Obiektyw w kamerze monitoringu – działanie i dobór

Obiektyw to układ optyczny kamery, który zbiera światło i skupia je na przetworniku obrazu. Wpływa na kąt widzenia, poziom szczegółowości, jasność obrazu oraz możliwość obserwacji określonego obszaru.

Czym jest obiektyw?

Obiektyw jest elementem optycznym kamery CCTV lub IP. Jego zadaniem jest formowanie obrazu obserwowanej sceny na przetworniku obrazu. Od konstrukcji obiektywu zależy między innymi szerokość obserwowanego kadru, perspektywa, ilość światła docierającego do kamery oraz widoczność szczegółów z określonej odległości.

Jak działa obiektyw w kamerze?

Światło odbite od obserwowanych obiektów przechodzi przez układ soczewek i zostaje skupione na matrycy kamery. Ogniskowa obiektywu decyduje o kącie widzenia: krótsza ogniskowa zapewnia szerszy kadr, a dłuższa pozwala obserwować węższy wycinek sceny i lepiej dostrzegać odległe szczegóły. Szeroki kadr nie zawsze oznacza jednak większą rozpoznawalność osób lub przedmiotów, ponieważ te same szczegóły są rozłożone na większym obszarze obrazu.

Rodzaje obiektywów stosowanych w monitoringu

Obiektyw stałoogniskowy

Ma jedną, niezmienną ogniskową i ustalony kąt widzenia. Jest dobrym wyborem, gdy kamera ma obserwować z góry określony obszar, na przykład wejście, korytarz lub niewielkie pomieszczenie. Przed montażem należy właściwie dobrać miejsce instalacji i kadr.

Obiektyw zmiennoogniskowy

Umożliwia regulację ogniskowej, a tym samym zmianę szerokości kadru. Ułatwia dopasowanie obrazu podczas instalacji, szczególnie gdy odległość od monitorowanego obszaru lub wymagany poziom szczegółowości nie są jeszcze dokładnie określone. Regulacja może odbywać się ręcznie albo zdalnie, zależnie od konstrukcji kamery.

Obiektyw motor-zoom

Jest odmianą obiektywu zmiennoogniskowego z silnikową regulacją ogniskowej. Pozwala zmieniać kadr z poziomu interfejsu kamery lub systemu VMS, bez konieczności ręcznego dostępu do urządzenia.

Kiedy dobór obiektywu ma szczególne znaczenie?

Dobór obiektywu jest istotny wszędzie tam, gdzie kamera ma nie tylko rejestrować ruch, ale także umożliwiać rozpoznanie osób, odczyt tablic lub obserwację konkretnego fragmentu terenu. Należy uwzględnić odległość od sceny, szerokość monitorowanego obszaru, wysokość montażu oraz oczekiwany poziom szczegółowości.

Do obserwacji szerokiego pomieszczenia lub niewielkiej przestrzeni często stosuje się obiektyw szerokokątny. Przy monitorowaniu długiego podjazdu, ogrodzenia albo bramy korzystniejszy może być węższy kąt widzenia. W systemach wymagających elastycznego ustawienia kadru praktyczny jest obiektyw zmiennoogniskowy.

Ograniczenia i ważne cechy obiektywu

• Kąt widzenia: powinien odpowiadać szerokości sceny i odległości do obserwowanego obiektu.
• Ogniskowa: wpływa na perspektywę, szerokość kadru i widoczność szczegółów.
• Jasność obiektywu: określa, ile światła może dotrzeć do przetwornika, co ma znaczenie przy słabym oświetleniu.
• Kompatybilność z przetwornikiem: obiektyw musi być przeznaczony do formatu matrycy zastosowanej w kamerze, aby ograniczyć winietowanie i utratę części obrazu.
• Współpraca z podczerwienią: w kamerach z doświetlaniem IR warto sprawdzić, czy obiektyw jest przystosowany do pracy w dzień i w nocy oraz czy nie powoduje niepożądanych refleksów.
• Dystorsja: szerokokątne obiektywy mogą zniekształcać obraz przy jego krawędziach, co ma znaczenie przy ocenie geometrii sceny i odczycie szczegółów.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze?

Przed zakupem należy określić, co kamera ma rejestrować i z jakiej odległości. Warto sprawdzić deklarowany kąt widzenia, zakres ogniskowej, typ regulacji, zgodność z matrycą oraz zachowanie obiektywu w warunkach nocnych. Sam wybór kamery o wysokiej rozdzielczości nie gwarantuje dobrego obrazu, jeśli obiektyw zapewnia zbyt szeroki kadr lub nie jest dopasowany do sceny.

W praktyce najlepiej rozpocząć od planu miejsca instalacji i zaznaczenia obszaru, który ma znaleźć się w kadrze. Przy wymaganiach dotyczących identyfikacji osób lub odczytu tablic trzeba dobrać obiektyw razem z wysokością montażu, oświetleniem i ustawieniami kamery, a nie traktować go jako niezależnego elementu.

Powiązane pojęcia: kamera IP, kamera CCTV, ogniskowa, kąt widzenia, matryca kamery, obiektyw stałoogniskowy, obiektyw zmiennoogniskowy, dystorsja