CCTV
Základní informace
Internetový CCTV PRŮVODCE - Objektivy
Objektiv kamery
Optický modul používaný pro projekci obrazu na povrch snímače citlivého na světlo.
Optický modul používaný pro projekci obrazu na povrch snímače citlivého na světlo.
ZÁKLADNÍ PARAMETRY A VLASTNOSTI OBJEKTIVŮ
Ohnisková vzdálenost
Vzdálenost od optického středu objektivu, ve kterém se vytváří obraz objektu umístěném v nekonečnu - měřeno v milimetrech.
Vzdálenost od optického středu objektivu, ve kterém se vytváří obraz objektu umístěném v nekonečnu - měřeno v milimetrech.
Pro danou velikost snímače a ohniskovou vzdálenost lze vypočítat zorný úhel kamery. Zorný úhel je nepřímo úměrný ohniskové vzdálenosti, tedy - dlouhá ohnisková vzdálenost představuje malý zorný úhel, a naopak. Dále - větší obrazový snímač, širší zorný úhel.
Clona
Mechanismus regulace průzoru, který mění množství světla procházejícího objektivem a dopadajícího na obrazový snímač CCTV kamery. Objektivy s pevnou clonou jsou označeny jako "bez clony".
Mechanismus regulace průzoru, který mění množství světla procházejícího objektivem a dopadajícího na obrazový snímač CCTV kamery. Objektivy s pevnou clonou jsou označeny jako "bez clony".
Clonové číslo objektivu - F-number
Jedná se o faktor schopnosti objektivu propouštět světlo, měřený na F stupnici. Řada F je: 1; 1.4; 2; 2.8; 4; 5.6; 8; 11; 16; 22; 32; 45; 64 atd. Se zvýšením clonového čísla o jeden stupeň se množství světla procházejícího objektivem sníží o polovinu. V níže uvedené tabulce můžeme nalézt množství světla, které prochází objektivem při různých F hodnotách.
Jedná se o faktor schopnosti objektivu propouštět světlo, měřený na F stupnici. Řada F je: 1; 1.4; 2; 2.8; 4; 5.6; 8; 11; 16; 22; 32; 45; 64 atd. Se zvýšením clonového čísla o jeden stupeň se množství světla procházejícího objektivem sníží o polovinu. V níže uvedené tabulce můžeme nalézt množství světla, které prochází objektivem při různých F hodnotách.
| F | Množství průchozího světla |
| 1.0 | 100% |
| 1.4 | 50% |
| 2.0 | 25% |
| 2.8 | 12.5% |
| 4.0 | 6.3% |
| 5.6 | 3.13% |
| 8.0 | 1.6% |
| 16 | 0.8% |
Vztah mezi clonovým číslem a množství propouštěného světla
Pokud je clona objektivu zcela uzavřená, rovná clonové číslo nekonečnu (může být také označena jako uzavřená clona).
Velmi často se ukazují dvě hodnoty clonového čísla, první definuje maximální otevření clony a druhé - minimální otevření.
Velmi často se ukazují dvě hodnoty clonového čísla, první definuje maximální otevření clony a druhé - minimální otevření.
Hloubka ohniska
Rozsah vzdálenosti od objektivu k objektům, které jsou stále zaostřovány. Obecně se hloubka ohniska zvyšuje s uzavíráním clony a snižováním ohniskové vzdálenosti. Toto pravidlo používají např. fogografové, kteří aplikují dobré osvětlení a snižují clonu (zvyšují clonové číslo), aby dosáhli správné hloubky ohniska. Pokud použijeme objektiv s automatickou clonou a snížíme osvětlení, ve spojení s otevírající se clonou se hloubka ohniska sníží. Obecně - při jisté hloubce ohniska usilujeme o dosažení nekonečna, takže objekty, které jsou umístěné dál než je stanovená minimální vzdálenost, lze vidět čistě. S vysokou hloubkou ohniska, nastavení ostrosti v širokém rozsahu neovlivňuje ostrost obrazu.
Rozsah vzdálenosti od objektivu k objektům, které jsou stále zaostřovány. Obecně se hloubka ohniska zvyšuje s uzavíráním clony a snižováním ohniskové vzdálenosti. Toto pravidlo používají např. fogografové, kteří aplikují dobré osvětlení a snižují clonu (zvyšují clonové číslo), aby dosáhli správné hloubky ohniska. Pokud použijeme objektiv s automatickou clonou a snížíme osvětlení, ve spojení s otevírající se clonou se hloubka ohniska sníží. Obecně - při jisté hloubce ohniska usilujeme o dosažení nekonečna, takže objekty, které jsou umístěné dál než je stanovená minimální vzdálenost, lze vidět čistě. S vysokou hloubkou ohniska, nastavení ostrosti v širokém rozsahu neovlivňuje ostrost obrazu.
Hloubka ohniska se mění spolu s uzavíráním clony. Šedá oblast - rozsah hloubky ohniska
Propustnost objektivu (T)
Ukazatel skutečné schopnosti propustnosti světla. Tato stupnice umožňuje zhodnotit celkovou kvalitu objektivu, protože bere v úvahu vliv všech faktorů např. skleněné součásti, jejich schopnost filtrovat různé frekvence světla atd.
Ukazatel skutečné schopnosti propustnosti světla. Tato stupnice umožňuje zhodnotit celkovou kvalitu objektivu, protože bere v úvahu vliv všech faktorů např. skleněné součásti, jejich schopnost filtrovat různé frekvence světla atd.
Other important parameters:
maximal resolution, sharpness and contrast of images, color correction connected with chromatic aberration.
maximal resolution, sharpness and contrast of images, color correction connected with chromatic aberration.
ROZDĚLENÍ OBJEKTIVŮ - je provedeno na základě:
Zorného úhlu:
- nízkoúhlý (teleobjektiv), ohnisková vzdálenost je větší než úhlopříčka snímače,
- standardní, ohnisková vzdálenost se blíží velikosti úhlopříčky snímače,
- širokoúhlý, ohnisková vzdálenost je menší než úhlopříčka snímače.
Typu clony:
- bez clony: levné objektivy navržené pro použití s jednoduchými kamerami,
- s manuální clonou,
- s automatickou clonou.
Ohniskové vzdálenosti:
- pevná, vyráběný objektiv má typické hodnoty, tj. 2.5; 3.6; 4.0; 6.0; 12.0; 16.0; 25.0 mm,
- variabilní (varifocal, zoom), navrhovaná pokud se velikost sledovaného objektu mění nebo pokud je vyžadována svoboda výběru ohniskové vzdálenosti, zde však máme také některé typické hodnoty: 3.5-8 mm (1/3" snímače); 6-12 (kamery se 1/2" snímači),
- dálkově ovládané (takzvaný motor-zoom objektiv).
Způsoby upevnění. Běžné jsou dva typy: C a CS. Vzdálenost od povrchu snímače k montážní ploše je 12.5mm pro CS objektiv, a 17.526mm pro C objektiv. Závit s menší úhlopříčkou se vyskytuje u palubních kamer. Více o upevňování naleznete zde.
Velikost objektivu versus velikost obrazového snímače. Velikost obrazu, která může být vržena objektivem je měřena v palcích, podobně jako velikost obrazového snímače. Výrobci uvádí největší velikosti, se kterými může specifický objektiv pracovat. Objektiv musí být nastaven na velikost snímače, pochopitelně je vždy možné použít objektiv větší než obrazový snímač kamery, což může být v některých případech dokonce užitečné, stejně tak to pomáhá snižovat deformace obrazů (deformace objektivu se zvyšují s rostoucí vzdáleností od osy). Se stejným objektivem, menší snímač bude mít za následek zobrazování menší části sledovaného objektu. Zde je běžný objektiv vhodný pro snímače: 1", 2/3", 1/2", 1/3" a 1/4" (v budoucnu se objeví také objektiv pro 1/5" snímače).
Výběr ohniskové vzdálenosti
Pro příslušnou velikost obrazového snímače a ohniskovou vzdálenost lze vypočítat zorný úhel kamery. Zorný úhel je nepřímo úměrný ohniskové vzdálenosti. Měli bychom si povšimnout, že se zorný úhel ve vodorovné rovině rovná 30 stupňům, což se podobá lidskému zornému úhlu. A zdá se, že tohoto úhlu lze dosáhnout, jestliže je ohnisková vzdálenost stejná jako velikost obrazového snímače. Například uvedeme objektiv s ohniskovou vzdáleností 1/4" (6.2) mm a obrazovým snímačem 1/4".
Pro příslušnou velikost obrazového snímače a ohniskovou vzdálenost lze vypočítat zorný úhel kamery. Zorný úhel je nepřímo úměrný ohniskové vzdálenosti. Měli bychom si povšimnout, že se zorný úhel ve vodorovné rovině rovná 30 stupňům, což se podobá lidskému zornému úhlu. A zdá se, že tohoto úhlu lze dosáhnout, jestliže je ohnisková vzdálenost stejná jako velikost obrazového snímače. Například uvedeme objektiv s ohniskovou vzdáleností 1/4" (6.2) mm a obrazovým snímačem 1/4".
Schéma optického systému objekt-objektiv-obrazový snímač a související parametry
Pokud známe formát obrazového snímače, vzdálenost od sledovaného objektu a jeho rozměry, můžeme vypočítat potřebnou ohniskovou vzdálenost a také zorný úhel kamery s objektivem. Na základě pravoúhlého tvaru obrazového snímače by výpočty měly být provedeny jak pro vodorovnou, tak pro svislou osu.
Teleskopy, kalkulátory, grafy, vzorce pro výběr objektivu. Výběr objektivu lze provést s použitím vzorců, kalkulátorů, grafů a speciálního teleskopu nazvaného "hledáček". Pokud možno bychom měli provést praktickou zkoušku, kdy můžeme vybrat z mnoha druhů objektivů typy, které jsou pro nás nejvhodnější. Výběr ohniskové vzdálenosti založený na grafech lze považovat za čtení hodnoty ohniskové vzdálenosti v závislosti na šířce a vzdálenosti objektu, a formátu obrazového snímače. Jejich nevýhodou je malá přesnost, způsobená nemožností připravení grafů pro všechny možné případy.
Hledáček je umístěn na místě, kde má být kamera nainstalována, jakmile nastavíme všechny teleskopické regulační kroužky, určené pro dosažení požadovaného pozorovacího rozsahu. Dále musíme znát hodnoty ohniskové vzdálenosti.
Vzorce.S použitím vzorců založených na dobře známých trigonometrických pravidlech a vztazích můžeme jednoduše vypočítat ohniskovou vzdálenost. Pro výpočet úhlů použijeme následující vzorce:
- horizontální zorný úhel fih = 2arc tg(h/2f) = 2arc tg(k/2l)
- vertikální zorný úhel fiv = 2arc tg(v/2f) = 2arc tg(m/2l)
Např. pro obrazový snímač 1/4", s rozměry 2.7 x 3.6 mm (úhlopříčka 4mm) a objektiv s ohniskovou vzdáleností 3.6 mm, dostaneme následující zorné úhly:
- vertikální zorný úhel fih = 2arc tg(2.7/7.2)=2*arc tg(0.375)=41 degrees
- horizontální zorný úhel fiv = 2*arc tan(3.6/7.2)=2*arc tg(0.5)=52 degrees
Vzorce pro výpočet zorného pole:
- zorné pole - výška k = h*l/f
- zorné pole - šířka m = v*l/f
- zorné pole - výška k = 2.7*10 000/3.6=7500mm=7.5 meters
- zorné pole - šířka m = 3.6*10 000/3.6=10000mm=10 meters
Všechny výpočty musí být provedeny s použitím neměnných jednotek, takže všude stále používat metry nebo milimetry, buď stupně nebo radiány.
Fyzicky, se úhlopříčka obrazového snímače liší od úhlopříčky znázorněné v katalozích - je skutečně menší, a co po tom následuje - ostatní rozměry jsou také menší:
- 1", obrazový snímač o velikosti 9.6 x 12.8 mm (diagonal 16mm),
- 2/3", obrazový snímač o velikosti 6.6 x 8.8mm (diagonal 11mm),
- 1/2", obrazový snímač o velikosti 4.8 x 6.4mm (diagonal 8mm),
- 1/3", obrazový snímač o velikosti 3.6 x 4.8mm (diagonal 6mm),
- 1/4", obrazový snímač o velikosti 2.7 x 3.6mm (diagonal 4mm).
In the table there are put example results of calculations for 1/3" and 1/4" sensors, achieved basing on above described relations. It is important to know: distance from observed object, object's dimensions (height and width) and image sensor size.
Výška objektu viděná na monitoru prostřednictvím kamery s 1/3" obrazovým snímačem r
Vzdálenost [m] | |||||||||||||||
| Ohnisková vzdálenost [mm] |
Úhel [ stupeň] | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
| 2.1 | 98 | 4.6 | 9.1 | 13.7 | 18.3 | 22.8 | 27.4 | 32.0 | 36.5 | 41.1 | 45.7 | 68.5 | 114.2 | 182.7 | 228.4 |
| 2.5 | 88 | 3.8 | 7.7 | 11.5 | 15.3 | 19.2 | 23.0 | 26.9 | 30.7 | 34.5 | 38.4 | 57.6 | 95.9 | 153.5 | 191.9 |
| 3.6 | 67 | 2.7 | 5.3 | 8.0 | 10.7 | 13.3 | 16.0 | 18.7 | 21.3 | 24.0 | 26.6 | 40.0 | 66.6 | 106.6 | 133.2 |
| 4 | 62 | 2.4 | 4.8 | 7.2 | 9.6 | 12.0 | 14.4 | 16.8 | 19.2 | 21.6 | 24.0 | 36.0 | 60.0 | 95.9 | 119.9 |
| 6 | 44 | 1.6 | 3.2 | 4.8 | 6.4 | 8.0 | 9.6 | 11.2 | 12.8 | 14.4 | 16.0 | 24.0 | 40.0 | 64.0 | 80.0 |
| 8 | 33 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 | 18.0 | 30.0 | 48.0 | 60.0 |
| 12 | 23 | 0.8 | 1.6 | 2.4 | 3.2 | 4.0 | 4.8 | 5.6 | 6.4 | 7.2 | 8.0 | 12.0 | 20.0 | 32.0 | 40.0 |
| 15 | 18 | 0.6 | 1.3 | 1.9 | 2.6 | 3.2 | 3.8 | 4.5 | 5.1 | 5.8 | 6.4 | 9.6 | 16.0 | 25.6 | 32.0 |
| 25 | 11 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.5 | 1.9 | 2.3 | 2.7 | 3.1 | 3.5 | 3.8 | 5.8 | 9.6 | 15.4 | 19.2 |
| 33 | 8.3 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.7 | 2.0 | 2.3 | 2.6 | 2.9 | 4.4 | 7.3 | 11.6 | 14.5 |
| 50 | 5.5 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.9 | 4.8 | 7.7 | 9.6 |
| 100 | 2.7 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.4 | 2.4 | 3.8 | 4.8 |
Šířka objektu viděná na monitoru prostřednictvím kamery s 1/3" obrazovým snímačem
Vzdálenost [m] | |||||||||||||||
| Ohnisková vzdálenost [mm] | Úhel [ stupeň] | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
| 2.1 | 81 | 3.4 | 6.9 | 10.3 | 13.7 | 17.1 | 20.6 | 24.0 | 27.4 | 30.8 | 34.3 | 51.4 | 85.7 | 137.0 | 171.3 |
| 2.5 | 72 | 2.9 | 5.8 | 8.6 | 11.5 | 14.4 | 17.3 | 20.1 | 23.0 | 25.9 | 28.8 | 43.2 | 72.0 | 115.1 | 143.9 |
| 3.6 | 53 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 | 16.0 | 18.0 | 20.0 | 30.0 | 50.0 | 80.0 | 99.9 |
| 4 | 48 | 1.8 | 3.6 | 5.4 | 7.2 | 9.0 | 10.8 | 12.6 | 14.4 | 16.2 | 18.0 | 27.0 | 45.0 | 72.0 | 89.9 |
| 6 | 33 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 | 18.0 | 30.0 | 48.0 | 60.0 |
| 8 | 25 | 0.9 | 1.8 | 2.7 | 3.6 | 4.5 | 5.4 | 6.3 | 7.2 | 8.1 | 9.0 | 13.5 | 22.5 | 36.0 | 45.0 |
| 12 | 17 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 3.0 | 3.6 | 4.2 | 4.8 | 5.4 | 6.0 | 9.0 | 15.0 | 24.0 | 30.0 |
| 15 | 14 | 0.5 | 1.0 | 1.4 | 1.9 | 2.4 | 2.9 | 3.4 | 3.8 | 4.3 | 4.8 | 7.2 | 12.0 | 19.2 | 24.0 |
| 25 | 8.24 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.4 | 1.7 | 2.0 | 2.3 | 2.6 | 2.9 | 4.3 | 7.2 | 11.5 | 14.4 |
| 33 | 6.24 | 0.2 | 0.4 | 0.7 | 0.9 | 1.1 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 2.0 | 2.2 | 3.3 | 5.5 | 8.7 | 10.9 |
| 50 | 4.12 | 0.1 | 0.3 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 2.2 | 3.6 | 5.8 | 7.2 |
| 100 | 2.06 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 1.1 | 1.8 | 2.9 | 3.6 |
Šířka objektu viděná na monitoru prostřednictvím kamery s 1/4" obrazovým snímačem
Vzdálenost [m] | |||||||||||||||
| Ohnisková vzdálenost [mm] | Úhel [ stupeň] | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
| 2.1 | 81 | 3.4 | 6.9 | 10.3 | 13.7 | 17.1 | 20.6 | 24.0 | 27.4 | 30.8 | 34.3 | 51.4 | 85.7 | 137.0 | 171.3 |
| 2.5 | 72 | 2.9 | 5.8 | 8.6 | 11.5 | 14.4 | 17.3 | 20.1 | 23.0 | 25.9 | 28.8 | 43.2 | 72.0 | 115.1 | 143.9 |
| 3.6 | 53 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 | 16.0 | 18.0 | 20.0 | 30.0 | 50.0 | 80.0 | 99.9 |
| 4 | 48 | 1.8 | 3.6 | 5.4 | 7.2 | 9.0 | 10.8 | 12.6 | 14.4 | 16.2 | 18.0 | 27.0 | 45.0 | 72.0 | 89.9 |
| 6 | 33 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 | 18.0 | 30.0 | 48.0 | 60.0 |
| 8 | 25 | 0.9 | 1.8 | 2.7 | 3.6 | 4.5 | 5.4 | 6.3 | 7.2 | 8.1 | 9.0 | 13.5 | 22.5 | 36.0 | 45.0 |
| 12 | 17 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 3.0 | 3.6 | 4.2 | 4.8 | 5.4 | 6.0 | 9.0 | 15.0 | 24.0 | 30.0 |
| 15 | 14 | 0.5 | 1.0 | 1.4 | 1.9 | 2.4 | 2.9 | 3.4 | 3.8 | 4.3 | 4.8 | 7.2 | 12.0 | 19.2 | 24.0 |
| 25 | 8.24 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.4 | 1.7 | 2.0 | 2.3 | 2.6 | 2.9 | 4.3 | 7.2 | 11.5 | 14.4 |
| 33 | 6.24 | 0.2 | 0.4 | 0.7 | 0.9 | 1.1 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 2.0 | 2.2 | 3.3 | 5.5 | 8.7 | 10.9 |
| 50 | 4.12 | 0.1 | 0.3 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 2.2 | 3.6 | 5.8 | 7.2 |
| 100 | 2.06 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 1.1 | 1.8 | 2.9 | 3.6 |
Výška objektu viděná na monitoru prostřednictvím kamery s 1/4" obrazovým snímačem
Vzdálenost [m] | |||||||||||||||
| Ohnisková vzdálenost [mm] | Úhel [ stupeň] | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
| 2.1 | 59 | 2.3 | 4.6 | 6.9 | 9.1 | 11.4 | 13.7 | 16.0 | 18.3 | 20.6 | 22.8 | 34.3 | 57.1 | 91.4 | 114.2 |
| 2.5 | 51 | 1.9 | 3.8 | 5.8 | 7.7 | 9.6 | 11.5 | 13.4 | 15.4 | 17.3 | 19.2 | 28.8 | 48.0 | 76.8 | 95.9 |
| 3.6 | 37 | 1.3 | 2.7 | 4.0 | 5.3 | 6.7 | 8.0 | 9.3 | 10.7 | 12.0 | 13.3 | 20.0 | 33.3 | 53.3 | 66.6 |
| 4 | 33 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 | 18.0 | 30.0 | 48.0 | 60.0 |
| 6 | 23 | 0.8 | 1.6 | 2.4 | 3.2 | 4.0 | 4.8 | 5.6 | 6.4 | 7.2 | 8.0 | 12.0 | 20.0 | 32.0 | 40.0 |
| 8 | 17 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 3.0 | 3.6 | 4.2 | 4.8 | 5.4 | 6.0 | 9.0 | 15.0 | 24.0 | 30.0 |
| 12 | 11 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.6 | 4.0 | 6.0 | 10.0 | 16.0 | 20.0 |
| 15 | 9 | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.3 | 1.6 | 1.9 | 2.2 | 2.6 | 2.9 | 3.2 | 4.8 | 8.0 | 12.8 | 16.0 |
| 25 | 5 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.9 | 4.8 | 7.7 | 9.6 |
| 33 | 4 | 0.1 | 0.3 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 2.2 | 3.6 | 5.8 | 7.3 |
| 50 | 3 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.4 | 2.4 | 3.8 | 4.8 |
| 100 | 1 | 0.0 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.7 | 1.2 | 1.9 | 2.4 |
Během rozboru vzorců a tabulek můžeme zjistit, že snížení formátu obrazového snímače také činí zorný úhel menším, vizuálně je to spojeno se zvýšením detailů možných rozeznat.
Pevný nebo varifocal (zoom) objektiv
Zpravidla až jakmile uplyne určitý čas od zapojení systému se můžeme přesně rozhoudnout, jaké objekty chceme především sledovat. Proto se, navzdory vyšší ceně, vyplatí použít různo-ohniskový objektiv. Ten po určité době provozu systému umožní rozšíření nebo zúžení jeho zorného pole.
Zpravidla až jakmile uplyne určitý čas od zapojení systému se můžeme přesně rozhoudnout, jaké objekty chceme především sledovat. Proto se, navzdory vyšší ceně, vyplatí použít různo-ohniskový objektiv. Ten po určité době provozu systému umožní rozšíření nebo zúžení jeho zorného pole.
Volba typu clony
Měli bychom mít na paměti, že citlivost kamery je dána clonou, tj. 0.05 lx F=1.2, a pokud použijeme objektiv s F1.8, bude citlivost menší, protože se do obrazového snímače dostane menší množství světla. V současnosti jsou dostupné i "světlé" objektivy s číslem F=1.0. Takový objektiv umožňuje ve spojení s vysoce citlivými kamerami monitorovat oblasti s velmi špatnými světelnými podmínkami. V klasických podmínkách se používají objektivy s F=1.2-64. Avšak pokud použijeme kameru s vysokou citlivostí, např. 0.01 lx, silné sluneční světlo může obraz přeexponovat (minimální clona nebude moci dostatečně omezit světlo). V tomto případě bychom měli raději použít objektiv s vyšším maximálním clonovým číslem udávajícím minimální clonu, nebo vyměnit kameru za méně citlivější zařízení. Dalším řešením je použití šedých filtrů, ty však redukují citlivost při nízkém světle. Při skutečně silném slunečním světle můžeme narazit na situaci, ve které dobré výsledky nezajistí dokonce ani použití objektivu s automatickou clonou. Obraz na obrazovce monitoru nebude mít stejnou jasnost obrazu jako v zorném poli. V závislosti na nastavení objektivu může být například přeexponovaný ve střední části a podexponovaný v rozích.
Měli bychom mít na paměti, že citlivost kamery je dána clonou, tj. 0.05 lx F=1.2, a pokud použijeme objektiv s F1.8, bude citlivost menší, protože se do obrazového snímače dostane menší množství světla. V současnosti jsou dostupné i "světlé" objektivy s číslem F=1.0. Takový objektiv umožňuje ve spojení s vysoce citlivými kamerami monitorovat oblasti s velmi špatnými světelnými podmínkami. V klasických podmínkách se používají objektivy s F=1.2-64. Avšak pokud použijeme kameru s vysokou citlivostí, např. 0.01 lx, silné sluneční světlo může obraz přeexponovat (minimální clona nebude moci dostatečně omezit světlo). V tomto případě bychom měli raději použít objektiv s vyšším maximálním clonovým číslem udávajícím minimální clonu, nebo vyměnit kameru za méně citlivější zařízení. Dalším řešením je použití šedých filtrů, ty však redukují citlivost při nízkém světle. Při skutečně silném slunečním světle můžeme narazit na situaci, ve které dobré výsledky nezajistí dokonce ani použití objektivu s automatickou clonou. Obraz na obrazovce monitoru nebude mít stejnou jasnost obrazu jako v zorném poli. V závislosti na nastavení objektivu může být například přeexponovaný ve střední části a podexponovaný v rozích.
Tyto problémy můžeme "zdolat" pomocí objektivů, které jsou navíc vybaveny speciálním filtrem, takzvaným "spots" zaneseném ve střední části plochy objektivu.
Manuálně nastavitelná clona
Používá se při stálých světelných podmínkách, obvykle uvnitř budov. Nastavení se jednorázově, pomocí kroužku nebo páčky.
Používá se při stálých světelných podmínkách, obvykle uvnitř budov. Nastavení se jednorázově, pomocí kroužku nebo páčky.
Kromě manuální clony se můžeme setkat také se dvěma typy automatické clony.
Elektronická clona ("EAI" - Electronic Auto Iris nebo "EI" - Electronic Iris)
Tento druh automatiky se používá v mírně proměnlivých světelných podmínkách, s objektivem vybaveným manuální clonou. Pokud chceme takovou kameru použít v rozmanitějších světelných podmínkách, tj. od téměř úplné tmy po sluneční světlo, musíme pečlivě nastavit manuální clonu před otevřením. Můžeme dosáhnout dobré citlivosti, avšak můžeme mít potíže s hloubkou pole. Ve vnitřních aplikacích by neměl být problém. V případě stálého světla musíme clonu uzavřít, což zlepší hloubku pole. V tomto případě však může dojít k tomu, že jas při nízkém světle nebude dostatečný. Hlavní výhodou elektronické clony je možnost použití jednoduchého objektivu s pevnou nebo manuální clonou.
Tento druh automatiky se používá v mírně proměnlivých světelných podmínkách, s objektivem vybaveným manuální clonou. Pokud chceme takovou kameru použít v rozmanitějších světelných podmínkách, tj. od téměř úplné tmy po sluneční světlo, musíme pečlivě nastavit manuální clonu před otevřením. Můžeme dosáhnout dobré citlivosti, avšak můžeme mít potíže s hloubkou pole. Ve vnitřních aplikacích by neměl být problém. V případě stálého světla musíme clonu uzavřít, což zlepší hloubku pole. V tomto případě však může dojít k tomu, že jas při nízkém světle nebude dostatečný. Hlavní výhodou elektronické clony je možnost použití jednoduchého objektivu s pevnou nebo manuální clonou.
Automatická clona ("AI" - Auto Iris)
Udržuje konstantní množství světla dopadajícího na obrazový snímač, bez ohledu na světelné podmínky. Elektronická závěrka je nastavena na 1/50s, objektiv s automatickou clonou je uzavřen nebo otevřen v závislosti na intenzitě světla. Kamera a AI objektiv jsou schopné správně pracovat dokonce i ve velmi dynamických světelných podmínkách. Tento druh objektivu vyžadují zpravidla venkovní monitorovací kamery, pracující během dne i noci. Kamera s automatickou clonou je vybavena speciální zdířkou používanou pro AI regulaci objektivu. V závislosti na typu signálu této zdířky, objektiv uzavírá nebo otevírá jeho clonu, přičemž udržuje množství světla dopadajícího na obrazový snímač na konstantní úrovni.
Udržuje konstantní množství světla dopadajícího na obrazový snímač, bez ohledu na světelné podmínky. Elektronická závěrka je nastavena na 1/50s, objektiv s automatickou clonou je uzavřen nebo otevřen v závislosti na intenzitě světla. Kamera a AI objektiv jsou schopné správně pracovat dokonce i ve velmi dynamických světelných podmínkách. Tento druh objektivu vyžadují zpravidla venkovní monitorovací kamery, pracující během dne i noci. Kamera s automatickou clonou je vybavena speciální zdířkou používanou pro AI regulaci objektivu. V závislosti na typu signálu této zdířky, objektiv uzavírá nebo otevírá jeho clonu, přičemž udržuje množství světla dopadajícího na obrazový snímač na konstantní úrovni.
Pohled na objektiv s funkcí AI. Viditelné potenciometry používané pro nastavení "LEVEL" a "ALC"
Auto IRIS control je popsána v kapitole věnované kamerám.
Nastavení parametrů automatické clony
Hlavním důvodem je dosažení optimálního jasu během dne, stejně tak jako v noci. Nové automatické clony objektivu obvykle nastavuje výrobce, takže dodatečná úprava celkově není nutná. Občas se však stane, že musíme toto nastavení provést. Skládá se z nastavení Level a AGC regulátorů do střední polohy, následuje nastavení požadovaného jasu obrazu pomocí Level potenciometru. Dalším krokem je nastavení ALC potenciometru, v závislosti na typu požadované reakce na světlo, a dále - nasazení šedého filtru a nastavení ostrosti.
Hlavním důvodem je dosažení optimálního jasu během dne, stejně tak jako v noci. Nové automatické clony objektivu obvykle nastavuje výrobce, takže dodatečná úprava celkově není nutná. Občas se však stane, že musíme toto nastavení provést. Skládá se z nastavení Level a AGC regulátorů do střední polohy, následuje nastavení požadovaného jasu obrazu pomocí Level potenciometru. Dalším krokem je nastavení ALC potenciometru, v závislosti na typu požadované reakce na světlo, a dále - nasazení šedého filtru a nastavení ostrosti.
Šedý filtr
Používá se při procesu seřízení objektivu s automatickou clonou, také však v případě pevné clony, a to pokud je jas obrazu příliš vysoký. Díky snižujícímu se množství světla dopadajícího na obrazový snímač je možné zcela otevřít clonu, přičemž se současně redukuje hloubka pole. Existují dva typy filtrů používaných během seřizovacího procesu, číslo 3 pro jednobarevné kamery a číslo 1 pro barevné kamery. Pokud takový filtr nemáme, musíme počkat do soumraku.
Používá se při procesu seřízení objektivu s automatickou clonou, také však v případě pevné clony, a to pokud je jas obrazu příliš vysoký. Díky snižujícímu se množství světla dopadajícího na obrazový snímač je možné zcela otevřít clonu, přičemž se současně redukuje hloubka pole. Existují dva typy filtrů používaných během seřizovacího procesu, číslo 3 pro jednobarevné kamery a číslo 1 pro barevné kamery. Pokud takový filtr nemáme, musíme počkat do soumraku.
Problémy s ostrostí obrazu
Obrazová ostrost představuje schopnost rozlišování detailů, omezená rozlišením obrazového snímače nebo monitoru. Nastavení ostrosti je v podstatě změna umístění optického středu objektivu s odkazem na obrazový snímač. Nedostatek ostrosti je jedním ze závažných problémů, které se objevují během instalace a nastavení kamer a objektivu, a dotýká se jak pevných tak varifocal objektivů. Občas se stává, že během nastavování ostrosti objektivu nemůžeme dosáhnout čistého obrazu - to se objevuje především v extrémních pozicích nastavení ostrosti objektivu. V tomto případě bychom měli uvolnit závit, který se používá pro připevnění kroužku (pomocí klíče zahrnutého v sadě téměř každé kamery). S kroužkem bychom měli nastavit nejlepší možnou ostrost obrazu. Nastavení by mělo být provedeno na nejkratší ohniskovou vzdálenost a ostrost nastavenou na nekonečno. Nastavení ostrosti by mělo být provedeno s maximálně otevřenou clonou, s použitím např. šedého filtru. Měli bychom si však pamatovat, že toto nastavení bychom měli provádět pouze pokud je to nezbytné- ve skutečnosti by měly být kroužky nastavovány jen ve vzácných případech.
Obrazová ostrost představuje schopnost rozlišování detailů, omezená rozlišením obrazového snímače nebo monitoru. Nastavení ostrosti je v podstatě změna umístění optického středu objektivu s odkazem na obrazový snímač. Nedostatek ostrosti je jedním ze závažných problémů, které se objevují během instalace a nastavení kamer a objektivu, a dotýká se jak pevných tak varifocal objektivů. Občas se stává, že během nastavování ostrosti objektivu nemůžeme dosáhnout čistého obrazu - to se objevuje především v extrémních pozicích nastavení ostrosti objektivu. V tomto případě bychom měli uvolnit závit, který se používá pro připevnění kroužku (pomocí klíče zahrnutého v sadě téměř každé kamery). S kroužkem bychom měli nastavit nejlepší možnou ostrost obrazu. Nastavení by mělo být provedeno na nejkratší ohniskovou vzdálenost a ostrost nastavenou na nekonečno. Nastavení ostrosti by mělo být provedeno s maximálně otevřenou clonou, s použitím např. šedého filtru. Měli bychom si však pamatovat, že toto nastavení bychom měli provádět pouze pokud je to nezbytné- ve skutečnosti by měly být kroužky nastavovány jen ve vzácných případech.
Eliminace odrazů v rozsahu viditelného světla
Dokonce ani výběr vhodné ohniskové vzdálenosti a clony nezaručí kvalitní obraz. Obvykle jsou hlavní problémy způsobeny různými druhy odrazů od zdí, skel, nábytku atd. nebo okenních tabulek, skrze které sledujeme scénu. Jedinou možností, jak odstranit takový odraz, je použití polarizačních filtrů připevněných na objektiv. Polarizační filtr vpustí pouze ty světelné vlny, které mají stejnou polarizaci; otočením filtru kolem jeho osy změníme také polarizaci vln, které jím prochází. Obrácením filtru můžeme nalézt pozici, ve které je dominantní polarizace odraženého světla maximálěn potlačena, takže je odrážení minimalizováno.
Dokonce ani výběr vhodné ohniskové vzdálenosti a clony nezaručí kvalitní obraz. Obvykle jsou hlavní problémy způsobeny různými druhy odrazů od zdí, skel, nábytku atd. nebo okenních tabulek, skrze které sledujeme scénu. Jedinou možností, jak odstranit takový odraz, je použití polarizačních filtrů připevněných na objektiv. Polarizační filtr vpustí pouze ty světelné vlny, které mají stejnou polarizaci; otočením filtru kolem jeho osy změníme také polarizaci vln, které jím prochází. Obrácením filtru můžeme nalézt pozici, ve které je dominantní polarizace odraženého světla maximálěn potlačena, takže je odrážení minimalizováno.
Objektiv a infračervené spektrum
Monochromatické kamery jsou citlivé nejen na viditelné světlo, ale také na infračervené pásmo. To představuje možnost klamání automatiky kamery infračerveným zářením. Pokud je intenzita infračerveného světla vyšší než intenzita viditelného spektra, automatika nastaví optimální obrazové parametry pro tento druh světla. Následkem bude špatná jasnost obrazu při viditelném světle, stejně jako problémy s dobrou ostrostí. Eliminace tohoto jevu je možná, když použijeme speciální filtry, které předají pouze viditelné světlo (IR-cut). Dalším aspektem tohoto fenoménu je opačný problém - monitorování v infračerveném pásmu. Pak musíme použít filtr, který vpustí pouze infračervené záření (IR-pass). Tyto filtry se používají pro práci s infračervenými zářiči, které osvětlují oblast v případě tmy.
Monochromatické kamery jsou citlivé nejen na viditelné světlo, ale také na infračervené pásmo. To představuje možnost klamání automatiky kamery infračerveným zářením. Pokud je intenzita infračerveného světla vyšší než intenzita viditelného spektra, automatika nastaví optimální obrazové parametry pro tento druh světla. Následkem bude špatná jasnost obrazu při viditelném světle, stejně jako problémy s dobrou ostrostí. Eliminace tohoto jevu je možná, když použijeme speciální filtry, které předají pouze viditelné světlo (IR-cut). Dalším aspektem tohoto fenoménu je opačný problém - monitorování v infračerveném pásmu. Pak musíme použít filtr, který vpustí pouze infračervené záření (IR-pass). Tyto filtry se používají pro práci s infračervenými zářiči, které osvětlují oblast v případě tmy.
Soustava filtrů
Filtry lze použít pouze s objektivy, které jsou pro ně připraveny - mají odpovídající průměr a závit. Objektivy pro 1/2" a 1/3" kamery mají následující průměry závitu: 30.5, 40.5 a 43 mm.
Filtry lze použít pouze s objektivy, které jsou pro ně připraveny - mají odpovídající průměr a závit. Objektivy pro 1/2" a 1/3" kamery mají následující průměry závitu: 30.5, 40.5 a 43 mm.
SPECIÁLNÍ OBJEKTIVY
Pinhole objektiv
Tento druh objektivu má velmi malý průměr vnější části (vstupní) objektivu. Používají se především pro diskrétní monitorování. Kamery s těmito objektivy lze namontovat několika různými způsoby tak, aby byla skryta jejich existence (instalace uvnitř zdí, zavazadel, pořadačů, stropů, detektorů pohybu nebo požáru).
Tento druh objektivu má velmi malý průměr vnější části (vstupní) objektivu. Používají se především pro diskrétní monitorování. Kamery s těmito objektivy lze namontovat několika různými způsoby tak, aby byla skryta jejich existence (instalace uvnitř zdí, zavazadel, pořadačů, stropů, detektorů pohybu nebo požáru).
Objektiv s infračervenou korekcí
Komponenty objektivů celého systému čoček jsou vyrobeny ze speciálního skla, které minimalizuje rozptyly světla, takže není potřeba přizpůsobovat ostrost aktuálním světelným podmínkám. Při použití velmi citlivých kamer, dokonce i když nejsou určeny pro infračervený provoz, se doporučuje použít takové objektivy, které nám umožní předejít problémům s infračerveným světelným spektrem (srovnejte se sekcí "Objektiv a infračervené spektrum").
Komponenty objektivů celého systému čoček jsou vyrobeny ze speciálního skla, které minimalizuje rozptyly světla, takže není potřeba přizpůsobovat ostrost aktuálním světelným podmínkám. Při použití velmi citlivých kamer, dokonce i když nejsou určeny pro infračervený provoz, se doporučuje použít takové objektivy, které nám umožní předejít problémům s infračerveným světelným spektrem (srovnejte se sekcí "Objektiv a infračervené spektrum").
Megapixelový objektiv
Výborné kamery s vysokým rozlišením a megapixelovými snímači také vyžadují odpovídající objektivy - megapixelové objektivy. Tyto vysoce kvalitní objektivy jsou charakteristické lepší geometrií a především - nedeformují světelné vlny tolik jako standardní zařízení. Tato deformace je popsána pomocí MTF (modulation transfer function) a ovlivňuje ostrost obrazů.
Výborné kamery s vysokým rozlišením a megapixelovými snímači také vyžadují odpovídající objektivy - megapixelové objektivy. Tyto vysoce kvalitní objektivy jsou charakteristické lepší geometrií a především - nedeformují světelné vlny tolik jako standardní zařízení. Tato deformace je popsána pomocí MTF (modulation transfer function) a ovlivňuje ostrost obrazů.
Telecentrický objektiv
byl vytvořen pro použití v automatických systémech vidění a elektronických měřících systémech, které vyžadují vysokou preciznost. Tradiční objektv je charakteristický zvětšováním a deformacemi úhlu obrazu, což může způsobit vážné potíže během počítačové analýzy obrazu.
byl vytvořen pro použití v automatických systémech vidění a elektronických měřících systémech, které vyžadují vysokou preciznost. Tradiční objektv je charakteristický zvětšováním a deformacemi úhlu obrazu, což může způsobit vážné potíže během počítačové analýzy obrazu.
Asferický objektiv
Takový objektiv charakteristický velmi malou hodnotou clonového čísla má větší efektivní vstupní průměr, zajišťující větší průzor a lepší průchodnost světla. Tento objektiv má odlišný profil, který kompenzuje odchylky na okraji objektivu. Světlo, které je obvykle u standardního objektivu ztraceno, je přijímáno asferickým objektivem a přenášeno na obrazový snímač. Tato vlastnost je zvláště patrná u barevných kamer, protože jsou méně citlivější než černobílé kamery. Pokud použijeme tento objektiv s černobílou kamerou, také dosáhneme vyšší citlivosti optického systému než s tradičními objektivy.
Takový objektiv charakteristický velmi malou hodnotou clonového čísla má větší efektivní vstupní průměr, zajišťující větší průzor a lepší průchodnost světla. Tento objektiv má odlišný profil, který kompenzuje odchylky na okraji objektivu. Světlo, které je obvykle u standardního objektivu ztraceno, je přijímáno asferickým objektivem a přenášeno na obrazový snímač. Tato vlastnost je zvláště patrná u barevných kamer, protože jsou méně citlivější než černobílé kamery. Pokud použijeme tento objektiv s černobílou kamerou, také dosáhneme vyšší citlivosti optického systému než s tradičními objektivy.
An interesting group are lenses with built-in IR-illuminator. This solution allows for observation in normal light conditions as well as in total darkness. Prices of such sets are much lower than additional illuminators and lenses bought separately. However, we should remember that the range of operation is shorter than that of halogen illuminator. Basic field of use for this kind of lenses is indoor monitoring (e.g. halls, drunk tanks) and observation of entrances/exits.
VÝBĚR OBJEKTIVU
Výběr vhodného objektivu je stejně důležitý jako výběr kamery. Nedostatečná kvalita objektivu může významně snížit potenciál celého systému.V souladu s normou EN 50132-7 by měla výběrová kritéria dbát na následující faktory:
- Zorné pole (zachycené výrobci v tabulce s technickými parametry) - může být sníženo příliš velkým obrazovým rastrem (overscan) v monitoru,
- Světlo dopadající na obrazový snímač kamery je určeno clonovým číslem a přenosovým číslem objektivu - tyto hodnoty závisí na konstrukci objektivu,
- Vnitřní odrazy světla uvnitř objektivu nebo moaré efekt může výrazně snížit kvalitu obrazu,
- Některé varifocal objektivy jsou náchylné na omezující fenomén, který spočívá ve zvýšení efektivního clonového čísla, když se zvyšuje ohnisková vzdálenost.
UPOZORNĚNÍ Po dokončení výběru setu kamery - objektivu, se navrhuje - zvláště v obtížných podmínkách - vyzkoušet zvolený set v podobných podmínkách jaké jsou u konečné instalace.
Kompromis mezi počtem kamer a precizností monitorování.
Rozšíření zorného pole kamer můžeme provést pomocí zvýšení počtu kamer v systému. Měli bychom si však pamatovat, že rozšířením zorného pole, tedy zmenšením ohniskové vzdálenosti, také snížíme schopnost rozlišování malých detailů. Proto by objektivy s krátkou ohniskovou vzdáleností měly být používány moudře, jelikož se může stát, že nebudeme schopni rozeznat důležité detaily během živého monitorování nebo ze zaznamenaného obrazového materiálu.
Rozšíření zorného pole kamer můžeme provést pomocí zvýšení počtu kamer v systému. Měli bychom si však pamatovat, že rozšířením zorného pole, tedy zmenšením ohniskové vzdálenosti, také snížíme schopnost rozlišování malých detailů. Proto by objektivy s krátkou ohniskovou vzdáleností měly být používány moudře, jelikož se může stát, že nebudeme schopni rozeznat důležité detaily během živého monitorování nebo ze zaznamenaného obrazového materiálu.
KNIHOVNA POBOČKY
NOVINKY V KNIHOVNĚ
PŘEČTĚTE SI
Většina WLAN zařízení je vybavena SMA-RP konektory, zatímco venkovní antény jsou vybaveny N-typem konektorů. Pokud použijeme H-155 kabel, je třeba jej... Více »