Ống kính lấy nét cố định và ống kính đa tiêu cự: Cái nào tốt hơn cho máy ảnh của bạn
Một dự án máy ảnh có thể có cảm biến, bộ xử lý và vỏ phù hợp nhưng vẫn cung cấp góc nhìn sai về cảnh. Một quyết định ban đầu có ảnh hưởng mạnh mẽ đến kết quả là nên sử dụng ống kính có tiêu cự cố định hay ống kính có tiêu cự đa dạng. Các thuật ngữ này đôi khi được sử dụng một cách lỏng lẻo, do đó cần tách biệt hai ý tưởng: điều chỉnh tiêu điểm thay đổi khoảng cách mà hình ảnh sắc nét, trong khi điều chỉnh tiêu cự thay đổi trường nhìn. Ống kính có thể được lấy nét trong quá trình lắp đặt mà không bị thay đổi tiêu cự. Một thấu kính có tiêu cự thực sự cho phép điều chỉnh tiêu cự và khung hình của nó trong một phạm vi xác định.
Không có thiết kế nào tự động tốt hơn. MỘTthấu kính có tiêu cự cố địnhthường thực tế khi biết vị trí camera và phạm vi phủ sóng yêu cầu. Ống kính đa tiêu cự có thể hữu ích khi điều kiện lắp đặt thay đổi hoặc không thể thiết lập trước góc nhìn cuối cùng. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào ứng dụng, khối lượng sản xuất, vỏ cơ khí và mức độ điều chỉnh mà người dùng thực sự cần.
1. Điều chỉnh tiêu điểm không giống như thu phóng
Một thấu kính có tiêu cự cố định có một tiêu cự được thiết kế. Trường nhìn của nó được xác định bởi tiêu cự đó và kích thước cảm biến hoạt động. Trong quá trình lắp đặt, ống kính có thể vẫn cần lấy nét để mặt phẳng mục tiêu sắc nét. Trên máy ảnh bảng nhỏ gọn, điều này có thể liên quan đến việc xoay ống kính trong giá đỡ rồi cố định ống kính.
Ống kính đa tiêu cự có nhiều tiêu cự khác nhau, chẳng hạn như cài đặt ngắn hơn để có góc nhìn rộng hơn và cài đặt dài hơn để có góc nhìn hẹp hơn. Việc thay đổi tiêu cự sẽ thay đổi độ phóng đại và khung hình của hình ảnh. Sau đó, trình cài đặt có thể cần phải lấy nét lại, tùy thuộc vào thiết kế quang học. MỘTống kính đa tiêu cựCũng không nên nhầm lẫn với ống kính zoom có động cơ: việc điều chỉnh tiêu cự thay đổi có thể được thực hiện thủ công, trong khi zoom có động cơ bổ sung thêm bộ truyền động và điều khiển điện tử. Sự khác biệt này rất quan trọng khi viết thông số kỹ thuật vì “tiêu điểm có thể điều chỉnh” và “trường nhìn có thể điều chỉnh” mô tả các chức năng khác nhau.
2. Khi ống kính có tiêu cự cố định có ý nghĩa
Thiết kế tiêu cự cố định sẽ hấp dẫn khi vị trí lắp đặt máy ảnh, khoảng cách mục tiêu và phạm vi phủ sóng yêu cầu ổn định. Thiết kế quang học có thể được tối ưu hóa xung quanh một tiêu cự và một định dạng cảm biến thay vì một phạm vi. Điều đó có thể giúp kiểm soát kích thước, chi phí, độ méo và chất lượng hình ảnh cho một ứng dụng xác định dễ dàng hơn.
Điều này có liên quan đến máy ảnh nhúng có khối lượng lớn. Camera chuông cửa, camera IP nhỏ gọn, camera hành trình hoặc mô-đun kiểm tra chuyên dụng có thể có vị trí cơ học cố định và cảnh được xác định rõ. Khi trường nhìn được xác thực, độ dài tiêu cự có thể điều chỉnh có thể tăng thêm độ phức tạp mà không cải thiện sản phẩm. Thiết kế cố định cũng có thể đơn giản hóa việc lắp ráp và giảm số lượng điều chỉnh phải thực hiện nhất quán trên dây chuyền sản xuất.
Hạn chế là tính linh hoạt. Nếu sau đó máy ảnh được lắp đặt xa mục tiêu hơn hoặc khách hàng thay đổi phạm vi phủ sóng cần thiết thì ống kính cố định có thể không mang lại khung hình như mong muốn. Dự án có thể cần một tiêu cự khác hoặc vị trí lắp đặt được thiết kế lại. Do đó, điều quan trọng là phải xác nhận hình dạng lắp đặt trước khi khóa thông số kỹ thuật của ống kính.
3. Ống kính đa tiêu cự hữu ích ở đâu
Thấu kính đa tiêu có giá trị khi hình dạng lắp đặt không chắc chắn hoặc khác nhau tùy theo từng địa điểm. Nhà tích hợp bảo mật có thể cần đóng khung cửa ra vào, khoang tải hoặc khu vực chu vi sau khi lắp camera. Độ dài tiêu cự thay đổi có thể giúp trình cài đặt trao đổi phạm vi phủ sóng để biết chi tiết mà không cần di chuyển camera.
Chúng cũng có thể hữu ích trong quá trình triển khai thí điểm. Khách hàng có thể biết cảnh gần đúng nhưng không biết khoảng cách cuối cùng từ máy ảnh đến đối tượng. Một ống kính có thể điều chỉnh cho phép nhóm đánh giá các góc nhìn khác nhau trước khi cố định thông số kỹ thuật. Tuy nhiên, phạm vi điều chỉnh phải phù hợp. Phạm vi rộng được in trên biểu dữ liệu không đảm bảo rằng ống kính sẽ mang lại độ phân giải, độ méo hoặc hiệu suất cạnh có thể chấp nhận được ở mọi cài đặt.
Đối với các dự án sử dụng ống kính quang học đa tiêu cự, hãy yêu cầu bằng chứng về chất lượng hình ảnh ở các đầu rộng, giữa và tele của phạm vi. Kiểm tra xem có phải điều chỉnh lại tiêu cự sau khi thay đổi tiêu cự hay không, cách khóa cài đặt và liệu có thể thực hiện điều chỉnh sau khi lắp máy ảnh vào vỏ máy ảnh hay không.
4. So sánh hệ thống hình ảnh hoàn chỉnh
Định dạng cảm biến là điểm khởi đầu vì nó ảnh hưởng đến vùng hình ảnh được ống kính sử dụng. Đối với một tiêu cự nhất định, cảm biến hoạt động lớn hơn thường thu được trường nhìn rộng hơn cảm biến nhỏ hơn. Trường nhìn ngang và dọc phải được tính toán bằng cách sử dụng kích thước hình ảnh hoạt động thực tế chứ không chỉ định dạng danh nghĩa của cảm biến.
Tiếp theo, xác định cảnh. Ghi lại chiều cao lắp camera, khoảng cách mục tiêu, phạm vi bao phủ theo chiều ngang cần thiết và đối tượng hoặc tính năng nhỏ nhất phải được nhận dạng. Chế độ xem rộng có thể bao gồm toàn bộ khung cảnh nhưng để lại mục tiêu quá nhỏ để nhận dạng. Chế độ xem hẹp hơn có thể cải thiện mật độ điểm ảnh trên mục tiêu nhưng bỏ lỡ hoạt động ở gần các cạnh. Đây là một sự đánh đổi ứng dụng, không phải là câu hỏi đơn giản về việc ống kính nào có góc lớn nhất.
Đối với hệ thống tiêu cự đa dạng, hãy kiểm tra chất lượng hình ảnh ở nhiều cài đặt độ dài tiêu cự. Đối với ống kính cố định, hãy đánh giá khoảng cách lắp đặt thực tế và vùng mục tiêu. Trong cả hai trường hợp, hãy đánh giá độ sắc nét ở trung tâm và cạnh, độ méo, độ chiếu sáng tương đối, quang sai màu và hiệu suất dưới ánh sáng mong muốn. Nếu máy ảnh có cửa sổ che, hãy kiểm tra xem cửa sổ đó đã được lắp đặt chưa.
5. Cân nhắc về quang học và cơ học
Một cụm ống kính đa tiêu cự thường chứa nhiều phần tử chuyển động hoặc có thể điều chỉnh hơn so với một ống kính bảng có tiêu cự cố định đơn giản. Thiết kế cơ học phải duy trì sự liên kết trong khi người dùng thay đổi cài đặt. Cơ cấu điều chỉnh phải chống lại chuyển động ngoài ý muốn sau khi lắp đặt và vỏ phải cung cấp đủ khả năng tiếp cận cho người lắp đặt mà không ảnh hưởng đến khả năng bịt kín hoặc bảo vệ.
Một ống kính cố định không tự động thoát khỏi rủi ro cơ học. Vị trí lấy nét, gắn ren, phương pháp kết dính hoặc khóa, kích thước nòng súng và dung sai lắp ráp đều ảnh hưởng đến máy ảnh cuối cùng. Nếu ống kính được điều chỉnh trong quá trình sản xuất, quy trình này cần có mục tiêu lấy nét có thể lặp lại và quy trình khóa xác định. Nếu nó được điều chỉnh tại hiện trường, người cài đặt cần có hướng dẫn rõ ràng và cách xác minh kết quả.
Điều kiện môi trường cũng có vấn đề. Rung, chu kỳ nhiệt độ, bụi và hơi ẩm có thể ảnh hưởng đến cụm máy ảnh. Đối với các ứng dụng ngoài trời hoặc trên xe, hãy đánh giá mô-đun hoàn chỉnh và phương pháp lưu giữ nó trong điều kiện đánh giá thực tế. Đừng cho rằng ống kính đủ tiêu chuẩn về môi trường chỉ vì nó phù hợp với vỏ máy ảnh.
6. Chi phí, sản xuất và khả năng phục vụ
Đối với máy ảnh được sản xuất hàng loạt, hãy so sánh tổng chi phí hệ thống thay vì chỉ đơn giá ống kính. Thiết kế đa tiêu cự có thể làm giảm số lần cài đặt hoặc tránh tích trữ một số tiêu cự cố định. Mặt khác, nó có thể làm tăng chi phí lắp ráp quang học, vỏ, quá trình điều chỉnh và kiểm soát chất lượng. Nó cũng có thể yêu cầu đào tạo thêm về trình cài đặt.
Ống kính cố định có thể phát huy hiệu quả khi sản phẩm được tiêu chuẩn hóa và máy ảnh được lắp ráp với số lượng lớn. Nhà sản xuất có thể thiết lập bố trí cơ học và quang học có thể lặp lại và kiểm tra nó bằng các thử nghiệm xác định. Điều này đặc biệt hữu ích khi người dùng cuối không cần thay đổi khung hình sau khi cài đặt.
Chiến lược dịch vụ nên được đưa vào quyết định. Nếu camera thường xuyên được thay đổi vị trí hoặc tái sử dụng ở các địa điểm khác nhau, tính linh hoạt trong điều chỉnh có thể có giá trị thực sự. Nếu máy ảnh được gắn kín vào sản phẩm và không bao giờ chạm vào nữa, phạm vi điều chỉnh bổ sung có thể không phù hợp với giá thành của nó. Người mua nên xem xét nhân công lắp đặt, hàng thay thế, các cuộc gọi dịch vụ và sản lượng sản xuất cùng với giá ống kính được báo giá.
7. Danh sách kiểm tra lựa chọn thực tế
Trước khi yêu cầu báo giá, hãy chuẩn bị mẫu cảm biến và kích thước hình ảnh hoạt động, trường nhìn ngang và dọc bắt buộc, khoảng cách mục tiêu, hình học từ máy ảnh đến đối tượng, kích thước vật thể tối thiểu, đường bao ống kính có sẵn và giao diện lắp đặt. Nêu rõ liệu độ dài tiêu cự có phải được điều chỉnh sau khi lắp đặt hay không hoặc việc điều chỉnh tiêu cự trong quá trình lắp ráp có đủ hay không.
Đối với đề xuất có tiêu cự thay đổi, hãy chỉ định phạm vi độ dài tiêu cự được yêu cầu và yêu cầu các giá trị trường nhìn ở cài đặt đại diện. Yêu cầu bằng chứng về chất lượng hình ảnh trên phạm vi thay vì dựa vào một hình ảnh mẫu. Đối với ống kính cố định, hãy cung cấp phạm vi và khoảng cách mục tiêu chính xác để nhà cung cấp có thể đề xuất độ dài tiêu cự phù hợp. Trong cả hai trường hợp, hãy xác định nhiệt độ vận hành, mức độ rung, phạm vi chiếu sáng và tiêu chí chấp nhận.
Đánh giá hữu ích sử dụng cảm biến, vỏ, cửa sổ bảo vệ và cài đặt xử lý hình ảnh cuối cùng. Một ống kính trông phù hợp trên băng ghế quang học có thể hoạt động khác sau khi tích hợp, đặc biệt nếu máy ảnh có cửa sổ che hoặc gói cơ khí bị ràng buộc chặt chẽ.
Làm việc với Quang học Boshi
Quang học Boshicung cấp các sản phẩm ống kính máy ảnh cho các ứng dụng an ninh, ô tô, máy bay không người lái và hình ảnh nhúng, đồng thời hỗ trợ các cuộc thảo luận quang học tùy chỉnh khi cấu hình tiêu chuẩn không đáp ứng yêu cầu hệ thống. Đối với một dự án so sánh các tùy chọn cố định và có thể điều chỉnh, thông tin khởi đầu hữu ích nhất là cảm biến, trường quan sát, khoảng cách mục tiêu, kích thước gói hàng có sẵn và khối lượng sản xuất dự kiến.
Khám phá [dòng sản phẩm ống kính máy ảnh Boshi Optics](https://www.lensmanufacture.com/products/lens.html) và [sản phẩm quang học tùy chỉnh](https://www.lensmanufacture.com/customized-products). Những trang này cung cấp điểm khởi đầu để thảo luận về cấu hình phù hợp; Lựa chọn cuối cùng phải dựa trên các yêu cầu cơ học và quang học thực tế của máy ảnh.
Kết luận: chọn điều chỉnh bạn sẽ thực sự sử dụng
Thấu kính có tiêu cự cố định và thấu kính có tiêu cự đa dạng giải quyết các vấn đề khác nhau. Tiêu cự cố định thường là lựa chọn mạnh mẽ hơn cho thiết kế máy ảnh có thể lặp lại với hình dạng đã biết và sản xuất số lượng lớn. Điều chỉnh tiêu cự đa dạng rất hữu ích khi phải điều chỉnh khung hình tại chỗ hoặc khi điều kiện triển khai thay đổi. Quyết định tốt nhất được đưa ra bằng cách xác định hình ảnh cần thiết trước tiên, sau đó kiểm tra hiệu suất quang học, cơ chế, quy trình lắp đặt và tổng chi phí hệ thống.
Nếu tiêu cự không cần thay đổi sau khi lắp đặt thì thiết kế cố định có thể đơn giản và tiết kiệm hơn. Nếu sự không chắc chắn trong việc định khung là một rủi ro thực sự của dự án thì ống kính đa tiêu cự có thể tiết kiệm thời gian và cải thiện tính linh hoạt khi triển khai. Trong cả hai trường hợp, hãy xác thực toàn bộ máy ảnh thay vì chỉ chọn từ nhãn tiêu cự.
