Φακοί MegaPixels στα CCTV

Χρησιμοποιώντας ΜΡ τεχνολογία όπου η ανάλυση των καμερών είναι πολύ μεγαλύτερη από την ανάλυση των συμβατικών καμερών, η ανάλυση που παρουσιάζει ο φακός είναι σημαντικό κριτήριο για την απόδοση του συστήματος.

Σε προηγούμενα άρθρα έχουμε αναφερθεί στα χαρακτηριστικά των φακών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία των CCTV. Επίσης έχουμε παρουσιάσει βασικές αρχές των καμερών ΜΡ (MegaPixels) που έχουν εμφανιστεί δυναμικά τα τελευταία χρόνια στα συστήματα CCTV.

Στη συνέχεια θα αναφερθούμε στα κύ-
ρια γνωρίσματα των MΡ φακών, ώστε ο αναγνώστης να έχει μια
πλήρη εικόνα σχετικά με την τεχνολογία ΜΡ.
Όταν επιλέγουμε ένα φακό, συνήθως τα κύρια γνωρίσματα που
αρχικά έχουμε στο μυαλό μας είναι το εύρος της γωνίας που θα
καλύψουμε καθώς και η ένταση του φωτός που θα δέχεται ο φα-
κός. Το πρώτο συνδέεται με την εστιακή απόσταση του φακού και
το δεύτερο με την ίριδα (ή διάφραγμα) του φακού. Η έννοια της
ανάλυσης (resolution) δεν μας απασχολεί καθόλου. Την ανάλυ-
ση τη συνδέουμε άμεσα με τα χαρακτηριστικά της κάμερας που
θα χρησιμοποιήσουμε.
Χρησιμοποιώντας ΜΡ τεχνολογία όπου η ανάλυση των καμερών
είναι πολύ μεγαλύτερη από την ανάλυση των συμβατικών κα-
μερών, η ανάλυση που παρουσιάζει ο φακός είναι σημαντικό κρι-
τήριο για την απόδοση του συστήματος. Ένας φακός που χρησι-
μοποιείται με μία ΜΡ κάμερα πρέπει να είναι ικανός να εμφανί-
σει τον υψηλό αριθμό των εικονοστοιχείων της εικόνας και να ε-
πιτρέπει αυτά να είναι διακρίσιμα μεταξύ τους. Ο όρος ανάλυση
σε αυτήν την περίπτωση αναφέρεται στον αριθμό των λεπτομε-
ρειών οι οποίες είναι διακριτές και χρησιμοποιούμε το μέγεθος
ΜΤF (Modulation Transfer Function) για να την εκφράσουμε.
Οι κύριοι κατασκευαστές φακών στη βιομηχανία CCTV τώρα πια υ-
ποστηρίζουν ΜΡ φακούς, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις
δεν δηλώνουν πόσα ΜΡ έχουν κατασκευαστεί για το συγκεκρι-
μένο φακό. Έτσι υπάρχει μεγάλη διαφορά στην ποιότητα ενός
φακού που έχει κατασκευαστεί για κάμερες 2 MP και ενός φακού
που έχει κατασκευαστεί για κάμερα 5 ΜΡ.
Όπως και στους συνηθισμένους φακούς υπάρχει διάκριση μετα-
ξύ των φακών που έχουν σταθερή εστιακή απόσταση και στους φα-
κούς ΜΡ που διαθέτουν μεταβλητή εστιακή απόσταση (varifocal).
Οι ΜΡ φακοί με σταθερή εστιακή απόσταση χρησιμοποιού-
νται κυρίως σε βιομηχανικές εφαρμογές (και έχουν υψηλότερη
τιμή) ενώ οι πολυεστιακοί (varifocal) φακοί ΜΡ χρησιμοποιού-
νται για εφαρμογές CCTV. Το πλεονέκτημα των τελευταίων είναι
η μεγαλύτερη ευελιξία που διαθέτουν στην επιλογή του πεδίου
θέασης της κάμερας.

Είναι γνωστό ότι για επιτήρηση σε εξωτερικούς χώρους χρησι-
μοποιούμε κυρίως κάμερες D/N (day/night) ώστε να παράγονται
καλής ποιότητας ασπρόμαυρες εικόνες όταν οι συνθήκες φωτι-
σμού δεν είναι επαρκείς. Συχνά χρησιμοποιείται IR φωτισμός ό-
ταν δεν υπάρχει καθόλου φωτισμός. Σε αυτήν την περίπτωση οι
D/N κάμερες διαθέτουν ένα φίλτρο αποκοπής, ώστε όταν οι συν-
θήκες φωτισμού είναι επαρκείς να αποκόπτεται το IR φως. Παρ’
όλα αυτά, όταν χρησιμοποιείται ένας κοινός φακός η εστίαση χά-
νεται κατά τη μετάβαση από τη λειτουργία ημέρας στη λειτουρ-
γία νυκτός. Οι D/N ΜΡ φακοί εξαιτίας της κατασκευής τους δια-
θέτουν επιστρώσεις οι οποίες αποτρέπουν τη διάθλαση του IR
φωτός και έτσι οι εικόνες παραμένουν πάντα εστιασμένες.
Ήδη έχουν αρχίσει να κάνουν την εμφάνισή τους οι φακοί MP
zoom. Γενικά οι φακοί zoom χρησιμοποιούνται για επιτήρηση σε
περιοχές με μεγάλη έκταση, ώστε να υπάρχει μεγαλύτερη λε-
πτομέρεια στην εικόνα και να καλύπτονται με τον τρόπο αυτό οι
ανάγκες παρακολούθησης. Η χρήση ΜΡ zoom φακών που προ-
σφέρουν οπτικό και ψηφιακό zoom με υψηλή ανάλυση, τους κά-
νουν ιδανικούς για υψηλής απόδοσης οπτικά συστήματα. Ένας ΜΡ
φακός zoom (π.χ. 32Χ) σε συνδυασμό με το ψηφιακό zoom μιας
κατάλληλης ΜΡ κάμερας (π.χ. 2Χ) μπορεί να δώσει τα ίδια απο-
τελέσματα με ένα φακό που έχει οπτικό zoom 60X. Στην περί-
πτωση αυτή υπάρχει επιπλέον το πλεονέκτημα της δημιουργίας
μικρότερων σε μέγεθος οπτικών συστημάτων. Αυτό οφείλεται στο
γεγονός ότι τώρα οι διαστάσεις και το βάρος του συνδυασμού φα-
κού-κάμερας είναι πολύ μικρότερα και κατά συνέπεια, τόσο το πε-
ρίβλημα προστασίας (housing) αλλά και ο μηχανισμός στρέψης-
κλίσης (pan/tilt) θα είναι μικρότερα και ελαφρύτερα.
Στην επιλογή του κατάλληλου φα-
κού ΜΡ θα πρέπει να λαμβά-
νεται υπόψη τόσο η κάμερα
που θα χρησιμοποιηθεί όσο
και η εφαρμογή για την οποία
προορίζεται, ώστε να επιτύχουμε
τα καλύτερα δυνατά αποτελέ-
σματα. Σήμερα υπάρχει η δυνατό-
τητα να αντλήσουμε πληροφορίες α-
πό διάφορες πηγές (διαδίκτυο, κατα-
σκευαστές, διανομείς κ.ά.) ώστε να ε-
νημερωθούμε για τις δυνατότητες, τα
χαρακτηριστικά αλλά και τις τιμές των φα-
κών ΜΡ.

Του ΓΙΩΡΓΟΥ ΒΕΛΝΤΕ
Φυσικός – Ραδιοηλεκτρολόγος