Объективы для камер видеонаблюдения

Недаром объектив видеокамеры называют глазами системы. Эта метафора звучит очень уместно, ведь именно глаза человека «собирают» информацию об окружающем мире (отраженные лучи света) и передают их на сетчатку, а оттуда, с помощью нервных импульсов, сам сигнал поступает в мозг. И уже в нем полученные сигналы расшифровываются в видимую человеком картинку.

Подобно глазу, объектив видеокамеры собирает информацию и передает ее к точке фокуса. Сам свет фокусируется на матрице камеры, а она переводит свет в электрические сигналы, воспринимаемые электроникой камеры, которая и воссоздает готовое изображение.

Классификация объективов

Товары, выпускаемые в массовом ассортименте (а объективы даже только для систем видеонаблюдения выпускаются не одной сотней различных наименований) подразделяют на классы, основываясь на тех или иных присущих им особенностях.

По виду

Первая классификация объективов самая важная, обычно, продавцы в магазинах характеризуя ту или иную камеры, говорят только про вид объектива на камере:

• монофокальный. Самый простой вид объектива. Он не имеет настроек и не изменяет фокусного расстояния. Резкость изображения подбирается за счет правильного места установки камеры;
• вариофокальный. Изменение фокусного расстояния происходит вручную. Вариофокальный объектив имеет ручную настройку диафрагмы. Данный вид объектива сейчас самый распространенный, он устанавливается в бюджетных аналоговых и цифровых видеокамерах;
• автодиафрагментарный. Принцип работы основан на использовании автоматической дефрагментации изображения, т.е. увеличивает или уменьшает фрагмент изображения;
• трансфокаторный. Управлять, зуммировать, настраивать четкость и качество изображения можно дистанционно, сидя за монитором, главное при установке правильно выбрать направление камеры;
• асферический. Традиционными считаются сферические объективы, но из-за размеров сферические в изготовлении камер видеонаблюдения не применяют. Асферические  линзы объективов имеют нестандартную форму, которая строго соответствует заданным параметрам под определенное устройство, которая в данном случае является видеокамера. По причине сложных и трудных способов тестирования и изготовления (дороже обычные в 3-5 раза) асферические линзы преимущественно изготавливаются на японских компаниях, и имеет высокую стоимость производства. Только благодаря размерам, которые могут достигать в разы меньше сферических, их используют в производстве видеокамер.
• мегапиксельный (цифровой). Сам объектив имеет цифровую матрицу, которое максимально качественно меняет фокусное расстояние. Это самый лучший тип объектива, он съемный, может иметь функцию дистанционного зуммирования. Чаще всего они применяются для цифровых видеокамер для получения детального изображения на дальних дистанциях. Основные показатели у цифровых объективов следующие: размер передаваемого пятна объективом, которое попадает на матрицу ip камеры должно быть как можно меньше;
• pin-hole (пин-хол, с булавку). Объектив, применяется для скрытого видеонаблюдения. Дословно переводиться, как размер с булавку. Принято только не зная кем, так как у нас негде не регламентируется ГОСТом, размер объектива в 4 мм или 6 микрон, является пин-хол (в фотографии дырка). Применение данного вида объектива в Российской федерации сопровождается определенным риском, как бы это ни казалось банальным. Если камера будет обладать объективом pin-hole, закамуфлирована под что-либо, работать при освещенности ниже 0,01 лк , тогда вас смогут обвинить в нарушении статьи УК РФ 138.1. Штраф, условный срок, арест, обыск в квартире и постоянное пребывание в у следователя по особо важным делам вам будет обеспечено.  Банально, не правда ли? Такие камеры установлены в сотовых телефонах, наручных часах Samsunga Gear, устройствах радионяни. Эта взяточная  и палочная статья для следователей — она учитывается в рейтинге и отражается в раскрытии особо тяжких дел в министерстве. Хотя банальные преступления по кражам, воровстве полиция раскрыть не может или не хочет.

По типу работы

Объективы принято подразделять на имеющие: ручную или автоматическую диафрагму.

Ручная диафрагма используется в объективах, устанавливаемых для видеонаблюдения в помещениях, где освещение постоянно (к примеру, в работающем супермаркете). При настройке ручной диафрагмы идет регулировка количества света, фокусирующегося на матрице для получения картинки, имеющей наилучшее освещение. Такой объектив при использовании для видеонаблюдения имеет вполне предсказуемый недостаток — при любом изменении привычной освещенности он требует дополнительной настойки, производимой вручную.

Камеры из сегмента недорогих имеют ручную фокусировку, но это не означает, что качество таких камер плохое. В большинстве случаев покупаются и устанавливаются видеокамеры с ручной регулировкой диафрагмы. Как раз по причине дешевизны их заказывают на любые типы объектов в большом количестве, на которых закрываются все критические места: входы, выходы, курилки, проходы, коридоры, слепые зоны и т.д. После настройки угла обзора и фокусного расстояния их больше не трогают.

Автоматическая диафрагма производит эту регулировку самостоятельно, оценивая количество поступающего света. Камера анализирует поступающий на матрицу сигнал и подает ответный, выставляющий наиболее оптимальную степень открытости диафрагмы. Такой объектив наиболее эффективен для видеонаблюдения при условиях постоянного изменения освещения и чаще всего используются вне помещений.

По типу привода

Объективы, имеющие автоматическую диафрагму, подразделяют на имеющие прямой привод (DC drive) и с видеоприводом (Video drive).

В первом варианте диафрагма управляется за счет напряжения, поступающего на мотор с камеры. Иначе говоря, камера сама определяет нужное ей количество света, и подает сигнал на мотор, открывая или закрывая диафрагму. Такие объективы, имеющие прямой привод автодиафрагмы, пользуются большой популярностью благодаря тому, что практически не требуют настройки.

Во втором варианте поступающий сигнал обрабатывается, попадая в сам объектив. На него приходит сигнал от камеры видеонаблюдения, модуль производит оценку этого сигнала, и дает команду на объектив открыть или закрыть диафрагму.

Стоимость объективов с разными приводами отличается – объективы, имеющие видеопривод, стоят дороже. Причем такие объективы пользуются спросом, в основном, в России и в странах СНГ.

По фокусному расстоянию

Объективы можно также классифицировать как имеющие определенное фокусное расстояние: фиксированное или переменное.

Объектив, имеющий фиксированное фокусное расстояние стоит дешевле, но требует внимательности при настройке. Необходим точный расчет необходимого угла зрения камеры видеонаблюдения. От этого будет зависеть, что будет отображаться на экране у оператора, и какое пространство будет находиться под обзором камеры. Причем приблизить наблюдаемый объект невозможно, объектив регулируется только функцией фокусировки. Обычно такие объективы имеют узкоспециализированное применение и используются только в камерах для видеонаблюдения за входом в здание.

Выбор объектива

На что нужно обратить внимание, выбирая объектив для видеокамеры:

• место, где будут установлены камеры для видеонаблюдения (помещение или улица). В помещении используются камеры, объективы которых имеют ручную диафрагму. Если камеры будут располагаться на улице, необходимо использовать объективы, имеющие автоматическую диафрагму (регулирующие ее открытость в зависимости от наружного освещения);
• зона наблюдения, ее размер, а также расстояние от объекта наблюдения до камеры. Зная все необходимые данные, фокусное расстояние вычисляется, используя одну из указанных формул: f=v*S/V или f=h*S/H, исходя из того, что f — фокусное расстояние, h — горизонтальный размер матрицы камеры, v — вертикальный размер матрицы камеры, S — расстояние от камеры до объекта, V — высота объекта, H — ширина объекта;
• фокусное расстояние объектива должно соответствовать размеру наблюдаемой зоны: если на близком расстоянии от камеры видеонаблюдения будут находиться предметы, которые хорошо освещены, то электронный затвор произведет автоматическое уменьшение времени экспозиции матрицы по усредненной освещенности кадра. Это значит, что снизится чувствительность самой видеокамеры и, как следствие, уменьшится максимальная дальность обнаружения объекта;
• будет ли применяться ИК подсветка. Обычный объектив, установленный на черно-белые камеры видеонаблюдения, имеет определенную погрешность фокусировки изображения, если используется инфракрасная подсветка. В таких случаях желательно использовать объектив с индексом «IR» или объектив с инфракрасной коррекцией. Благодаря этому улучшается контрастность получаемого изображения, и, следовательно, передача любых мелких деталей в условия видеонаблюдения.