Особенности Очень длиннофокусных объективов

· Чувствительны к фокусировке.

· Требуют массивного основания для исключения влияния механических и ветровых вибраций.

· На изображение влияют метеорологические условия видимости и флуктуации слоя воздуха.

· Требуют предварительного целеуказания для наблюдения узким полем.

· Имеют большие перспективные искажения за счёт продольного увеличения.

ВАРИФОКАЛЫ

Варифокалы имеют два кольца регулировки:

Угол поля зрения:

Wide – Tele (шире/уже)

Фокусировка:

far - near (ближе/дальше)

НЕ ПЕРЕПУТАЙТЕ!!!

ТРАНСФОКАТОРЫ (ZOOM-ОБЪЕКТИВЫ)

Трансфокатор состоит из трёх групп линз, снабженных сервоприводом.

• Светосила трансфокатора ниже и указывается обычно для минимального фокусного расстояния, для максимального она ещё ниже (1:4,5 – 1:8).

• Трансфокатором нужно управлять: масштабировать и фокусировать одновременно.

• Температурный диапазон трансфокаторов уже.

• Исключение – объективы с автофокусировкой скоростных интегрированных камер.

ОБЪЕКТИВЫ ДЛЯ МЕГАПИКСЕЛЬНЫХ КАМЕР

Требуемая степень чёткости изображения может быть задана расстоянием между центрами соседних пикселей сенсора (интервал дискретизации), т.е. шириной сенсора и количеством пикселей, на которые поделена строка. Для сенсоров стандарта PAL и формата1/3“ этот шаг пикселей равен 6,4 мкм, для 2-х мегапиксельного HD сенсора формата 1/2,7” шаг пикселей 4,8 мкм, а для 5-мегапиксельного сенсора уже 2,5 мкм. Очевидно, для мегапиксельных сенсоров требуется гораздо более высокая степень исправления аберраций.

Учитывая, что мегапиксельные камеры предназначены в первую очередь для получения изображения в более широком угле поля зрения с заданной степенью детализации, задача создания такого объектива, работающего на дифракционном пределе становится нетривиальной. Приходится жертвовать светосилой или разрешением на краю.

Объективы IP-камер

Кривизна поля против глубины резкости. Фокальная плоскость в общем случае не является плоскостью, а чаще всего представляет собой некоторую вогнутую поверхность, т.н. поверхность наилучшего изображения или каустику. Величина кривизны поля также частично исправляется при расчёте и конструировании объектива.

Если расфокусировка между плоскостью сенсора и поверхностью каустики больше глубины резкости, то изображение на этих участках, чаще всего периферийных, будет нерезким.

Глубина резкости до некоторых пределов может быть увеличена путём диафрагмирования, однако при этом снижается и количество света, попадающего на сенсор, что ограничивает применение камер в условиях недостаточной освещённости.

ОБЪЕКТИВЫ С АВТОФОКУСИРОВКОЙ

Автофокусировка желательна для ZOOM-объективов и совершенно необходима для скоростных поворотных камер.

Два основных способа автофокусировки:

• измерение расстояния до объекта (лидар, сонар или триангуляция);

• анализ спектра видеосигнала при помощи встроенных цифровых средств (анализ глубины модуляции перед и за фокальной плоскостью)

С учётом необходимых поправок исполнительный механизм передвигает сенсор до получения резкого изображения объекта, находящегося по центру поля зрения.

 

9. Виды сенсоров телевизионных камер. Их достоинства и недостатки

 

Сенсором аналоговой камеры является ПЗС-матрица (CCD), в которой реализованы принцип накопления заряда и принцип поэлементного переноса заряда к измерительному устройству.

Сенсоры цифровых камер чаще всего выполнены по технологии КМОП (CMOS), что позволяет добиться более высокого разрешения, реализовать ряд дополнительных функций по обработке изображения в камере, но в ущерб высокой чувствительности.

Шумы в ТВ камерах на ПЗС

Нежелательные компоненты в сигнале (шумы) возникают от различных причин. Фотонный шум, темновой шум, шум переноса и шум считывания.

Исходное количество фотонов и последующее количество образовавшихся фотоэлектронов, накапливаемых в каждой ячейке ПЗС, описывается распределением Пуассона, причем имеется средне-квадратичная зависимость между сигналом и шумом. Проще говоря, шум в электронном устройстве равен корню квадратному из сигнала.

Темновой шум возникает из-за термогенерированных электронов в кристаллической решетке кремния ПЗС. Количество этих электронов, называемым темновым током и не зависит от света, падающего на фотоприемник.

Шум считывания является шумом, генерируемым электронной схемой камеры. Главным источником шума считывания, обычно, являются выходное устройство ПЗС и предусилитель.