

ไม่ได้อยู่ในห้องปฏิบัติการ
ไม่ได้อยู่ในการสาธิตการตลาด
แต่หกเดือนต่อมาในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่แท้จริง

การเฝ้าระวังแสงสีดำกำลังผลักดันการออกแบบเลนส์เข้าสู่ยุคใหม่

การเปลี่ยนแปลงไปสู่:

• 5MP+
• การวิเคราะห์เอไอ
• การถ่ายภาพกลางคืนแบบสีเต็มรูปแบบ
• การประมวลผล AI ขั้นสูง
• ระบบจราจรอัจฉริยะ
• หุ่นยนต์รักษาความปลอดภัยอัตโนมัติ

…กำลังบังคับให้วิศวกรรมเลนส์พัฒนาเร็วกว่าที่หลายคนคาดไว้

เนื่องจากเมื่อเซ็นเซอร์ผ่านเกณฑ์ความไวที่กำหนด เลนส์ก็กลายเป็นปัจจัยจำกัดอีกครั้ง

ประวัติศาสตร์ซ้ำรอย

และตอนนี้ ระบบรูรับแสงขนาดใหญ่ F1.0 ถือเป็นศูนย์กลางของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

ไม่ใช่เพราะ “รูรับแสงที่ใหญ่กว่าฟังดูมีคุณภาพ”

แต่เนื่องจากการเฝ้าระวังสมัยใหม่ขึ้นอยู่กับการดึงความฉลาดทางการมองเห็นที่ใช้งานได้จากแสงที่แทบจะไม่มีเลยมากขึ้นเรื่อยๆ

นั่นเป็นความท้าทายด้านการมองเห็นก่อน

ทุกสิ่งทุกอย่างมาทีหลัง

เกี่ยวกับเซี่ยงไฮ้ ซิลค์ ออปติคอล

Shanghai Silk Optical Technology Co., Ltd.เชี่ยวชาญด้านโซลูชั่นออพติคอลที่มีความแม่นยำสำหรับ:

• การเฝ้าระวังความปลอดภัย
• การถ่ายภาพยานยนต์
• เลนส์ทางการแพทย์
• ระบบการมองเห็นของหุ่นยนต์
• การถ่ายภาพ UAV
• กล้องสมาร์ทโฮม
• LiDAR และเลนส์ฉายภาพ

บริษัทดำเนินธุรกิจห่วงโซ่การผลิตแบบครบวงจรในแนวตั้ง ซึ่งครอบคลุมถึง:

• การประมวลผลเลนส์ออปติคอล
• การผลิตแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำ
• การฉีดขึ้นรูป
• การประกอบอัตโนมัติ
• การตรวจสอบและคัดแยก MTF

ด้วยกำลังการผลิตเลนส์ต่อเดือนเกินล้านชิ้น