Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Трансфокаторы. Какой прекрасный вид!

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

Трансфокаторы.
Какой прекрасный вид!

По материалам журнала CCTV

Сегодня мы познакомимся со всем разнообразием трансфокаторов. Наши постоянные представители в Tavcom Training протестировали выбранные образцы трансфокаторов во всем диапазоне их действия и сделали некоторые интригующие открытия. Но, прежде чем начать знакомство с результатами теста, мы дадим вам несколько советов о том, как добиться наилучшей производительности трансфокаторов.

Трансфокаторы (объективы с зумом) — это объективы с переменным фокусным расстоянием. С их помощью можно добиться того, чтобы изображение попадающего в объектив человека или предмета казалось больше или меньше. В отличие от регулируемых вручную вариобъективов, которые работают сходным образом, конструкция трансфокаторов позволяет им всегда оставаться в фокусе во всем диапазоне изменений фокусных расстояний и не требует их дополнительной настройки. Это становится возможным благодаря сложному механизму отдельных элементов объектива, которые перемещаются внутри объектива с различной скоростью.

Объективы с переменным фокусным расстоянием настраиваются по следующим трем параметрам:

  • фокусное расстояние — ближе/дальше;
  • масштаб — крупный план и узкий угол обзора/мелкий план и широкий угол обзора;
  • диафрагма — открыта/закрыта.

Настройки могут выполняться вручную, дистанционно или автоматически. Для настройки объектива любым способом, кроме ручного, он оснащается двигателями, управляемыми при помощи телеметрической системы с панели управления или при помощи системы автоспуска. Такой объектив снабжается потенциометрами с предварительно заданными настройками, которые служат в качестве эталона и позволяют определить точное значение масштаба и фокусного расстояния во всем диапазоне их возможных значений.

Для тестирования и настройки в условиях мастерской или для настройки заднего фокуса на месте съемки мы советуем использовать пошаговый регулятор, чтобы обеспечить необходимое напряжение для настройки функций объектива.

Кратность трансфокатора

Трансфокаторы характеризуются кратностью, которая определяется как соотношение наибольшего фокусного расстояния к наименьшему. Например, объектив с наибольшим фокусным расстоянием, равным 120 мм, и наименьшим фокусным расстоянием, равным 7,5 мм, имеет кратность 16 к 1 (т.к. 120/7,5=16). В описаниях чаще всего будет фигурировать запись следующего вида: 16:1.

Какой бы ни была кратность объектива, большинство трансфокаторов при съемке с минимальным масштабом имеют угол поля зрения по горизонтали равный 45°. Такой угол обеспечивает достаточное поле обзора, позволяя увеличить масштаб нескольких выбранных областей. Тем не менее, если объектив, созданный для 1/2-дюймовой камеры, будет использован в 1/4-дюймовой камере, угол поля зрения по горизонтали при максимальном масштабе будет не более 20°, что ограничивает выбор объектов, которые можно увеличить. Это говорит о том, как важно выбрать правильный размер объектива для камеры с ПЗС определенного формата, чтобы достичь наилучшего результата.

Большинство крупных объективов имеют резьбовое соединение того же размера, что и соединение стандартной 1/4-дюймовой камеры. Это позволяет присоединить объектив к укрепленной камере или прикрутить камеру к задней части объектива. Затем точку соединения можно скорректировать, чтобы привести камеру в вертикальное положение, и тем самым выровнять изображение.

Настройка трансфокатора

Глубина поля трансфокатора увеличивается при уменьшении диафрагмы и уменьшается при увеличении диафрагмы, что роднит трансфокаторы с другими объективами. Таким образом, точность фокусировки становится критической при максимальном значении относительного отверстия, поэтому соотношение параметров объектива и камеры необходимо настраивать именно при таком значении.

При использовании объективов с автоматической диафрагмой можно дождаться темноты, чтобы диафрагма открылась полностью, что позволяет произвести настройку объектива. Но лучше использовать фильтр с нейтральной плотностью (ND), который снижает количество поступающего в объектив света. Диафрагма открывается полностью, и это позволяет минимизировать глубину поля и скорректировать точность фокусировки. Если камера является монохромной и чувствительной к инфракрасному излучению, необходимо использовать инфракрасный фильтр в дополнение к фильтру с нейтральной плотностью, поскольку некоторые ND-фильтры пропускают инфракрасное излучение.

Полная процедура настройки объектива выполняется следующим образом.

  • Установите на объектив ND-фильтр, который позволит диафрагме полностью раскрыться и обеспечит четкое изображение, необходимое для точной фокусировки.
  • Максимально увеличьте угол обзора (удалите изображение от камеры на максимальное расстояние) и поймайте в объектив удаленный предмет.
  • Сфокусируйте камеру на этом предмете, используя функцию настройки заднего фокуса (при помощи специального винта или регулировочного колесика камеры). Это переместит плоскость изображения в камере относительно объектива.
  • Зафиксируйте положение настроечного винта или регулировочного колесика. Максимально приблизьте изображение, тем самым уменьшив угол обзора, и добейтесь четкой фокусировки при помощи регулятора фокусировки на объективе (можно настраивать фокусировку при помощи пошагового регулятора Tavcom).
  • Удаляя и приближая изображение, добейтесь, чтобы изображение оставалось в фокусе во всем диапазоне значений трансфокатора.
  • При необходимости повторите настройку в описанном выше порядке.
  • Удалите ND-фильтр и проверьте точность фокусировки.

Цели тестирования

Во время тестирования оценивались следующие параметры:

  • точность регулировки – способность объектива оставаться в фокусе при правильной настройке;
  • светопропускающая способность (на основе соотношения f/No);
  • соответствие кратности объектива заявленным в спецификации значениям;
  • корректировка объектива на предмет инфракрасного смещения фокуса;
  • тип дистанционного управления;
  • относительная скорость трансфокатора;
  • минимальное расстояние до объекта (MOD — Minimum Object Distance) — минимальное расстояние от объектива, при котором обеспечивается четкость фокусировки при наибольшем приближении;
  • наличие особых функций.

Используемое оборудование

При тестировании использовалось следующее оборудование:

  • одна цветная камера;
  • одна монохромная камера (чувствительная к инфракрасному спектру);
  • один цветной монитор (с функцией сканирования с пониженной амплитудой);
  • один монохромный монитор;
  • один осциллограф;
  • один инфракрасный фильтр;
  • семь фильтров с нейтральной плотностью — фильтры видимого спектра, установка каждого эквивалентна двум стоянкам диафрагмы;
  • один эталонный объектив с ручной настройкой диафрагмы (значение относительного отверстия 1,4);
  • один экспонометр;
  • одна тестовая шкала (RETMA). Чувствительность камер не бралась в расчет, так как все объективы проходили тестирование с одними и теми же камерами.

Процедура тестирования

Все тесты проводились с постоянными значениями освещенности (70—80 лк).

Каждый объектив последовательно крепился к камере или, в случае крупных объективов, камера крепилась к объективу. Затем комбинация камеры с линзой точно настраивалась, и точность регулировки (при изменении угла обзора от широкого к узкому и обратно) тщательно проверялась. Результат всех протестированных по этому параметру объективов был удовлетворительным.

Мы измеряли горизонтальное поле обзора на расстоянии 8,15 м при максимальном приближении, используя цветной монитор с пониженной амплитудой сканирования. Затем изображение максимально удалялось, измерялся горизонтальный угол обзора на кратчайшем расстоянии от объекта и рассчитывалось его значение для расстояния, равного 8,15 м. Затем эти два значения угла обзора сравнивались, чтобы определить, насколько они близки к заявленной кратности объектива. Отношение фокусного расстояния к полю обзора должно изменяться линейно, а отношение угла обзора к фокусному расстоянию — нелинейно.

Диски с калькуляторами для объективов

Недавно до нас дошла информация, что диски с калькуляторами для объективов дают разные результаты. Чтобы проверить это, мы протестировали несколько калькуляторов для объективов от различных производителей, таких, как Computar, Rainbow, Pentax, Honeywell и Vista, и действительно обнаружили некоторые различия.

На одном из дисков шкалы H и V (H — означает по горизонтали, и это не высота; V — по вертикали, но это тоже не высота!) дают 10%-ную поправку на нерабочую область экрана, но нас удивило не это. Другой диск не имеет никаких указаний на нерабочую область экрана, но все равно включает 10%-ный допуск.

Два диска ничего не говорят о нерабочей области экрана и не принимают ее во внимание. Другие диски включают различные поправки, от 5 до 10%, но нигде нет упоминания об этом.

Хотя эти недорогие диски и не предполагались в качестве замены собственно программных продуктов, производящих вычисление характеристик объективов, даже с учетом всех различий они обеспечивают достаточно высокую точность вычислений, особенно для расчета углов или для определения оптимальных условий для каждого объектива.

Вы можете легко проверить ваш калькулятор объектива, установив одинаковое значение фокусного расстояния в миллиметрах и расстояния до объекта в метрах, например: фокусное расстояние 10 мм, расстояние до объекта 10 м.

Для 1/3-дюймовых камер поле зрения будет равно 4,8х3,6 м без допуска на нерабочую область экрана, и размер микросхемы будет равен 4,8х3,6 мм.

Если был сделан допуск, поле зрения будет меньше 4,8х3,6 мм: скажем, 4,3х3,2 м. Таким образом, в процентном выражении допуск составляет:
4,8 – 4,3 = 0,5;
(0,5/4,8)х100 = 10,5%.

Если у вас нет калькулятора объектива, расстояние и углы зрения можно рассчитать следующим образом (см. схему):

Поскольку f/w=D/W, то f=w x D/W, поэтому 4,8х10/4,8=10 мм.

Мы также обнаружили, что в случае использования объектива 1/4-дюймового формата, все диски, за исключением двух, определяли размер области съемки как равный 3,2х2,4 м. Мы проверили один из каталогов объективов и обнаружили, что в спецификациях на объективы 1/4-дюймового формата указан размер изображения 3,7х2,8 мм.

Все протестированные нами объективы показали высокую эффективность. У нас не возникло никаких проблем с точностью настройки. В целом, все образцы вполне соответствовали нашим ожиданиям.

У объектива Videor Technical Lens наименьшее фокусное расстояние при полном удалении — 8 мм, поэтому он обеспечивает наиболее широкий угол обзора (43,6°). Объектив может быть очень полезен для наблюдений за большими территориями: при тестировании он покрыл область почти 180° всего за 4 шага. На другом конце протестированной нами линейки находится объектив Computar 10:1 с фокусным расстоянием при полном удалении, равным 12 мм (30°). Этому объективу потребовалось 6 шагов, чтобы покрыть область 180°.

Если все, что вам нужно — это максимальная степень приближения, тогда на первое место выходят объективы Fujinon 22:1 или Computar 30:1.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2004
Посещений: 9929

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