Parametry kamer

Kamery przemysłowe podstawowe informacje o parametrach Najważniejszą częścią kamery przemysłowej jest przetwornik Przetworniki różnią się od siebie typem oraz wielkością Przy określeniu wielkości przetwornika podawanego w calach np. 1/3", 1/4" podawany jest typ przetwornika CCD lub C-MOS. Zapis ułamkowy w oznaczeniu wielkości przetwornika pochodzi od dawniej stosowanych oznaczeń lamp analizujących -liczba określała średnicę zewnętrzną lampy (pole obrazowe lampy o średnicy 1" miało przekątną 16mm i właśnie ta wartość stanowi podstawę dalszych określeń). Przetwornik CCD Kamery przemysłowej składa się z światłoczułych mikroskopijnych diod. Pod wpływem padającego światła następuje wyzwalanie ładunku elektrycznego. Pojedyncze diody są ze sobą powiązane i odczytywane rzędami lub kolumnami, przy tym ładunki przesuwane są od diody do diody aż do brzegu jednostki CCD, by tam zostać odczytane przez czułą elektronikę jako analogowe wartości napięcia i przekształcone w cyfrowe wartości. Technologia wykonania przetworników CCD jest droga i dostępna nielicznym firmą. Przetwornik C-MOS Kamery przemysłowej to alternatywa dla drogich przetworników CCD. Niska cena ich wytworzenia wynika z faktu, że do ich produkcji stosuje się standaryzowane procesy i techniki, jak te, które stosuje się do produkcji mikroprocesorów. Przetwornik CMOS, w przeciwieństwie do CCD, gdzie odczyt impulsów następuje rzędami lub kolumnami, może adresować pojedyncze piksele, co pozwala sterować np.: wybranymi obszarami przetwornika, a w konsekwencji przyspieszyć transfer danych. Jednak na skutek dłuższej drogi sygnałów pomiędzy pojedynczymi sensorami a sterownikami, CMOS ma mniejszą dynamikę barw i jest podatny na występowanie szumów. Niedoskonałości te mogą zostać w najbliższej przyszłości usunięte, zaś technologia CMOS stanie się podstawową w budowie kamer. Ilość pikseli określa specyfikacja techniczna każdej kamery przemysłowej np: dla typowego przetwornika CCD ilość aktywnych pikseli wynosi 500x582 - oznacz to że przetwornik posiada 291000 pikseli. 2- Rozdzielczość kamery Rozdzielczość jest podawana w liniach telewizyjnych i jest powiązana z ilość pikseli składających się na obraz. Im więcej takich punktów tym wyraźniejszy obraz. Niektórzy producenci zamiast tego parametru podają tylko ilość aktywnych pikseli w poziomie i pionie przetwornika. Typowa rozdzielczość dla przetworników CCD to 380TVl, zaś dla C-MOS to 240TVl. 3- Ważnym parametrem kamery przemysłowej jest jej czułość na Światło Czułość to minimalny poziom oświetlenie przetwornika kamery niezbędny do wytworzenia określonej amplitudy całkowitego sygnału wizyjnego, przy określonej wartości stosunku sygnał/szum. Parametr podawany w luxach przy jednoczesnym określeniu jasności obiektywu F. Typowa wartość dla przetwornika CCD to 0.05lux/F 1.2 zaś dla przetwornika C-MOS 0,5lux dla F1,2. W praktyce spotyka się następujące sposoby określania czułości kamery przemysłowej: -czułość użytkowa, przy której osiąga się określony odstęp sygnału wizyjnego od szumów, -czułość pełnego sygnału wizyjnego, przy której sygnał wizyjny osiąga wartość 1Vpp niezależnie od osiągniętego odstępu sygnał - szum, -czułość -6dB, przy której amplituda części wizyjnej sygnału kamery osiąga wartość 0,35V niezależnie od osiągniętego odstępu sygnał - szum. Przy uwzględnianiu czułości kamer należy pamiętać, że bardzo duże czułości kamer najczęściej w praktyce nie są potrzebne. Czasami nawet mogą być niewskazane, zwłaszcza przy silnym oświetleniu obserwowanych obiektów. Więcej na temat doboru oświetlenia dla kamer W celu przybliżenia wymogów dotyczących czułości kamer poniżej podano przykładowe poziomy oświetlenia przy różnych źródłach światła: - oświetlenie powierzchni ziemi przez księżyc w pełni w pogodną noc wynosi 0,1-0,2 lx, - oświetlenie uliczne zapewnia z reguły 3-6lx, - pomieszczenie od zacienionej strony w środku dnia ma oświetlenie rzędu 300 lx, - oświetlenie słoneczne terenu na zewnątrz przy zachmurzonym niebie to około 5000 lx. 4- Stosunek sygnał/szum. Parametr mówiący o zdolności kamery przemysłowe do generacji obrazu wymaganej jakości, pośrednio jest związany z czułością i wyrażany jest w dB. Typowa wartość odstępu sygnał-szum to 46dB (dla ARW wyłączonej); 5-Przeplot (Interlace) Sposób tworzenia obrazu telewizyjnego polegający na wyświetlaniu na przemian parzystych i nieparzystych linii - każda ramka składa się z dwóch tak wyświetlonych półobrazów. Sposób ten eliminuje szkodliwe interferencje nachodzącego na siebie obrazu. Pojęcie to jest często określane jako wybieranie międzyliniowe. 6- Synchronizacja Oprócz synchronizacji wewnętrznej kamera może mieć dodatkowe wyjście na synchronizację zewnętrzną. Sygnałem synchronizującym zewnętrznym jest najczęściej sygnał wizji, odchylania pionowego, odchylania poziomego albo poziomego i poziomego. 7- Współczynnik gamma Współczynnik gamma kamery przemysłowej określa charakterystykę uzyskanego obrazu pod kątem kontrastu i jasności. Typowa wartość charakterystyki gamma to 0,45 lub 1,00. 8- Elektroniczna przysłona (AES) Automatyczna elektroniczna migawka to czas naświetlania przetwornika w zależności od ilości padającego światła. Polega ona na tym, iż element reaguje na światło tylko przez ściśle określony czas wyznaczany przez impulsy znieczulające. Uzyskiwana w praktyce zmiana czułości zawiera się w granicach od 1 (pełna czułość) do 1/2000. W przypadku pełnej czułości przetwornika kamery czas naświetlania kolejnego obrazu wynosi 1/50s (częstotliwość ramki obrazu telewizyjnego). Dla minimalnej czułości przetwornika czas ten skraca się do 1/100000 sek. Takie zmiany czasów naświetlania (czułości) kamer CCTV są zupełnie wystarczające przy niezbyt dużych zmianach warunków oświetlenia (np. wewnątrz pomieszczeń). Parametr AES ma możliwość włączana/wyłączana za pomocą przełącznika DIP na tylnym panelu kamery przemysłowej. 9- Automatyczna przysłona (AI) Funkcja ta pozwala na sterowanie obiektywami z automatyczną przysłoną, które powodują dostarczenie stałej ilości światła padającego na przetworniki, niezależnie od warunków oświetlenia. Po załączeniu tej funkcji migawka elektroniczna kameru ustawia się na 1/50s, natomiast dołączony do kamery przemysłowej obiektyw jest przymykany i otwierany stosownie do padającego na przetwornik natężenia oświetlenia poprzez sygnał zwrotny pochodzący z kamery przemysłowej. Kamera na tylnej części obudowy posiada specjalne wyjście służące do sterowania. Typ sterowanie obiektywem może odbywać poprzez sygnał Video lub napięcie DC i jest definiowany przez użytkownika poprzez właściwe ustawieni przełącznika DIP. 10- Kompensacja światła tylnego (BLC) Funkcja kamery przemysłowe umożliwiająca poprawną wizualizację obiektu ustawionego na tle silnego źródła światła widać szczegóły, a nie tylko zarysy przedmiotu. 11- Automatyczna regulacja wzmocnienia (AGC) Funkcja ta utrzymuje stały poziom sygnału wyjściowego pomimo dużych różnic sygnału wejściowego zwiększając tym samym odstęp sygnał-szum. Obraz z kamery przemysłowe jest cały czas wyraźny lecz traci na naturalności. Wyłączenie AGC powoduje poprawę naturalności, ale zwiększenie zaszumienia. Dla większości kamer parametr ten można włączyć/wyłączyć za pomocą przełącznika DIP na tylnej obudowie kamery przemysłowe (dla bardziej rozbudowanej elektroniki kamery przemysłowe istnieje możliwość ustawienia stanu niskiego lub wysokiego AGC). 12- Standard mocowania obiektywu Występujące typy mocowań obiektywów dla kamer CCTV to C ,CS i SS. Podstawową różnicą jest inna odległość obiektywu od powierzchni przetwornika oraz średnica gwintu mocującego obiektyw. Zazwyczaj kamery i obiektywy posiadają mocowanie typu CS, które jest bardziej uniwersalne, gdyż po dodanie pierścienia pośredniczącego umożliwiają montaż do urządzenia z mocowaniem typu C. Pierścień redukcyjny stanowi wyposażenie każdej markowej kamery. Mocowanie SS to typ gwintu 13mm dla mikrokamer o stosunkow dużym zakresie regulacji odległości obiektywu od przetwornika - nie ma potrzeby stosowania pierścieni redukcyjnych. 13- Szczelność obudowy kamery (IP) Parametr IP definiują odporność obudowy kamery na wpływ warunków zewnętrznych. Pierwsza cyfra za IP jest liczbą określającą odporność mechaniczną obudowy kamery, zaś druga liczba za IP określa odporność obudowy na wilgoć. Typowe oznaczenie dla obudów kamer wystarczająco odpornych na wilgoć i zapylenie to IP65, zaś dla obudów kamer całkowicie wodoodpornych to IP68. Dodatkowe informacje dot. szczelności obudów 14- Zasilanie kamer Kamery CCTV zasilane są napięciem stałym stabilizowanym 12V lub zmiennym 230V. W oznaczeniu kamer napięcie stałe oznaczone jest jako DC zaś zmienne jako AC. Często podawany jest pobór mocy lub maksymalny prąd jaki kamera pobiera. Umożliwia to właściwy dobór zasilacza dla całego systemu telewizji przemysłowej.