CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Поскольку оба стандарта используют резьбовой тип крепления объектива, то при установке могут возникнуть небольшие вариации в позиции объектива относительно ПЗС-матрицы. Поэтому возникает необходимость в небольших изменениях этого положения (регулировке заднего фокуса).

В фотографии, например, мы никогда не говорим о задней фокусировке, так как большинство марок фотоаппаратов выпускается с байонетным соединителем, который обеспечивает фиксированное положение объектива относительно плоскости пленки. Что касается камкордеров, то их объектив составляет неотъемлемую часть, так что задний фокус уже настроен и никогда не меняется.

Но в видеонаблюдении — совершенно другая история из-за модульной концепции комбинации телекамера/объектив и наличия резьбового крепления. Регулировка заднего фокуса особенно критична при использовании вариообъективов.

Чтобы достичь хорошей фокусировки во всем диапазоне работы трансфокатора, расстояние от объектива до ПЗС-матрицы в вариообъективах должно быть очень точным.

Очевидно, регулировка заднего фокуса применима и к объективам с фиксированным расстоянием, но в этом случае при фокусировке мы не обращаем внимания на указатель расстояния на кольце объектива. Если мы хотим достичь большей точности и задний фокус на фиксированном объективе настроен корректно, то указатель расстояния покажет действительное расстояние между телекамерой и объектом. Однако большинство установщиков при монтаже системы не обращает внимания на указатель на объективе, так как они хотят видеть четкое изображение на видеомониторе. И это прекрасно, но если мы хотим быть точными, то задний фокус следует регулировать у всех используемых в видеонаблюдении объективов. А для вариообъективов это особенно критично.

При настройке заднего фокуса необходимо принимать во внимание еще один важный фактор — эффект глубины резкости. Причина очень проста: если ПЗС-телекамера устанавливалась днем (а чаще всего так и происходит) и мы используем объектив с автодиафрагмой, то естественно, что диафрагма устанавливается на высокие значения F-числа, что дает хорошее изображение (при условии, что автодиафрагма подсоединена и работает правильно). Поскольку диафрагма установлена на высокое F-число, то и глубина резкости у нас большая. Изображение кажется четким, независимо от того, в какое положение мы устанавливаем фокусировочное кольцо. Однако ночью, в ситуации низкой освещенности, отверстие диафрагмы раскрывается полностью, и оператор видит расфокусированное изображение.

Это одна из самых распространенных проблем при установке новых систем. Если вы обращаетесь в сервис-центр, то разбираться с проблемой люди обычно приходят в дневное время, и если оператор не может точно объяснить, что он видит, то проблема может так и остаться нерешенной, так как изображение днем при высоком F-числе — великолепное.

Мораль отсюда такова: настройку заднего фокуса всегда проводите при низких F-числах.

Рис. 3.47. При использовании объектива с С-креплением и телекамеры с CS-креплением требуется C/CS переходное кольцо

Как добиться максимального раскрытия диафрагмы? Для этого можно пользоваться следующими способами:

— настраивайте задний фокус при низких уровнях освещенности в мастерской (самое простое);

— настраивайте задний фокус поздно вечером на месте;

— настраивайте задний фокус в дневное время, на месте, используя внешние нейтрально-серые фильтры.

Есть только одно исключение: если используется телекамера с электронным затвором, то диафрагма может быть полностью раскрыта даже днем, потому что электронный затвор будет компенсировать сигнал, вызывающий избыточный свет (если окажется достаточным динамического диапазона работы электронного затвора. Прим. ред.). Это означает, что настройка заднего фокуса для телекамер с электронным затвором может проводиться даже днем, и при этом не будет нарушена глубина резкости и не понадобятся нейтральные фильтры. И, конечно же, не забудьте отключить электронный затвор после настройки, если вы хотите использовать автодиафрагму.

Рис. 3.48. Некоторым телекамерам не требуется C/CS-кольцо

В последующих абзацах мы ознакомимся с процедурой корректной настройки заднего фокуса. Этот материал опирается на практический опыт и никоим образом не является процедурой в прямом смысле слова, но он даст вам хорошее понимание того, из каких операций должен состоять этот процесс. Мы должны также уточнить, что нередко при установке новой камеры с вариообъективом настройка заднего фокуса может и не потребоваться. Это легко проверить — сразу после того, как объектив будет навинчен на С- или CS-кольцо и телекамера будет подключена к видеомонитору. И конечно же, чтобы проверить, есть ли необходимость в регулировке, должны работать функции трансфокатора и фокусировки.

Идея состоит в том, чтобы получить максимально четкое изображение, то есть в случае использования вариообъектива, если он сфокусирован на объекте, объект должен оставаться в фокусе независимо от положения трансфокатора. Если это не так, то нужна настройка заднего фокуса.

Возникает вполне естественный вопрос: «Что же сложного в настройке заднего фокуса?».

Ответ носит довольно практический характер и не связан с проблемой глубины резкости. Дело в том, что вариообъективы в видеонаблюдении не снабжены указателем расстояний, мы можем навести фокусировочное кольцо на конкретное расстояние, затем установить объект на этом расстоянии и настроить телекамеру на отличное резкое изображение (конечно, потребуется видеомонитор), вращая объектив вместе с кольцом С-крепления или регулируя положение ПЗС-матрицы (вперед-назад) при помощи винтового механизма на телекамере. Но поскольку большинство вариообъективов не имеют обозначений расстояний, то довольно трудно определить, с чего начинать. Все объективы имеют две известные точки на фокусировочном кольце (предельные положения фокусировочного кольца):

— Фокусировка на бесконечность  (за этой точкой объектив не имеет фокуса) и

— Фокусировка на минимальное расстояние до объекта (MOD).

Последнее различно для различных объективов, то есть мы не знаем, каковым должно быть минимальное фокусируемое расстояние для конкретного объектива, пока не возьмем технические характеристики, которые могут и не поставляться с объективом или, что бывает довольно часто, могут потеряться в ходе установки.

В результате остается только одна известная точка фокусировки — бесконечность. Бесконечность — это конечно «бесконечность» не в буквальном смысле, но это достаточное большое расстояние, при котором объектив установлен на отметку  и мы получаем резкое изображение.

Рис. 3.49. Фокусировка вариообъектива на объекты, находящиеся на различных расстояниях

Рис. 3.50. Настройка заднего фокуса может оказаться довольно сложной

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем больше расстояние до бесконечности должно быть выбрано. Для стандартных 10-кратных вариообъективов, используемых в видеонаблюдении (это обычно 8-80 мм, 10-100 мм или 16-160 мм) это расстояние составляет порядка 200–300 м и более. На такое расстояние в мастерской настроить сложно, поэтому технику, работающему с регулировкой заднего фокуса, приходится высовывать телекамеру из окна, и в этом случае ему понадобится внешний нейтрально-серый фильтр — чтобы минимизировать эффект глубины резкости (если, конечно, это не телекамера с электронным затвором).

Следующий шаг — настроить фокус на отметку «бесконечность». Для этого потребуется PTZ-контроллер, но это непрактично.

Я бы посоветовал смоделировать напряжения управления трансфокатором и фокусировки, используя обычную батарейку 9 В, подключив ее к соответствующим проводам. Не забудьте, что напряжение управления фокусировкой и трансфокатором лежит в пределах от ±6 В до ±9 В, и объектив имеет очень малое потребление тока, обычно менее 30 мА. 9-вольтовая батарейка может запросто управлять таким механизмом в течение довольно продолжительного времени; по крайней мере, этого времени достаточно для полного завершения процедуры настройки.

Единого стандарта цветового кода для обозначения кабелей объективов нет, но довольно часто, если к объективу не прилагается информационный листок, черный обозначает общий провод, провод управления трансфокатором — красный, а провод фокусировки — синий. Это не жесткое правило и если вы сомневаетесь, то несложно при помощи той же батарейки и видеомонитора этот вопрос прояснить. Вместо обычного видеомонитора можно использовать сервисный, это даже удобнее. Некоторые называют его «регулятор фокуса» (focus adjuster).