เลนส์กล้องวงจรปิด กับการทำงาน

คุณลักษณะกล้องวงจรปิด กับม่านรับแสงของเลนส์ แบบเปิด-ปิดด้วยมือ (Manual iris : MI) จะต้องทำการปรับด้วยตัวของผู้ใช้เอง (ด้วยมือ) เลนส์กล้องวงจรปิด เหล่านี้จะพบได้ทั่วไปในบริเวณที่มีแสงอย่างสม่ำเสมอ

อย่างเช่น ศูนย์การค้า, ที่จอดรถใต้ดิน และหอสมุด โดยพื้นฐานแล้วพื้นที่เหล่านี้คือบริเวณที่แสงธรรมชาติจะไม่เข้ามารบกวนพื้นที่โดยรอบ

 

เลนส์กล้องวงจรปิด

ดังนั้นเราจะได้แสงที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นมาได้เกือบจะคงที่ทั้งหมด ในที่สุดแล้วความแตกต่างเล็กน้อยนี้จะถูกปรับโดยระบบ automatic gain control (AGC) ของกล้อง

แต่ทว่าด้วยการมาของกล้องที่มีชิป CCD ม่านรับแสงจะถูกใช้ในพื้นที่ที่มีปริมาณแสงไม่แน่นอนด้วยเช่นกัน เนื่องจากชิป CCD จะทำงานกับม่านรับแสงแบบไฟฟ้าคอยปรับเวลาที่เปิดรับแสง (exposure time) เพื่อให้เข้ากับปริมาณแสงที่เปลี่ยนแปลงไป

 

 

ม่านรับแสงแบบปรับด้วยมือที่มีทางยาวโฟกัสที่แน่นอน มี 2 ปัจจัยหลักที่จะตัดสินว่าเราควรที่จะใช้ค่า F-stop เท่าไหร่เพื่อปรับม่านรับแสงให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

• ความเข้มข้นของแสง

• ระยะชัดลึก

ปัจจัยเหล่านี้จะขัดแย้งกันเองกับอีกปัจจัยหนึ่ง และนี่เป็นเหตุผลว่าทำไมการตั้งค่า MI ถึงต้องเป็นการประนีประนอมระหว่างปัจจัยทั้งสอง

เมื่อคุณใช้มันในสถานการณ์ที่มีระดับแสงน้อยมาก หรือเมื่อใช้กล้องที่ไม่ได้ไวต่อแสงมากนัก โดยทั่วไปจะแก้โดยการเปิดม่านรับแสง (ใช้ค่า F-stop ที่ต่ำ) ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

ซึ่งในกรณีดังกล่าวระยะชัดลึกและ MTF จะไม่มีผลมากนักอย่างที่เคยได้อธิบายเอาไว้ เราต้องไม่ลืมว่านอกจากความละเอียด (resolution) ของเลนส์เมื่อมีค่า F-stop ต่ำสุดมักจะแย่ที่สุด

การประนีประนอมมักจะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุด (ถ้าการส่องสว่างขั้นต่ำของกล้องยอมให้เป็นไปได้) และเลนส์ถูกตั้งค่า F-stop 1 หรือ 2 ค่าสูงกว่าค่าที่ต่ำที่สุด (เช่น F-2, F-2.8)

 

 

ม่านรับแสงแบบอัตโนมัติ (Auto iris : AI) จะมีวงจรไฟฟ้าที่ประมวลผลสัญญาณวีดีโอที่มาจากกล้องและตัดสินจากระดับของสัญญาณวีดีโอว่าจะทำการเปิดหรือปิดม่านรับแสง

ม่านรับแสงอัตโนมัติจะทำงานเป็น automatic electronic-optical feedback ถ้าสัญญาณของ วีดีโอต่ำ ระบบจะสั่งให้ม่านรับแสงเปิด และถ้ามีแสงเข้ามามากเกินไป ระบบจะสั่งให้ปิดม่านรับแสง

เพื่อทำเช่นนี้ เลนส์ที่มีม่านรับแสงอัตโนมัติจะเอาพลังงานจากกล้อง รวมถึงสัญญาณของวีดีโอและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเลนส์และกล้อง

มีบ่อยครั้งที่คุณจะพบเลนส์ที่มีการป้องกัน (shielding) เพื่อที่จะป้องกันสายสัญญาณวีดีโอจากการรบกวนทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง บ่อยครั้งที่สายนี้จะไม่จำเป็นที่จะต้องเชื่อมต่อกับตัวกล้อง

เพราะว่าการเชื่อมต่อนั้นได้ถูกสร้างไปแล้วด้วยวงแหวนเหล็กที่ประกอบอยู่ในกล้อง ด้วยการรักษาสายของม่านรับแสงแบบอัตโนมัติให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ปริมาณของการรบกวนสัญญาณวีดีโอจะถูกทำให้มีอยู่น้อย สิ่งนี้จะไปด้วยกันกับการที่ขนาดของกล้องนั้นมีการพัฒนาให้เล็กลงอยู่ตลอดเวลา

แต่ทว่าต้องระวังไว้ว่าตัวปรับ C mount และ CS mount (ตัวสกรูที่ใช้สำหรับยึดตัวกล้องและเลนส์เข้าด้วยกัน) ที่ทำจากพลาสติกที่ไม่ได้พบเห็นทั่วไปในกระเป๋าใส่เลนส์กับตัวของกล้อง

 

ต่อไปนี้คือรหัสสีสำหรับสายไฟของม่านรับแสงอัตโนมัติที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม

• สายสีดำมักจะใช้สำหรับกรณีทั่วไป

• สายสีแดงสำหรับจ่ายไฟให้ตัวม่านรับแสง

• สายสีขาวสำหรับสัญญาณวีดีโอ

ผู้ผลิตบางรายจะใช้สายเพียงแค่ 2 สายเพื่อประหยัดต้นทุนในการผลิต (สายสีแดงและสายสีขาว)

 

 

 

 

การวางสายของม่านรับแสงแบบอัตโนมัติโดยทั่วไป บ่อยครั้งที่เราจะพบเลนส์จะมีสายถึง 4 สาย ซึ่งสายที่สี่มักจะเป็นสีเขียว ในหลายกรณีนี่จะเป็นสายที่ไม่ได้ได้ แต่ในบางเลนส์มันจะทำให้เราสามามารถควบคุมม่านรับแสง

จากระยะไกลได้ ซึ่งจะมีชื่อเรียกว่าการควบคุมม่านรับแสงด้วยมอเตอร์ (Motorized iris : MRI) เมื่อการต้องการทำการควบคุมแบบดังกล่าว

ม่านรับแสงจะเปิดและปิดตามความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ได้จาก site driver (ซึ่งจะถูกควบคุมโดยหน่วยประมวลผล) ในรูปแบบเดียวกันกับที่กล้องควบคุมการซูมและการโฟกัส

ประเภทของเลนส์แบบหลังจะเป็นที่นิยมในระบบของม่านรับแสงของชิป CCD ของกล้อง หตุผลที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะว่ากล้องแบบ CCD-iris และ auto iris ทำงานด้วยกันไม่ค่อยดีเท่าไหร่

ถ้าทั้งสองอย่างถูกเปิดพร้อมกัน วงจรในม่านรับแสงจะทำงานเร็วขึ้น และเมื่อถึงเวลาที่ม่านรับแสงอัตโนมัติต้องตอบสนองต่อความผันผวนของแสง

ม่านรับแสงแบบไฟฟ้าจะลดการเปิดรับแสงของซัตเตอร์อยู่แล้ว บังคับให้ม่านรับแสงต้องเปิดกว้างขึ้นโดยอัตโนมัติ ผลลัพธ์ที่ได้คือม่านรับแสงที่เปิดกว้างมากและช่วงเวลาการเปิดรับแสงที่น้อยมาก

สิ่งเหล่านี้จะทำให้ได้สัญญาณ output 1 V_PP ตามที่ต้องการแต่ระยะชัดลึกจะจำกัดและรอยเปื้อนในแนวตั้ง (vertical smearing) จะชัดเจนมากขึ้นเพราะว่าระยะเวลาในการเปิดรับแสงของชิป CCD ที่สั้น

เพราะเหตุนี้เมื่อม่านรับแสงอัตโนมัติถูกนำมาใช้ มันจะแนะนำให้ม่านรับแสงของชิป CCD ให้ปิด แต่ทว่าม่านรับแสงอิเล็กทรอนิกส์จะเร็วและพึ่งพาได้มากกว่า

เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่ต้องเคลื่อนไหว (เพราะมีเพียงแค่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์) ถึงแม้ว่ามันจะไม่ได้ควบคุมระยะชัดลึก

ดังนั้นเพื่อให้ได้ผลประโยชน์จากทั้งสองแบบ ม่านรับแสงของเลนส์แบบมอเตอร์จะเหมาะกับการนำมาใช้กับกล้องที่มีม่านรับแสงของชิป CCD แน่นอนว่าเราจะทำแบบนี้ได้ก็ต่อเมื่อ site driver

กับตัวควบคุมม่านรับแสงถูกนำมาใช้ ในระบบดังกล่าวตัวประมวลผลจะสามารถปรับม่านรับแสงได้ตามสถานการณ์ของระดับของแสงและระยะชัดลึกที่ต้องการ แต่ก็ต่อเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของแสงที่รุนแรงมาก

ปริมาณไฟฟ้าที่ระบบของม่านรับแสงอัตโนมัติใช้มักจะต่ำกว่า 30 mA และมันไม่ได้แสดงถึง แต่ต้องระวังว่าเลนส์รุ่นเก่า (โดยเฉพาะเลนส์ซูมอันใหญ่)

อาจจะต้องการพลังมากกว่า ซึ่งในกรณีนั้น (ถ้าพลังที่กล้องมีอยู่ไม่เพียงพอ) อุปกรณ์จ่ายไฟ 9 V DC ต้องถูกนำมาใช้เพื่อที่จะใช้ม่านรับแสงอัตโนมัติแบบอิเล็กทรอนิกส์ ภายในเลนส์

Related link :  งานติดตั้งสัญญาณกันขโมยไร้สาย   ระบบรักษาควาปลอดภัยในบ้าน