Почему ваш видеорегистратор «слепнет» летом? Глубокое погружение в термическую дефокусировку объектива

Представьте себе этот сценарий:

Жаркий летний день, 35°C (95°F) в тени. Вы оставляете машину на открытой стоянке, чтобы перекусить. Вернувшись, вы обнаруживаете свежую царапину на бампере. Вы уверенно говорите другому водителю: «Расслабься, у меня есть видеорегистратор. Давай посмотрим отснятое».

Но когда проигрываешь видео, замираешь.Кадры размыты, как будто снимали в парилке. Вы не можете прочитать номерной знак, и весь мир выглядит так, будто на него наложили сильный фильтр размытия.

Первой вашей реакцией может быть обвинение производителя: «Я заплатил за 4К! Почему качественная фигня, когда она мне действительно нужна?»

Пока не разбивайте свое устройство. Возможно, проблема не в пикселях. Вероятно, вы столкнулись с «Летним убийцей» оптики:Термическая дефокусировка.

Сегодня, опираясь на свой 10-летний опыт работы в сфере технологий, я собираюсь раскрыть физику этого явления и раскрыть некоторые отраслевые секреты.

I. Что такое «термическая дефокусировка»? (Измерение температуры объектива)

Проще говоря, «термическая дефокусировка» (или термический сдвиг) происходит, когда объектив вашей камеры теряет фокус из-за тепла.

Думайте об объективе видеорегистратора как очеловеческий глази датчик изображения в качествесетчатка. В идеальном мире свет проходит через линзу и резко фокусируется прямо на сенсоре (сетчатке).

Однако видеорегистраторы живут в жестокой среде. Под прямыми летним солнечными лучами температура за лобовым стеклом может легко подняться до70°C или даже 80°C (176°F).

В этом состоянии «барбекю» компоненты объектива претерпевают физические изменения. Фокус смещается — вперед или назад. Если эта точка фокусировки отклоняется от поверхности датчика хотя бы на несколькомикроны(тоньше волоса), ваше изображение «4K HD» мгновенно превращается в размытую мешанину.

II. Виновник: война между «стеклом» и «пластиком»

Почему фокус смещается? Основная причина заключается вТепловое расширение и сжатие. Но настоящий вопрос:Из чего сделан ваш объектив?

В оптическом производстве есть два основных игрока:СтеклоиСмола (Пластик).

1. Коэффициент расширения

Вот немного технический термин:Коэффициент линейного теплового расширения.

• СтеклоЭто «хладнокровный, спокойный и собранный» тип. Он термически стабилен и очень мало расширяется при нагревании.

• Пластикотносится к «возбудимому» типу. Когда он нагревается, он значительно расширяется.

Если бы производитель видеорегистратора хотел сократить расходы, он мог бы использоватьПолностью пластиковыйлинза илиСтеклопластик гибридный (G+P).

При повышении температуры пластиковые линзы становятся толще, меняется их кривизна и даже смещается их показатель преломления (насколько они преломляют свет). Это как носить очки по рецепту с диоптриями 2,0, но когда становится жарко, они самопроизвольно меняются на 1,5. Удачи в ясном видении с ними.

2. Предательство оправы объектива

Это не просто стекло; это тоже держатель.Корпус объектива(или держатель) удерживает элементы линзы на месте. Если ствол из дешевого пластика, то при нагревании он удлиняется. Это физически отодвигает объектив дальше от сенсора. В оптике это крошечное изменение расстояния губительно для качества изображения.

Промышленная тайна:Многие дешевые видеорегистраторы, заявленные как HD, идеально откалиброваны при комнатной температуре (25°C). Однако, если вы подвергнете их тесту на старение при 60°C, их разрешение часто упадет на 50% и более. Они буквально «друзья хорошей погоды».

III. Почему некоторые камеры выдерживают жару?

Теперь, когда мы знаем причину, как высококачественные видеорегистраторы преодолевают тепловую дефокусировку?

1. Стандарт «Цель-стекло» (6G/7G)

Вы часто будете видеть упоминание о высококлассных характеристиках.«Объектив 6G».Нет, это не означает, что он подключается к сети 6G. Это означает6 стеклянных элементов. Стекло выдерживает высокие температуры, не деформируется и имеет высокую светопроницаемость. Хотя он стоит значительно дороже пластика, это первая линия защиты от термического размытия.

2. Металлические бочки и температурная компенсация.

Надежные производители используют для корпуса объектива металл или специализированные жаропрочные композитные материалы, чтобы минимизировать расширение. Еще более продвинутым является«Проект термокомпенсации».Думайте об этом как о Тай Чи. Инженеры смешивают элементы линз с разными свойствами так, что если фокусное расстояние линзы А увеличивается из-за нагрева, то линзы Б становится короче. Они нейтрализуют друг друга, фиксируя фокус на датчике независимо от того, зима сейчас или лето.

IV. Руководство для покупателей (и менеджеров по закупкам)

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем автомобиля или специалистом по закупкам для автопарка, проверьте эти пункты, чтобы не покупать камеру «Летняя жалюзи»:

1. Проверьте характеристики материала:Найдите такие ключевые слова, как«6Г», «Цельностеклянная линза», или«Стеклянные элементы». Если в описании продукта неясно указано, из какого материала изготовлена ​​линза, скорее всего, она содержит пластик.

2. Проверьте рабочую температуру:Посмотрите спецификацию на«Рабочая температура».Качественное устройство промышленного класса должно четко работать в широком диапазоне (например, от -20°C до 75°C).

3. Избегайте ловушки «дешевых высоких характеристик»:Устройство стоимостью 30 долларов с надписью «Real 4K», скорее всего, сократит расходы на невидимые части: материал линз и термостойкие клеи.

Краткое содержание

Ценность видеорегистратора определяется его способностью четко видеть, когда это наиболее важно.

«Термическая дефокусировка» — это физическая реальность, которая безжалостно обнажает дешевые материалы. Неважно, сколько мегапикселей у вашего сенсора; если линза перед ним деформируется от жары, эти пиксели бесполезны.

В следующий раз, когда вы будете выбирать видеорегистратор, обратите внимание не только на разрешение. Задайте вопрос: «Выдержит ли этот объектив нагрев?»