Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Объективы с автоматической диафрагмой

Объективы с автоматической диафрагмой

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

Объективы с автоматической диафрагмой

Техническое обозрение


М.Ю. Арсентьев

Генеральный директор НТЦ "Подсвет"

Темой этого технического обозрения стали CCTV-объективы с автоматической диафрагмой (автодиафрагмой). Большая часть представленных объективов выпущена в Юго-Восточной Азии и Германии, тогда как в России их производство, к сожалению, практически отсутствует.

Принцип работы объективов с автодиафрагмой основан на отрицательной электронно-механической обратной связи между уровнем видеосигнала телекамеры и диаметром апертуры (диафрагмы). Лепестки диафрагмы перемещаются с помощью микропривода, управляемого электронной схемой, расположенной внутри объектива или камеры. Главной задачей при этом является сохранить номинальный уровень видеосигнала телекамеры. Аналогичную задачу, только иным способом, может выполнять электронный затвор.

Разрешающая способность объектива

При выборе объектива с автодиафрагмой, как и любого другого, следует обращать внимание на его разрешающую способность. 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.

Фокусное расстояние

У многих объективов с автоматической диафрагмой есть возможность регулирования фокусного расстояния, что весьма удобно, но изготовление такой оптики - довольно сложная задача, и не каждый производитель хорошо справляется с нею. Ведь у объектива в этом случае имеются подвижные линзы, что требует гораздо большей точности исполнения оптической системы, чем, например, при изготовлении собственно механизма автодиафрагмы. Поэтому при покупке именно вариофокальных объективов стоит перестраховаться и приобрести несколько более дорогую, но заведомо высококачественную "брендовую" оптику, не соблазняясь на очень дешевые noname-объективы. Кратность изменения фокусных расстояний у вариофокальных объективов составляет обычно от 2 до 10 мм.

F-число объектива

Типовой заявленный диапазон изменения F-чи-сла, как правило, составляет от 1,2 или 1,4 (полностью открытая диафрагма) до 1/360 (полностью закрытая диафрагма). Это дает изменение освещенности на матрице более чем в 30 000 раз. Такой диапазон изменения диафрагмы сложно обеспечить только ее уменьшением в результате дифракционных и технологических ограничений, поэтому на центральную часть объектива наносится поглощающее покрытие с переменной плотностью, увеличивающейся к центру апертуры (так называемый ND-фильтр). То есть при самом ярком свете, когда шторки объектива сжимаются к центру, среднее свето-пропускание оставшегося стеклянного "пятачка" на единицу площади будет существенно меньше, чем у полностью открытой апертуры ночью. Разумеется, чем больше диапазон изменения F-числа, тем лучше, поскольку большой диапазон допускает применение объектива при максимальных перепадах освещенности. Одним из способов дальнейшего увеличения диапазона может стать применение электрохромных пленок или линз, например, из оксида вольфрама. Электрохромный эффект заключается в обратимом изменении светопропускания материала под действием электрического тока, и он давно используется, в частности, производителями автомобильных зеркал заднего вида.

Способ управления диафрагмой, регулировка LEVEL и ALC

Если электронная "начинка" размещается в корпусе объектива, то с телекамеры на объектив подается напряжение питания и видеосигнал без синхросмеси. Когда уровень видеосигнала падает ниже номинального, формируется управляющее напряжение для открытия лепестков диафрагмы. Если видеосигнал увеличивается, диафрагма закрывается. Такая схема работы автодиафрагмы является наиболее гибкой и эффективной, и она получила название Video Drive (VD). В случае если электронная схема управления диафрагмы располагается внутри телекамеры, на объектив подается непосредственно ток, управляющий приводом. Этот тип объективов называется Direct Drive (DD) или DC (управляемый постоянным током). Очевидно, что принцип действия автодиафрагмы в обоих случаях одинаков.

Регулятор LEVEL позволяет менять открытие диафрагмы при номинальном уровне, то есть фактически устанавливает яркость изображения. Регулятор ALC на объективе позволяет изменить или установить среднее значение освещенности, при которой обеспечивается номинальный уровень видеосигнала. Большинство современных телекамер имеют переключатель, дающий возможность управления как VD-, так и DD-объективами. Учитывая, что стоимость объективов DD несколько ниже, для бюджетных решений часто используют именно их. В то же время электронная схема управления диафрагмой в телекамере обычно несколько упрощена по сравнению со схемой в VD-объективе. Так, например, там часто отсутствует регулятор ALC. Такая регулировка позволяет установить полезный в некоторых случаях режим, когда диафрагма не будет закрываться при попадании в поле зрения ярких точечных объектов (фонарей, автомобильных фар, бликов), допуская потерю части информации вблизи них из-за блюминга ("заливания белым"), но сохраненяя достаточно различимыми темные зоны "картинки". У многих универсальных VD/DD-телекамер такого регулятора нет, поэтому в ответственных и сложных случаях для максимально точной настройки системы камера -объектив можно порекомендовать "умные" объективы с управлением диафрагмы видеосигналом (тип VD).

Выбор объектива в зависимости от освещенности

Многие объективы с автодиафрагмой имеют возможность дистанционного управления вручную с пульта (для оптимальной настройки работы камеры при разной освещенности). В настоящее время этот режим используется редко. Автоматическая диафрагма, прекрасно подходящая к применению на улице, не всегда будет уместна в помещении. Дело в том, что при изменении размера диафрагмы у камеры изменяется глубина резкости, что увеличивает вероятность расфокусировки. Поэтому при стабильном и достаточно хорошем освещении лучше использовать оптику с ручной диафрагмой и режим электронного затвора на камере.     

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2009
Посещений: 16731


  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