أولاً، دعونا نتخلص من المفهوم الخاطئ الشائع

لا يزال الكثير من المشترين يعتقدون أن التصوير بالضوء الأسود يتعلق بشكل أساسي بالمستشعر.

ليست كذلك. أو على الأقل، ليس بعد الآن.

لقد تحسنت مستشعرات CMOS الحديثة - خاصة في الفئات 1/1.8 و1/2.7 و1/2.8" - بشكل كبير في الكفاءة الكمومية وأداء الإضاءة الخلفية. وبصراحة، فإن معظم مستشعرات المراقبة اللائقة اليوم قادرة بالفعل على الاستجابة بشكل محترم للضوء المنخفض.

لقد تحول عنق الزجاجة.

القيد الحقيقي الآن هو الإنتاجية البصرية.

المعنى: مدى كفاءة العدسة في نقل الضوء المتاح إلى مستوى المستشعر.

وهذا هو بالضبط سبب أهمية F1.0.

F1.0 ليس "أفضل قليلاً" من F1.6

يتم الاستهانة بهذا الجزء باستمرار.

يرى الناس:

• F1.6
• F1.4
• F1.2
• F1.0

… ونفترض أن الفرق تدريجي.

في الواقع، خدش ذلك - دعونا ننظر إلى الجانب الفيزيائي أولاً.

يتناسب الرقم F عكسيا مع قطر بؤبؤ العين عند المدخل. يتدرج انتقال الضوء تقريبًا مع العلاقة المربعة.

لذلك، مقارنةً بعدسة F1.6، يمكن للنظام البصري F1.0 نظريًا توفير ما يزيد عن 2.5× ضوء إضافي للمستشعر.

وهذا ليس تحسنا صغيرا.

وهذا هو الفرق بين:

• تصوير ملون قابل للاستخدام
• والفشل أحادي اللون.

أو بين:

• طمس التعرض 1/15 ثانية
• والتقاط الحركة المستقرة.

أو بين:

• الذكاء الاصطناعي يحدد الصورة الظلية البشرية بشكل صحيح
• وتصنيف الأدغال بثقة كمركبة.

المهندسون الذين يعملون في عمليات النشر الحقيقية يعرفون ذلك بالفعل. خاصة في المجمعات اللوجستية أو شوارع المدينة أو المناطق الصناعية منخفضة الإضاءة حيث يصبح إضافة الضوء الأبيض الإضافي مشكلة سياسية أو تشغيلية.

لماذا يعتبر "الألوان الكاملة في الليل" مشكلة بصرية في الواقع؟

تحب فرق التسويق عبارة "رؤية ليلية كاملة الألوان".

ما لا يفسرونه عادةً هو مدى صعوبة الأمر بصريًا.

للحفاظ على معلومات الألوان في البيئات شبه المظلمة، يجب أن يحافظ النظام على نسبة إشارة إلى ضوضاء كافية عبر قنوات RGB في وقت واحد.

وهذا يعني أن العدسة يجب أن:

• تعظيم تناول الفوتون
• تقليل التوهج
• قمع الظلال
• الحفاظ على MTF عالية في ظل ظروف التباين المنخفض
• التحكم في الانحراف اللوني
• الحفاظ على إضاءة الحافة
• الحفاظ على اتساق التركيز المشترك للأشعة تحت الحمراء

ولسوء الحظ، فإن تصميم الفتحة الكبيرة يجعل كل هذه الأمور أكثر صعوبة.

هذا هو الجزء الذي يتخطاه العديد من موردي العدسات منخفضة التكلفة بسهولة.

إن بناء عدسة مراقبة حقيقية بفتحة F1.0 لا يعني ببساطة "تكبير الثقب".

تزيد الفتحة الكبيرة بشكل كبير من صعوبة إدارة الانحراف:

• انحراف كروي
• غيبوبة سهمية
• انحناء المجال
• الاستجماتيزم
• التحول اللوني المحوري

كل ذلك يصبح أكثر عدوانية.

وخاصة في مجال الحافة.

وبمجرد الانتقال إلى التصوير بدقة 5 ميجابكسل أو 8 ميجابكسل؟ نافذة التسامح تصبح قبيحة بسرعة.

العدسة التي تبدو "مقبولة" بدقة 2 ميجابكسل تنهار فجأة تحت كثافة بكسلات أعلى.

العدو الخفي: أداء الحافة

إليك شيء غالبًا ما تكتشفه فرق المشتريات بعد فوات الأوان:

يمكن للكاميرا ذات الإضاءة المنخفضة أن تبدو رائعة في المنتصف... وفظيعة عند الحواف.

لماذا؟

لأن الأنظمة البصرية ذات الفتحة الواسعة تواجه بشكل طبيعي صعوبة في أداء التصوير خارج المحور.

يصبح هذا مشكلة خاصة في:

• مراقبة مواقف السيارات
• مراقبة المحيط
• تغطية المستودعات
• الطائرات بدون طيار التفتيش الليلي
• الملاحة الروبوتية

في هذه التطبيقات، تفاصيل الحافة مهمة بقدر أهمية التفاصيل المركزية.

إذا لطخت تفاصيل الوجه عند الزوايا أو انهارت لوحات الترخيص في ظل ظروف انخفاض لوكس، فسيفشل النظام من الناحية التشغيلية - حتى لو بدت الصورة المركزية ساطعة.

ولهذا السبب تعتمد أنظمة العدسات F1.0 المتقدمة بشكل متزايد على:

• أبنية متعددة كروية
• زجاج منخفض التشتت
• مجموعات بلاستيكية زجاجية هجينة
• سيطرة أكثر صرامة على CRA
• محاذاة نشطة دقيقة

في Shanghai Silk Optical، تستخدم أنظمة العدسات ذات الضوء الأسود لدينا هياكل بصرية متقدمة متعددة العناصر بما في ذلك بنيات مكونة من 7 عناصر للتصوير عالي الإرسال في الإضاءة المنخفضة.

وبصراحة؟ حتى مع الأدوات الحديثة، لا يزال تحسين الفتحة الكبيرة أحد أكثر أعمال التوازن المزعجة في الهندسة البصرية.

تقوم بتحسين سطوع الزاوية ويرتفع التشويه فجأة.
يمكنك قمع تحولات الغيبوبة وMTF.
يمكنك تشديد تغييرات توافق CRA وأجهزة الاستشعار.

لا يوجد غداء مجاني في تصميم العدسات.

مطابقة CRA: المشكلة لا يشرحها أحد تقريبًا بشكل صحيح

دعونا نتحدث عن Chief Ray Angle (CRA).

لأن هذا يحدد بهدوء ما إذا كان المستشعر الباهظ الثمن يعمل بشكل صحيح أم لا.

تتمتع مستشعرات CMOS الحديثة - وخاصة المستشعرات ذات الإضاءة الخلفية عالية الدقة - بسلوك قبول زاوي صارم.

إذا تجاوزت زاوية الشعاع الوارد تسامح المستشعر:

• يزداد تظليل الحافة
• يظهر تحول اللون
• قطرات الحساسية
• ترتفع ضوضاء الزاوية

يصبح هذا كارثيًا في أنظمة الإضاءة المنخفضة واسعة النطاق.

خاصة تحت F1.4.

يمكن لعدسة F1.0 المحسنة بشكل سيئ أن تنتج أداءً حقيقيًا أسوأ من نظام F1.6 المصمم بشكل صحيح.

نعم حقا.

هذا هو السبب في أن تصميم CRA المنخفض يصبح أمرًا بالغ الأهمية في بصريات الضوء الأسود الحديثة. تحافظ بعض عدسات المراقبة المتقدمة الآن على CRA أقل من 12 درجة تقريبًا لتحسين كفاءة اقتران المستشعر.

ومع ذلك، لا يزال العديد من المشترين يقارنون العدسات باستخدام ما يلي فقط:

• البعد البؤري
• رقم F
• سعر

وهذا تبسيط خطير.

مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء ليست هي الحل دائمًا

هناك أيضًا تحول في الصناعة يحدث هنا.

الرؤية الليلية التقليدية بالأشعة تحت الحمراء لا تزال تعمل. ولا أحد يجادل بخلاف ذلك.

لكن المراقبة بمساعدة الأشعة تحت الحمراء تخلق مشاكلها الخاصة:

• النقاط الساخنة العاكسة
• مسافة تحديد محدودة
• فقدان معلومات اللون
• جذب الحشرات
• تعريض الكائنات الأمامية بشكل مفرط
• تناقضات التعرف على الذكاء الاصطناعي

وفي عمليات نشر المدن الذكية، أصبحت لوائح التلوث بالضوء المرئي أكثر صرامة أيضًا في بعض المناطق.

لذلك كانت الصناعة تتجه نحو أنظمة الألوان الكاملة للضوء الأسود التي تعتمد بشكل أكبر على الإضاءة المحيطة:

• ضوء القمر
• ضوء الانسكاب الحضري
• إضاءة واجهة المحل
• إضاءة الطريق

وهذا التحول يجعل البصريات ذات الفتحة الكبيرة جدًا أكثر أهمية بكثير مما كانت عليه قبل خمس سنوات.

بصراحة، أصبحت العدسة هي مكبر الصوت الأساسي في الإضاءة المنخفضة لسلسلة التصوير بأكملها.

المقايضة الهندسية F1.0 لا أحد يحب مناقشتها

إليك الجزء الذي تتجنبه كتيبات التسويق عادةً.

يصعب تصنيع العدسات F1.0 باستمرار.

أصعب بكثير.

تزيد حساسية التسامح بشكل كبير:

• اللامركزية
• إمالة
• عدم تناسق الطلاء
• انحراف صب الحقن
• إجهاد التجميع
• انجراف درجة الحرارة

كل شيء أصبح مكبرا.

ستؤدي عملية التجميع المتواضعة إلى تدمير الأداء في الإضاءة المنخفضة قبل وقت طويل من وصول التصميم البصري نفسه إلى الحدود النظرية.

هذا هو السبب في أن الاتساق ذو الحجم الكبير مهم بقدر أهمية الوصفة الطبية.

لم يعد الفرز الآلي لـ MTF، والمحاذاة النشطة، وتصميم تعويض درجة الحرارة، والتحكم الدقيق في القوالب "إضافات متميزة". إنها متطلبات البقاء لإنتاج الضوء الأسود القابل للتطوير.

وبصراحة، هذا هو المكان الذي تفشل فيه العديد من البصريات منخفضة التكلفة للغاية في هذا المجال.

ليس في المختبر.
ليس في العروض التسويقية.
ولكن بعد ستة أشهر في بيئات خارجية حقيقية.

المراقبة بالضوء الأسود تدفع بتصميم العدسات إلى عصر جديد

التحول نحو:

• 5 ميجابكسل+
• تحليلات الذكاء الاصطناعي
• التصوير الليلي بالألوان الكاملة
• معالجة حافة الذكاء الاصطناعي
• أنظمة المرور الذكية
• الروبوتات الأمنية المستقلة

… يجبر هندسة العدسات على التطور بشكل أسرع مما توقعه الكثير من الناس.

لأنه بمجرد تجاوز أجهزة الاستشعار عتبة حساسية معينة، أصبحت البصريات هي العامل المحدد مرة أخرى.

التاريخ يعيد نفسه.

وفي الوقت الحالي، تقع أنظمة الفتحة الكبيرة F1.0 في مركز هذا التحول.

ليس لأن "الفتحة الأكبر تبدو متميزة".

ولكن لأن المراقبة الحديثة تعتمد بشكل متزايد على استخلاص الذكاء البصري القابل للاستخدام من عدم وجود ضوء على الإطلاق تقريبًا.

هذا تحدٍ بصري أولاً.

كل شيء آخر يأتي في وقت لاحق.

حول شنغهاي الحرير البصرية

شركة شنغهاي سيلك للتكنولوجيا البصرية المحدودةمتخصصة في الحلول البصرية الدقيقة لـ:

• المراقبة الأمنية
• تصوير السيارات
• البصريات الطبية
• أنظمة الرؤية الروبوتية
• تصوير الطائرات بدون طيار
• كاميرات المنزل الذكي
• LiDAR وبصريات الإسقاط

تدير الشركة سلسلة تصنيع متكاملة رأسياً تغطي:

• معالجة العدسات البصرية
• تصنيع القالب الدقيق
• صب الحقن
• التجميع الآلي
• فحص وفرز MTF

مع قدرة إنتاجية شهرية للعدسة تتجاوز ملايين الوحدات.