Óptica. Lente de cámara de vídeo.

Óptica. Lente de cámara de vídeo.

Óptica. Lente de cámara de video

En los últimos años, varias generaciones de cámaras de video han cambiado — Los vidicons son cosa del pasado, el procesamiento de señales digitales y muchos otros trucos electrónicos se han convertido en la norma. Sin embargo, una cosa no ha cambiado: lente. El conjunto de piezas de vidrio que crean una imagen en un dispositivo fotosensible no ha cambiado casi desde la época de Galileo, quien creó un telescopio de dos lentes. Desde entonces, los métodos para calcular las lentes han cambiado, pero el diseño de la lente se mantiene en términos generales. Y a menudo son los parámetros de la lente los que limitan las capacidades del sistema de videovigilancia.

Óptica geométrica (lente ideal)

Si recuerdas, en el curso de física de la escuela se utiliza la «lente ideal» — infinitamente delgado, pero infinitamente grande en diámetro. Tiene un solo parámetro — distancia focal.

Ángulo de visión

Este es realmente el parámetro principal: es él quien determina el ángulo de visión de una cámara con dicho objetivo. Cuanto mayor sea la distancia focal — cuanto menor sea el ángulo de visión. Pero en la pantalla del monitor se pueden distinguir con seguridad objetivos aún más lejanos. En la Figura 1 — Ilustración al estilo de «óptica escolar». Lo principal es que puedes quitarle (Fig. 2) — que cuanto mayor sea la distancia al objeto de observación, mayor será la distancia focal que deberá tomar. Y cuanto más grande sea la matriz de la cámara, mayor también será la distancia focal.

Resolución y ángulo de visión requerido

A menudo, al diseñar un sistema, se establece una tarea: ve lo más posible, el ángulo de visión es lo más amplio posible, para que ni un solo enemigo escape de la cámara. Sin embargo, existe un problema: Cuantos más objetos sean visibles en el marco, cuanto más pequeño sea cada uno de ellos, más difícil será distinguirlos. Por lo tanto, las recomendaciones del Ministerio del Interior británico (Fig. 3) establecen que para identificar con seguridad a una persona familiar, debe tener aproximadamente la mitad de la altura del marco. Más precisamente, se recomienda que el campo de visión horizontal sea de 5 metros. Para las cámaras más comunes (con matriz de 1/3″), esto significa que la distancia focal en milímetros debe ser igual a la distancia a la persona en metros — ¡muy fácil de recordar! Si necesita identificar a una persona a una distancia de 50 metros — Necesitas una lente de 50 mm. O viceversa — Con una lente de 4 mm podrás identificar con seguridad a una persona a una distancia de hasta 4 metros. Sinceramente, «recomendaciones» se dan con reserva — mal tiempo, el hecho de que la señal de vídeo se grabe en una grabadora, el hecho de que la persona no busque ser identificada — en resumen, de hecho, con la observación directa en la pantalla del monitor de una persona, es muy posible reconocer a una persona a una distancia 2 veces mayor que la “recomendada”, pero la reserva, como sabemos, no dura en el bolsillo — Si quiere estar seguro de un resultado fiable, escuche las «recomendaciones». Además, para identificar a un extraño (a partir de una fotografía), se recomienda una vista dos veces más cercana.

Conversión a otras condiciones

Y ahora que ha memorizado la recomendación básica, si es necesario, puede recalcular fácilmente a un tamaño de matriz diferente u otros requisitos de visibilidad. El campo de visión (como se puede ver en la Figura 1) es directo. proporcional a la distancia al objeto, directamente proporcional al tamaño de la cámara objetivo e inversamente proporcional a la distancia focal:

(campo de visión) = (tamaño de la matriz)*(distancia al objeto)/( distancia focal).

Entonces, por ejemplo, para una cámara con una matriz de 1/2″ la distancia focal debe ser una vez y media mayor que para una matriz de 1/3″ O, por ejemplo, para la «detección de personas» (el campo de visión requerido es 4 veces mayor que para la «identificación») con una cámara de 1/3″ puedes usar una lente cuatro veces más corta — es decir, a una distancia de 50 metros puedes utilizar una lente 50/4 = 12 mm.