Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Объективы с фиксированной и ручной диафрагмой

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Объективы с фиксированной и ручной диафрагмой

М.Ю. Арсентьев
Генеральный директор НТЦ "Подсвет"

Объектив - одна из основных частей системы видеонаблюдения. Его выбор определяет угол зрения телекамеры, чувствительность и во многом - разрешение всей системы

Классифицировать объективы можно по наличию и способу регулировки диафрагмы и (или) фокусного расстояния, по светосиле, диаметру посадочного отверстия, разрешению, наличию асферических линз и по некоторым другим признакам

Объектив с фиксированной диафрагмой

Этот вид объективов является самым простым Иногда про него говорят - "без диафрагмы", что, конечно, неверно, поскольку диафрагма (апертура) есть у любого оптического прибора, а отсутствовать может лишь возможность ее изменения. У таких объективов обычно нет никаких регулировок, они не имеют движущихся составных частей, а значит, весьма дешевы (от десятков центов у производителя до нескольких долларов в Москве за обычный объектив М12), надежны (при условии соблюдения производителем технологии) и предельно просты в установке и обслуживании. Оптика с установочной резьбой М12 и менее в подавляющем большинстве случаев поставляется вместе с телекамерой и в настройке вообще не нуждается. При замене такого объектива надо просто добиться четкого изображения на мониторе, вворачивая и выворачивая его в держателе (holder) камеры.

Объективы с ручной регулировкой диафрагмы

Механизм обычно состоит из нескольких лепестков, способных двигаться при вращении кольца диафрагмы на тубусе объектива. При открытой диафрагме типовые значения F-числа равны 1.2,1.4,1.6. При противоположном крайнем положении регулировочного кольца у некоторых объективов апертура закрывается полностью, и изображение не формируется Линзы объектива остаются при этом неподвижными, что позволяет задать нужное значение диафрагмы при установке телекамеры непосредственно на объекте, а при необходимости изменять его в процессе эксплуатации -без замены объектива и обычно даже без демонтажа камеры. Такие объективы значительно удобнее объективов с фиксированной диафрагмой, так как позволяют точно настроить объектив, добиваясь приемлемого компромисса между глубиной резкости (минимальная апертура) и чувствительностью телекамеры (максимальная апертура). Разумеется, при изменении уровня освещенности такой объектив не может автоматически "сдвинуть или раздвинуть шторки", поэтому основное место применения оптики с ручной диафрагмой - закрытые помещения, причем с небольшой площадью окон, и желательно не с южной стороны. С относительно небольшими перепадами освещенности там вполне может справиться электронный затвор (путем изменения времени экспозиции ПЗС-матрицы).

Светосила объектива

Эту характеристику определяет F-число объектива, характеризующее яркость получаемого изображения. Оно равно отношению фокусного расстояния к максимальному диаметру апертуры (диафрагмы). Чем меньше значение F-числа, тем более светосильным является объектив. Обратная величина называется относительным отверстием. Понятно, что при сравнимом размере апертуры светосила и относительное отверстие длиннофокусных объективов всегда меньше (а F-число соответственно больше), чем у короткофокусных.

Разрешающая способность (разрешение) объектива

Разрешение объектива измеряется в линиях на миллиметр и определяется отношением максимально возможного количества белых полос, чередующихся с черными, которое данный объектив может спроецировать на рабочую зону ПЗС-матрицы с контрастом 20% к ширине этой зоны. Подсчитываются при этом только линии одного цвета (либо белые, либо черные) Разрешение большинства объективов для охранного телевидения составляет от 50 до 150 линий/мм.

В последнее время, с распространением IP-камер высокого разрешения, ряд производителей оптики перешли на нормирование разрешения в мегапикселях. Перевод разрешения из одной единицы в другую не вполне очевиден, что создает проблемы для объективного сравнения. Попробуем внести ясность в этот вопрос и представим в мегапикселях разрешение объектива 100 линий/мм, рассчитанного на телекамеру с ПЗС-матрицей 1 дюйм.

Разрешение в телевизионных линиях, в отличие от разрешения оптики Ro, подразумевает собой подсчет и черных, и белых линий измерительной таблицы. В связи с этим переход от оптических линий к пикселям подразумевает удвоение числа линий по горизонтали и по вертикали Тогда разрешение (без учета коэффициента Келла):



где:
а - ширина ПЗС-матрицы (см. таблицу),
b - длина ПЗС-матрицы (см. таблицу) В нашем примере:



Другими словами, получаем 4,9 Мпкс.
Длина и ширина ПЗС-матрицы практически линейно связаны с ее форматом, что позволяет перейти от однодюймовой матрицы к более общей формуле:



При этом формат Ф в данном случае является безразмерным коэффициентом, показывающим, во сколько раз линейные размеры данной ПЗС-матрицы отличаются от размеров матрицы формата 1 дюйм. Пропорция формата и истинного размера матриц не всегда точна, поэтому наш расчет приблизителен и коэффициент формулы округляется до 2 значащих цифр.

Несложно провести и обратный перевод:



или, если перейти к Мпкс:



Если же учесть Келл-фактор (коэффициент 0,7, применяемый при переходе от количества пикселей к разрешению в ТВ-линиях), формула примет вид:



И пересчет из Мпкс соответственно:



Было бы интересно узнать методики расчета производителей, а также на сколько они близки к приведенным.

В заключение хочется подчеркнуть, что использование объективов без автоматической диафрагмы в ряде случаев предпочтительнее, и не только из-за их меньшей цены. В тех местах, где нет сильных перепадов освещенности, стоит применять именно их.             

Таблицы. Объективы с фиксированной и ручной диафрагмой           

      

 

 




Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2009
Посещений: 11821

  Автор

Арсентьев М. Ю.

Арсентьев М. Ю.

Генеральный директор НТЦ "Подсвет"

Всего статей:  73

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций