Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

АРД-объективы с фокусным расстоянием 2,8 мм и креплением типа CS-mount

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

АРД-объективы с фокусным расстоянием 2,8 мм и креплением типа CS-mount

Анализ результатов испытаний, публикуемый се-годня, продолжает тему, затронутую в статье "Тест. Варифокальные объективы с АРД с фокусным расстоянием от 3 до 8 мм" (Журнал "Системы безопасности", № 3, 2006, с. 28). Указанные испытания были проведены с целью определения потребительских свойств представленных на тестирование АРД-объективов с фокусным расстоянием 2,8 мм.

Тестируемые объективы
На тестирование были предоставлены объективы четырех японских производителей (Avenir TTSG 0284, Computar TG 2616 AFCS-4, Kowa LM3PB, Tamron 13FG28IR), одного канадского - под маркой Tantos TAB 0281 2 V и одного тайваньского, именуемого Camtek K-0281 2AI, с близкими заявленными характеристиками. (Следует сразу оговориться, что объектив под маркой Tantos для нас оказался загадкой.)

Конструктивные особенности объективов приведены в табл. 8. По качеству изготовления понравились объективы Computar, Tamron, выполненные из пластика с армированием. По внешнему виду очень похожи друг на друга объективы Avenir, Camtek и Tantos. Диафрагма в четырех образцах объективов (Avenir, Camtek, Tamron, Tantos) выполнена в виде двух перемещаемых угловых шторок, в углах которых установлены нейтральные пле-ночные светофильтры. Наиболее плотные светофильтры у объектива Tantos, наименее плотные - у Camtek. Одна из шторок объектива Computar выполнена с вырезом специальной формы. Диафрагма объектива Kowa отличается от всех остальных объективов тем, что выполнена в виде двух сердцевидных шторок с так называемым спот-фильтром (Spot-filter).

Испытательное оборудование
Как и в предыдущем тесте, испытания объективов проведены на установке, предназначенной для оценки и сравнения параметров и характеристик объективов, ТВ-камер, трактов обработ-ки и линий передачи ТВ-сигнала в системах видеонаблюдения, разработанной специалистами ООО "БИК-Информ". Установка состоит из платы расширения для видеозахвата телевизионного изображения и специально разработанного программного обеспечения. Она предназначена для проведения сравнительной оценки качества оптики и изображения телевизионных камер методом сравнения контраста на фиксированных пространственных частотах. Основное назначение программного обеспечения - построение по полученным изображениям функции передачи модуляции (ФПМ) с целью сравнения оптического качества объективов.

Испытания объективов проведены при помощи монохромной ТВ-камеры формата 1/3" (Sony EXview HAD) и высокого разрешения (разложение 752х582 элемента).

Методика тестирования
Испытания проведены по методике, включающей в себя четыре основных этапа:

  • внешний осмотр объектива, изучение его конструктивного исполнения, материала корпуса, механики регулировок фокусного расстояния и фокусировки, сопроводительной документации и заявленных производителем технических характеристик;
  • проверка основных, в том числе заявленных, оптических характеристик;
  • получение в электронном виде изображений тест-объектов в различных режимах работы объектива и построение на их основе функции передачи модуляции;
  • анализ характеристик, полученных в результате испытаний, и оценка потребительских свойств каждого из испытанных объективов путем сравнения их характеристик.

Порядок проведения тестирования и определения параметров
Перед началом испытаний производилась настройка режима АРД каждого объектива при наблюдении близкорасположенного светильника с лампой накаливания мощностью 60 Вт. При этом проверялась устойчивость к самовозбуждению схемы управления АРД для объективов типа "Video Drive" (результаты см. в табл. 2). Данные о качестве изображения характеризуют перегрузочную способность объективов. О перегрузочной способности объективов, их углах обзора и четкости получаемого изображения можно судить по изображениям панорамы окна, приведенным в табл. 4. Фокусировка объективов производилась при полностью открытой диафрагме (освещенности около 5 лк), когда глубина резкости минимальна. Дополнительная фокусировка объективов в процессе испытаний не производилась. Эквивалентные значения величины относительного отверстия получены из расчета величины относительного отверстия эталонного объектива, в качестве которого взят объектив с фиксированным фокусным расстоянием 1 2 мм с постоянным значением относительного отверстия F2.0, путем измерения минимальной освещенности, при которой визуально различаются крупные детали изображения наблюдаемого тест-объекта.

Фокусные расстояния и углы обзора вычислены на основании размеров видимой на экране монитора части испытательной таблицы и расстояния от нее до передней линзы объектива при условии вписывания испытательной таблицы по вертикали. Из-за больших геометрических искажений получаемого изображения и неопределенности расположения узловой точки объектива полученные значения фокусных расстояний могут отличаться от заявленных значений. Однако из результатов испытаний видно, что измеренные величины углов обзора объективов Computar, Kowa и Tamron близки к значениям, заявленным производителем. Неравномерность освещенности по полю определяется при условии равномерной освещенности "белого поля" по всей площади. В качестве "белого поля" использована горизонтальная белая полоса в центральной части испытательной таблицы. Неравномерность освещенности определяется в процентах по величине отклонения уровня видеосигнала на краях изображения "белого поля" относительно его уровня в центре изображения. Кривизна поля изображения - аберрация (искажения) оптических систем, при которой резкое изображение плоского предмета лежит не на плоскости, а на искривленной поверхности. При проецировании такого изображения на плоскость фотоприемника (ПЗС-матрицы) наблюдается расфокусировка на краю изображения относительно центра. Ее проявление определяется методом поочередной фокусировки по центру и краю изображения при условии минимальной глубины резкости (при полностью открытой диафрагме). Если положения узла фокусировки при этом различны, то имеет место кривизна поля изображения. Геометрические искажения (дисторсия) определялись (в процентах) средствами программного обеспечения по величине отклонения изображения вертикальных и горизонтальных линий от вертикали и горизонтали соответственно на краю изображения относительно его размеров. Функции передачи модуляции (ФПМ) для различных уровней освещенности (5, 10, 50, 100, 500, 1000, 5000 и 10 000 лк) испытательной таблицы, а также при инфракрасной засветке приведены в табл. 7. В качестве источника инфракрасного излучения использованы два инфракрасных прожектора ПИК 23 с длиной волны 870 нм. При этом проверялось изменение четкости изображения и наличие ухода плоскости наилучшего изображения (расфокусировки). Объектив с явно выраженным эффектом расфокусировки при изменении освещенности для круглосуточного наблюдения мало приемлем. Падение четкости при ИКзасветке свидетельствует о значительной дисперсии (спектральной зависимости) примененных в объективе линз. ФПМ описывает частотно-модуляционные характеристики объектива по полю получаемого изображения. Каждая кривая на ее графике описывает изменение глубины модуляции видеосигнала от центра к краю на определенной пространственной частоте относительно размаха черно-белого перепада в центре формируемого изображения. Значения пространственных частот выбраны из ряда: 250, 300, 400 и 500 ТВЛ. Чем выше расположена кривая и чем ближе она к горизонтальному положению, тем лучше оптические свойства объектива. Совокупность графиков зависимости коэффициента передачи модуляции (КПМ) от пространственной частоты дает наглядное представление о величине контраста и четкости по всему полю изображения. Кривая "Ч/б" описывает изменение контраста изображения от центра к краю, а кривые "250", "300", "400" и "500 ТВЛ" - изменение четкости. Изменение кривых функции передачи модуляции при изменении условий освещенности наблюдаемого тест-объекта описывает поведение объектива, то есть изменение качества получаемого изображения.

В отличие от предыдущего теста в программу настоящих испытаний введены проверки:

  • степени светорассеяния, то есть паразитных
  • цветопередачи.отражений в оптической системе объективов (полученные изображения приведены в табл. 2);
  • спектральной зависимости светофильтров узла диафрагмы;
  • Из приведенных в табл. 2 изображений видно, что наиболее выражено светорассеяние у объективов Camtek и Tantos. Спектральная зависимость светофильтров узла диафрагмы проверялась путем наблюдения живого растения при его освещении двумя галогенными светильниками мощностью 1 50 Вт. Испытание показывает, каким будет изображение живой зелени при наблюдении черно-белой ТВ-камерой. Каждый инсталлятор систем видеонаблюдения рано или поздно сталкивается с проблемой, когда Заказчик приходит в недоумение от изображения на экране монитора травы и листвы деревьев при их наблюдении в солнечную погоду монохромной ТВ-камерой. Попробуй объясни ему теорию спектров и то, что подобное изображение живой зелени закономерное явление. По-своему уникальные спектральные свойства спотфильтра объектива Kowa видны на изображении, которое приведено в табл. 3. Неожиданно для нас, но аналогичную зависимость демонстрирует и объектив Tantos. Требования к качеству цветопередачи в системах видеонаблюдения не такие жесткие, как в системах вещательного телевидения, однако она должна быть по меньшей мере приемлемой. Нами сделана попытка обнаружить изображения с явными отклонениями от приемлемой цветопередачи, полученные при поочередной установке объективов на цветную телевизионную камеру.

В табл. 5 приведены изображения тест-объекта при его освещении двумя галогенными светильниками мощностью 150 Вт. В табл. 6 даны изображения, полученные при наблюдении панорамы окна с видом на улицу в светлое время суток, но в пасмурную погоду. В обоих тестах явные отклонения от приемлемого цветного изображения показал объектив Tantos.

Выводы
В заключение отметим, что мы не даем окончательную оценку потребительских свойств объективов. Решайте сами, что для вас является приоритетным при выборе соответствие вашим требованиям, стоимость оборудования, имя производителя или качество получаемого изображения. Одно бесспорно, что при выборе оборудования для системы видеонаблюдения следует помнить о задаче, которое оно должно решать, и искать вариант, приемлемый по затратам.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2007
Посещений: 13054

В рубрику "В центре внимания. Тесты " | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций