Öncelikle Yaygın Bir Yanılgıyı Bitirelim

Pek çok alıcı hâlâ siyah ışıkla görüntülemenin esas olarak sensörle ilgili olduğunu düşünüyor.

Öyle değil. Ya da en azından artık değil.

Modern CMOS sensörleri (özellikle 1/1,8", 1/2,7" ve 1/2,8" sınıflarındakiler) kuantum verimliliği ve arka aydınlatma performansı açısından önemli ölçüde gelişme gösterdi. Açıkçası, günümüzün en iyi gözetim sensörleri zaten düşük ışıkta kayda değer bir tepki verme kapasitesine sahip.

Darboğaz değişti.

Artık asıl kısıtlama optik çıktıdır.

Anlamı: Lensin mevcut ışığı sensör düzlemine ne kadar verimli aktardığı.

F1.0 tam da bu yüzden önemli.

F1.0, F1.6'dan “Biraz Daha İyi” Değil

Bu kısım sürekli hafife alınıyor.

İnsanlar şunu görüyor:

• F1.6
• F1.4
• F1.2
• F1.0

…ve farkın giderek arttığını varsayalım.

Aslında bunu boşverin, önce fizik tarafına bakalım.

F sayısı giriş gözbebeği çapıyla ters orantılıdır. Işık geçirgenliği yaklaşık olarak kare ilişkisiyle ölçeklenir.

Yani F1.6 lensle karşılaştırıldığında F1.0 optik sistem teorik olarak sensöre 2,5 kat daha fazla ışık gönderebilir.

Bu küçük bir gelişme değil.

Aşağıdakiler arasındaki fark budur:

• kullanılabilir renkli görüntüleme
• ve tek renkli arıza.

Veya arasında:

• 1/15s pozlama bulanıklığı
• ve kararlı hareket yakalama.

Veya arasında:

• Yapay zeka bir insan siluetini doğru şekilde tanımlıyor
• ve bir çalıyı güvenle bir araç olarak sınıflandırmak.

Gerçek dağıtımlar üzerinde çalışan mühendisler bunu zaten biliyor. Özellikle lojistik parklarda, şehir sokaklarında veya ilave beyaz ışık eklemenin politik veya operasyonel açıdan sorunlu hale geldiği düşük aydınlatmalı sanayi bölgelerinde.

Neden “Geceleri Tam Renkli” Aslında Optik Bir Sorundur?

Pazarlama ekipleri "tam renkli gece görüşü" ifadesini seviyor.

Genellikle açıklamadıkları şey, bunun optik açıdan ne kadar acımasız olduğudur.

Karanlık ortamlarda renk bilgisini korumak için sistemin, RGB kanalları boyunca aynı anda yeterli sinyal-gürültü oranını koruması gerekir.

Bu, lensin şunları yapması gerektiği anlamına gelir:

• foton alımını en üst düzeye çıkarın
• Parlamayı en aza indirin
• gölgelenmeyi bastır
• düşük kontrast koşullarında yüksek MTF'yi koruyun
• renk sapmasını kontrol et
• kenar aydınlatmasını koru
• IR ortak odak tutarlılığını koruyun

Ve ne yazık ki geniş diyafram açıklığı tasarımı tüm bunları zorlaştırıyor.

Bu, birçok düşük maliyetli lens tedarikçisinin rahatlıkla atladığı kısımdır.

Gerçek bir F1.0 gözetleme lensi oluşturmak yalnızca "deliği büyütmek" anlamına gelmez.

Geniş bir diyafram açıklığı sapma yönetimi zorluğunu önemli ölçüde artırır:

• küresel sapma
• sagital koma
• alan eğriliği
• astigmatlık
• eksenel kromatik kayma

Hepsi daha agresif hale geliyor.

Özellikle kenar sahada.

Peki 5MP veya 8MP görüntülemeye geçtiğinizde? Tolerans penceresi hızla çirkinleşiyor.

2MP'de "kabul edilebilir" görünen bir lens, daha yüksek piksel yoğunluğu altında aniden çöküyor.

Gizli Düşman: Edge Performansı

Tedarik ekiplerinin genellikle çok geç keşfettiği bir şey var:

Düşük ışıklı bir kamera merkezde harika görünebilir, kenarlarda ise berbat görünebilir.

Neden?

Çünkü geniş diyafram açıklığına sahip optik sistemler doğal olarak eksen dışı görüntüleme performansıyla mücadele ediyor.

Bu özellikle şu durumlarda sorunlu hale gelir:

• park gözetimi
• çevre izleme
• depo kapsamı
• İHA gece denetimi
• robotik navigasyon

Bu uygulamalarda merkez detayı kadar kenar detayı da önemlidir.

Düşük lüks koşullarında köşelerdeki yüz ayrıntıları bulaşırsa veya plakalar çökerse, ortadaki görüntü parlak görünse bile sistem operasyonel olarak başarısız olur.

Gelişmiş F1.0 lens sistemlerinin giderek daha fazla aşağıdakilere güvenmesinin nedeni budur:

• çoklu küresel mimariler
• düşük dağılımlı cam
• hibrit cam-plastik grupları
• daha sıkı CRA kontrolü
• hassas aktif hizalama

Shanghai Silk Optical'da siyah ışık lens sistemlerimiz, düşük ışıkta yüksek iletimli görüntüleme için 7 öğeli mimariler de dahil olmak üzere gelişmiş çok öğeli optik yapılar kullanır.

Ve dürüst olmak gerekirse? Modern araçlarla bile geniş diyafram optimizasyonu hala optik mühendisliğindeki en sinir bozucu dengeleme eylemlerinden biridir.

Köşe parlaklığını artırırsınız ve aniden distorsiyon artar.
Koma ve MTF değişimlerini bastırırsınız.
CRA'yı ve sensör uyumluluğu değişikliklerini sıkılaştırırsınız.

Lens tasarımında bedava öğle yemeği yoktur.

CRA Eşleştirmesi: Neredeyse Hiç Kimsenin Doğru Şekilde Açıklayamadığı Sorun

Biraz da Chief Ray Angle'dan (CRA) bahsedelim.

Çünkü bu, pahalı sensörünüzün düzgün çalışıp çalışmadığını sessizce belirler.

Modern CMOS sensörleri (özellikle yüksek çözünürlüklü arkadan aydınlatmalı sensörler) katı açısal kabul davranışına sahiptir.

Gelen ışın açısı sensör toleransını aşarsa:

• kenar gölgelemesi artar
• renk değişimi görünüyor
• hassasiyet düşer
• köşe gürültüsü artıyor

Bu, ultra geniş düşük ışıklı sistemlerde felaket olur.

Özellikle F1.4'ün altında.

Kötü optimize edilmiş bir F1.0 lens, gerçekte, düzgün tasarlanmış bir F1.6 sisteminden daha kötü gerçek dünya performansı üretebilir.

Evet, gerçekten.

Bu nedenle düşük CRA tasarımı modern siyah ışık optiklerinde kritik hale gelir. Bazı gelişmiş gözetleme lensleri artık sensör birleştirme verimliliğini artırmak için CRA'yı ~12°'nin altında tutuyor.

Ancak yine de pek çok alıcı lensleri yalnızca aşağıdakileri kullanarak karşılaştırıyor:

• odak uzaklığı
• F-numarası
• fiyat

Bu tehlikeli bir aşırı basitleştirmedir.

IR LED'ler Her Zaman Cevap Değildir

Burada ayrıca bir endüstri değişimi yaşanıyor.

Geleneksel IR gece görüşü hala çalışıyor. Kimse aksini iddia etmiyor.

Ancak IR destekli gözetim kendi sorunlarını yaratır:

• yansıtıcı sıcak noktalar
• sınırlı tanımlama mesafesi
• renk bilgisi kaybı
• böcek cazibesi
• aşırı pozlanmış ön plan nesneleri
• Yapay zeka tanıma tutarsızlıkları

Akıllı şehir kurulumlarında görünür ışık kirliliği düzenlemeleri de bazı bölgelerde daha sıkı hale geliyor.

Bu nedenle endüstri, ortam aydınlatmasına daha fazla dayanan siyah ışıklı, tam renkli sistemlere doğru ilerliyor:

• ay ışığı
• kentsel dökülme ışığı
• vitrin aydınlatması
• karayolu aydınlatması

Ve bu geçiş, ultra geniş diyafram açıklığına sahip optikleri beş yıl öncesine göre çok daha önemli hale getiriyor.

Açıkçası lens, tüm görüntüleme zincirinin birincil düşük ışık amplifikatörü haline geliyor.

Kimsenin Tartışmayı Sevmediği F1.0 Mühendislik Değişimi

İşte pazarlama broşürlerinin genellikle kaçındığı kısım.

F1.0 lenslerin tutarlı bir şekilde üretilmesi daha zordur.

Çok daha zor.

Tolerans duyarlılığı önemli ölçüde artar:

• merkezden uzaklaşma
• eğim
• kaplama tutarsızlığı
• enjeksiyon kalıplama sapması
• montaj gerilimi
• sıcaklık kayması

Hepsi büyütülür.

Vasat bir montaj süreci, optik tasarımın teorik sınırlara ulaşmasından çok önce düşük ışık performansını yok edecektir.

Bu nedenle yüksek hacim tutarlılığı optik reçete kadar önemlidir.

Otomatik MTF ayıklama, aktif hizalama, sıcaklık dengeleme tasarımı ve hassas kalıplama kontrolü artık "birinci sınıf ekstralar" değil. Bunlar ölçeklenebilir siyah ışık üretimi için hayatta kalma gereksinimleridir.

Ve dürüst olmak gerekirse, pek çok ultra düşük maliyetli optiğin sahada sessizce başarısız olduğu nokta burasıdır.

Laboratuarda değil.
Pazarlama demolarında değil.
Ancak altı ay sonra gerçek dış mekan ortamlarında.

Siyah Işık Gözetimi Lens Tasarımını Yeni Bir Çağa Taşıyor

Şuna doğru geçiş:

• 5MP+
• Yapay zeka analitiği
• tam renkli gece görüntüleme
• uç yapay zeka işleme
• akıllı trafik sistemleri
• otonom güvenlik robotları

…lens mühendisliğini birçok insanın beklediğinden daha hızlı gelişmeye zorluyor.

Çünkü sensörler belirli bir hassasiyet eşiğini aştığında optik yeniden sınırlayıcı faktör haline geldi.

Tarih tekerrür ediyor.

Ve şu anda F1.0 geniş diyaframlı sistemler bu geçişin merkezinde yer alıyor.

"Daha büyük diyafram açıklığı birinci sınıf ses çıkardığı" için değil.

Ancak modern gözetim, giderek neredeyse hiç ışık olmayan, kullanılabilir görsel zekanın elde edilmesine giderek daha fazla bağımlı hale geliyor.

Bu öncelikle optik bir zorluktur.

Diğer her şey daha sonra gelir.

Shanghai Silk Optical Hakkında

Şanghay İpek Optik Technology Co., Ltd.aşağıdakiler için hassas optik çözümlerde uzmanlaşmıştır:

• güvenlik gözetimi
• otomotiv görüntüleme
• tıbbi optik
• robotik görüş sistemleri
• İHA görüntüleme
• akıllı ev kameraları
• LiDAR ve projeksiyon optikleri

Şirket aşağıdakileri kapsayan dikey entegre bir üretim zinciri işletmektedir:

• optik lens işleme
• hassas kalıp imalatı
• enjeksiyon kalıplama
• otomatik montaj
• MTF denetimi ve sınıflandırma

Milyonlarca üniteyi aşan aylık lens üretim kapasitesiyle.