F1.0 対 IR: あなたのプロジェクトに適した低照度レンズはどれですか?

光学エンジニアとして上海シルクオプティカル、私の日常の現実は、屈折率との戦い、MTF 曲線の何パーセントかを削り取ること、そして原材料の請求について議論することで構成されています。調達チームが一般的なセールストークのフック、ライン、シンカーを飲み込んだために、フィールドテストで失敗する製品ラインが多すぎるのを私は見てきました。 「F1.0 は未来です」と彼らは言います。あるいは「IRは安くて壊れない」。

誇大広告に騙されないでください。光学設計は、物理的なトレードオフの妥協のないゲームです。マーケティング PPT を読んで、一方を選択した場合にイメージング パイプラインに実際に何が起こるかを詳しく見てみましょう。

1. F1.0「ブラックライト」フルカラー：フォトンモンスター（そしてその隠された税金）

アクティブな低光量フルカラー技術の前提全体は、F1.0絞り.

あなたが光学マニアではない場合は、ここで簡単な計算をしてみましょう。F 値は、レンズの焦点距離とその入射ひとみの直径の比です。 F 値を下げるたびに、センサーに届く光が 2 倍になります。標準の F2.0 レンズから F1.0 レンズへの移行は、性能の低下を意味します。4回CMOS ピクセルにより多くの光を当てます。

実際の展開では、たとえば、薄暗い物流ヤードをパトロールする AMR が移動する場合、これは、フルカラー、高コントラストのビデオをキャプチャするために、邪魔で眩しい白色 LED のグレアが必要ないことを意味します。色彩データに依存して物体を分類する AI モデル (容疑者のジャケットの色や危険標識の識別など) にとって、F1.0 は素晴らしいものです。

しかし、アマチュアのサプライヤーは教えてくれない落とし穴があります。絞りを大きく開くと、光学収差に絶対的な混乱が生じます。

絞りを F1.0 まで開くと、光線が信じられないほど急な角度でレンズ要素の外縁に当たります。これにより、次の 2 つの大きな問題が引き起こされます。

• 非常に薄い被写界深度 (DoF):誤差の許容範囲はミリメートル単位にまで下がります。太陽熱により機械ハウジングがわずかでも曲がると、ターゲットは完全に焦点から外れてしまいます。

• ペリフェラル MTF コラプス:球面収差とコマ収差により、画像の隅が濁った使い物にならないスープになってしまいます。

これに対抗するには、安価な既製の球面ガラスを使用するだけでは済みません。私たちはそれを中心に設計する必要がありますASP（非球面レンズ）素子不正なエッジ光線を強制的に単一の焦点に戻すためです。

実際、言い換えさせてください。非球面形状を使用するだけではありません。それは材料の選択に関するものです。安価なオールプラスチック製の F1.0 レンズを購入すると、意思周囲温度が 40°C に達すると故障します。 Silk Optical では、ガラスとプラスチックのハイブリッド アーキテクチャ (当社のような) を使用して、これらの巨大な開口部を安定させています。2G3Pまたはマルチガラス定式化) と厳密な組み合わせ温度補償構造工学。ベンダーが F1.0 レンズを引用しながら熱ドリフトについて話していない場合は、その場を立ち去りましょう。

2. 赤外線 (IR) ナイトビジョン: 費用対効果の高い主力製品 (波長トラップ付き)

フェンスの反対側には、従来の IR 照明 (通常は 850nm または 940nm のアクティブ IR LED と組み合わせます) があります。このカテゴリのレンズ（当社の大量生産品など）PL071 4MP-8MP 6G オールガラスシリーズ - 非常に成熟しており、安定性が高く、調達予算に非常に優しいものです。

IR システムの主な利点は次のとおりです。妥協のないコントラスト。絶対ゼロルクス環境（地下トンネル、照明のない田舎の周囲）では、IR は世界をハイコントラストの白黒に変えます。色の混乱を取り除き、エッジ AI アルゴリズムにトレースするための非常に鮮明なプロファイルと境界を与えます。

ただし、IR セットアップにはサイレントキラーが待っています。それは、フォーカス シフトです。

よくあるイライラするシナリオ: 研究開発チームは、日中研究室でカメラ システムを調整します。信じられないほどシャープに見えます。夜が訪れると、アクティブな IR イルミネーターが作動し、突然フィードが誰かがレンズに油を塗ったように見えます。

「実際のところ、それを気にしないでください。センサーのノイズ低減のせいにしないでください。これは基本的な物理学です。」

可視光 (400 ～ 700nm) と赤外光 (850nm/940nm) は、屈折率が波長に基づいて変化するため、同じガラス媒体中を異なる速度で伝わります。レンズ要素が意図的に最適化されていない場合IR共同フォーカス、可視光の焦点面と赤外光の焦点面は、レンズの後ろの 2 つの完全に異なる深さに着地します。

この悪夢を回避するために、私たちは次のことを統合します。ED（特殊低分散）ガラス要素を使用し、複雑な多層広帯域反射防止コーティングを利用します。また、弊社での組み立ての際には、ボシ・インテリジェント・テクノロジー・パーク、すべてのユニットが自動化された SMA (Small Medium Aperture) アクティブ アライメント マシンを通過し、多波長 MTF 応答を検証します。真の IR コフォーカス エンジニアリングがなければ、暗視システムは単なる賭けにすぎません。

3. 調達の青写真: あなたのマトリックスに適合するものはどれですか?

企業の余分な要素を取り除き、これをエンジニアリング チーム向けの具体的で展開可能な意思決定マトリックスに凝縮しましょう。

次の場合は、F1.0 ブラックライト フルカラーのトリガーを引きます。

• 色は交渉不可です:ソフトウェアには、分析 (ナンバー プレート認識、マルチカラー資産追跡、顔の特徴抽出など) 用の色署名が必要です。

• アクティブな照明は禁止されています。お使いのシステムは、明るい白色光や可視赤外線光が公共の混乱を引き起こしたり、昆虫を引き寄せたり、ステルス性を損なうような場所で動作します。

• 高密度エッジ AI の精度は最も重要です。ニューラル ネットワークでは、ゴースト アーティファクトを引き起こす強力な時間ノイズ低減ソフトウェア フィルターに依存せずに、ピクセルあたりの最大の信号対ノイズ比 (SNR) を必要とします。

• 調達義務:統合された ASP 要素と、-20°C ～ +70°C にわたる文書化された熱ドリフト耐性仕様を備えた、ガラスとプラスチックのハイブリッドまたは全ガラス製のビルドを主張します。

次の場合は、赤外線 (IR) ナイトビジョンを使用してください。

• 予算には厳密な制限があります。何千ものノード (標準的な倉庫監視や下位層の掃除機ロボットのバンパーなど) を導入しているため、複数の非球面ガラス要素の割増コストを吸収できません。

• 真のゼロラックス環境で運用している場合:周囲光や都会の空の光がまったくないため、アクティブな白色光の支援がなければ、パッシブ F1.0 レンズは役に立ちません。

• 色よりも幾何学が重要です。システムは、幾何学的輪郭、エッジ検出、またはビジョンベースの SLAM 空間マッピングのみに依存しています。

• 調達義務:レンズ仕様が明示的に保証していることを確認してください。IR共焦点化強力な内部フレア抑制機能と特徴（ブルーグラスまたは特殊な後部素子マスキング）を使用して、内部 IR バウンスバックをブロックします。

毛羽立ちのないスケール精度

で上海シルクオプティカル、私たちは画一的なソリューションを販売することは信じていません。最先端の製造ハブで操業し、当社は自動化された生産能力を維持しています。毎月 600 万個のレンズ。当社は、ハイエンドの光学物理学と超安定したグローバルサプライチェーンデリバリーとの間のギャップを橋渡しします。ISO9001:2015そしてIATF16949:2016自動車グレードの認証。

研究開発エンジニアが自律配送ドローン用にカスタム仕立ての F1.0 広角ガラスを必要とする場合でも、産業生産ライン用に高度にコスト最適化された 5MP IR レンズを必要とする場合でも、当社は最初に生データを提供します。

センサーの仕様と主光線角度 (CRA) の要件をお知らせください。実際の MTF 曲線を見て、ホワイトボード上だけでなく、土の中でも機能するものを構築してみましょう。