今日、AIの普及に伴い、ますます多くの革新的なアプリケーションがマシンビジョンの支援を必要としています。AIを用いて「理解」するためには、機器が対象物を鮮明に見ることができることが前提となります。このプロセスにおいて、光学レンズの重要性は自明であり、中でもセキュリティ業界におけるAIインテリジェンスは最も典型的な例です。

セキュリティAI技術の応用が深まるにつれ、監視カメラの主要部品であるセキュリティレンズの技術向上は避けられないものとなっている。ビデオ監視システムの発展動向の観点から見ると、セキュリティレンズの技術向上ルートは主に以下の側面に現れている。

信頼性とレンズコスト

セキュリティレンズの信頼性は、主にシステムの耐熱性に左右されます。監視カメラは過酷な気象条件でも動作する必要があります。優れた監視レンズは、60～70℃の温度でも目に見える画像の歪みなく焦点を維持する必要があります。しかし同時に、市場は解像度の向上とコスト削減のため、ガラスレンズからガラス・プラスチックハイブリッドレンズ（非球面プラスチックレンズとガラスを混合したもの）へと移行しています。

解像度と帯域幅コスト

他のカメラレンズと比較して、監視レンズは一般的に高解像度を必要としません。現在の主流は1080P（＝2MP）ですが、市場シェアは現在の約65%から2020年には72%に増加すると予想されています。現在のシステムでは帯域幅コストが依然として非常に重要であるため、解像度のアップグレードはシステム構築と運用コストを増加させます。5Gの構築が完了するまで、今後数年間の4Kアップグレードの進展は非常に緩やかになると予想されます。

固定焦点から高倍率ズームまで

セキュリティレンズは固定焦点とズームに分けられます。現在の主流は依然として固定焦点ですが、ズームレンズは2016年に市場の30%を占め、2020年には40%を超えると予想されています。通常は3倍ズームで十分ですが、より長距離の監視にはより高いズーム倍率が必要です。

大口径で低照度環境のアプリケーションに対応

セキュリティレンズは低照度環境で使用されることが多いため、携帯電話用レンズよりも大口径レンズへの要求ははるかに高くなります。赤外線撮影も夜間撮影の課題を解決するために使用できますが、白黒映像しか提供できないため、高感度RGB CMOSと組み合わせた大口径レンズが、低照度環境アプリケーションにおける基本的なソリューションとなります。現在主流のレンズは、日中の屋内環境や屋外環境では十分であり、夜間環境向けには星光レベル（F値1.6）やブラックライトレベル（F値0.98）の大口径レンズが開発されています。

今日、電子技術の普及に伴い、機械の「目」である光学レンズは、多くの新たな応用分野へと拡大しています。セキュリティ、携帯電話、自動車という3大ビジネス市場に加え、光信号の主要な取得部品として、光学レンズはAI認識、投影ビデオ、スマートホーム、バーチャルリアリティ、レーザー投影など、新興の端末電子製品の重要な部品となっています。電子機器の種類によって、搭載される光学レンズの形状や技術基準も異なります。

さまざまな応用分野におけるレンズの特徴

スマートホームレンズ

人々の生活水準が年々向上するにつれ、スマートホームは今や数千世帯に普及しています。家庭用カメラ、スマートピープホール、ビデオドアベル、掃除ロボットなどに代表されるスマートホームデバイスは、光学レンズがスマートホーム市場に参入するための様々なキャリアを提供しています。スマートホームデバイスは柔軟性とコンパクトさを兼ね備え、白黒全天候型の作業にも適応できます。光学レンズの魅力は、主に高解像度、大口径、低歪み、そして高いコストパフォーマンスにあります。生産の基本基準です。

ドローンまたはUAVカメラレンズ

民生用ドローン機器の台頭により、日常の写真撮影に「神の視点」のゲームプレイが開かれました。UAVの使用環境は主に屋外です。長距離、広視野角、そして複雑な屋外環境への対応能力は、UAVのレンズ設計に高い要求を突きつけています。UAVカメラレンズに求められる機能としては、霧透過性、ノイズ低減、広いダイナミックレンジ、自動昼夜切り替え、球面プライバシーエリアマスキング機能などが挙げられます。

飛行環境は複雑であり、ドローンのレンズは視界環境に応じていつでも自由に撮影モードを切り替えることで、撮影画像の鮮明さを確保する必要があります。このプロセスにはズームレンズも不可欠です。ズームレンズと飛行装置を組み合わせることで、高高度飛行においても広角撮影とクローズアップ撮影を素早く切り替えることができます。

手持ちカメラレンズ

生放送業界は活況を呈しています。様々なシーンでの生放送業務に適応するため、時代の要請に応えるポータブルスマートカメラ製品も登場しています。高解像度、手ぶれ補正、歪みのない画質は、このタイプのカメラの基準となっています。さらに、より優れた写真効果を追求するためには、色再現性、見たままの映像、そしてあらゆる天候下における生活シーンの撮影に対応する超広角ダイナミックレンジへの適応性も求められています。

ビデオ機器

新型コロナウイルス感染症の流行は、オンライン会議やライブ教室のさらなる発展をもたらしました。使用環境が比較的固定的で単一であるため、このタイプのレンズの設計基準は基本的にそれほど特殊ではありません。ビデオ機器の「メガネ」として、ビデオ機器用レンズは一般的に、広角、歪みなし、高解像度、ズームといった用途を満たしています。遠隔トレーニング、遠隔医療、リモートアシスタンス、共同オフィスなどの分野における関連アプリケーションの普及に伴い、このようなレンズの生産量も増加しています。

現在、光学レンズの主要ビジネス市場はセキュリティ、携帯電話、自動車の3つです。人々のライフスタイルの多様化に伴い、プロジェクターやAR/VR機器など、視覚技術や芸術に焦点を当てた、光学レンズの新興かつより細分化された下流市場も成長しており、人々の生活と仕事に新たな感覚をもたらしています。