Вариообъективы с ручной установкой диафрагмы снабжены кольцом диафрагмы, настраиваемым вручную установщиком или пользователем. Такой тип объективов редко используется в видеонаблюдении, только в особых случаях — во время демонстрации или тестирования телекамер.
Вариообъективы с автоматической ирисовой диафрагмой, или автодиафрагмой (AI), используются наиболее часто. Такие объективы снабжены встроенной электронной схемой, работающей по принципу электронно-оптической обратной связи. Она обычно подключается к разъему на задней стенке телекамеры, с которого поступает напряжение питания (9 В постоянного тока) и видеосигнал. Электроника объектива анализирует уровень видеосигнала и управляет диафрагмой: если видеосигнал превышает 0.7 В, диафрагма будет прикрываться до тех пор, пока уровень видеосигнала на разъеме автодиафрагмы не достигнет 0.7 вольт. Если же уровень сигнала слишком низок, то диафрагма раскрывается, пропуская больше света и увеличивая уровень видеосигнала.
Pиc. 3.44. Подсоединение автодиафрагмы вариообъектива к телекамере
Рис. 3.45. Вариообъектив с автодиафрагмой и регулировками Level и ALC
Этот тип объективов допускает две возможности регулировки (как и в случае объективов с фиксированным фокусным расстоянием): Level и ALC.
Level регулирует опорный уровень видеосигнала, используемый электронной схемой объектива для увеличения или уменьшения отверстия, создаваемого лепестками ирисовой диафрагмы. Это влияет на яркость изображения. Если уровень не настроен соответствующим образом, то есть неадекватно чувствителен к условиям дневной и слабой освещенности, то возникнет слишком большое расхождение между дневным и ночным видеосигналом. Понятно, что при настройке уровня диафрагмы для условий низкой освещенности нужно учитывать чувствительность телекамеры.
Настройка ALC связана с автоматической регулировкой освещенности. Фактически это очень похоже на компенсацию встречной засветки (BLC) в камкордерах. Компенсация освещенности обычно применяется для сцен с очень высоким контрастом. Идея, лежащая в основе BLC, заключается в том, чтобы больше раскрыть отверстие диафрагмы (даже если освещенность фона очень велика), чтобы стали видны детали объектов, находящихся на переднем плане.
Вот типичный пример: телекамера направлена в коридор (на заднем плане сильная подсветка), а мы пытаемся разглядеть лицо человека, идущего по направлению к телекамере. При нормальной настройке объектива лицо человека будет очень темным, так как свет заднего фона приведет к сужению отверстия диафрагмы. Но соответствующая ALC-настройка поможет компенсировать эту ситуацию сложной освещенности. Яркий задний план в этом примере станет белым, но на переднем плане станут различимы детали. Установка ALC обычно настраивает опорный уровень относительно средних и пиковых значений видеосигнала. Поэтому на ALC-регулировке объектива стоят отметки Peak и Average.
Стоит хорошо запомнить одну вещь: при настройке ALC нужно направлять телекамеру на зону с высокой контрастностью. Если сделать противоположное, то есть направить телекамеру на сцену с низкой контрастностью, с видеосигналом никаких заметных изменений не произойдет. Подстройка ALC в зоне с нормальной контрастностью может вызвать рассогласование, которое будет заметно только при изменении освещенности.
Все вышесказанное относится к большинству объективов с автодиафрагмой, которые управляются видеосигналом, поступающим на разъем автодиафрагмы, находящийся, как правило, на задней стенке телекамеры. Поэтому, а также потому, что существует и другая группа вариообъективов с автодиафрагмой — без управления видеосигналом от телекамеры, мы называем такой тип автодиафрагмы автодиафрагмой, управляемой видеосигналом (Video).
Рис. 3.46. Некоторые телекамеры могут управлять автодиафрагмой объективов обоего типа
Есть и другая подгруппа объективов — это вариообъективы с автодиафрагмой, управляемой сигналом постоянного тока (DC).
Такие объективы не имеют электронной схемы обработки видеосигнала, только микродвигатель, который раскрывает и закрывает отверстие диафрагмы. Вся обработка видеосигнала для таких объективов осуществляется в электронной схеме телекамеры. На выход этой схемы формируется постоянное напряжение, которое и раскрывает или закрывает лепестки диафрагмы в соответствии с уровнем видеосигнала в телекамере. Телекамеры с выходом DC, тоже снабжены регулировками Level и ALC, но они находятся на корпусе самой телекамеры, а не на объективе.
Следует подчеркнуть, что управляемые видеосигналом вариообъективы не могут использоваться с телекамерами, имеющими выход DC, а объективы DC не могут использоваться в телекамерах с видеовыходом на диафрагму. Некоторые телекамеры могут работать с обоими типами автодиафрагменных объективов, в этом случае имеется переключатель или отдельные клеммы для двух различных выходов. Следует обратить внимание на этот факт, иначе могут возникнуть трудноразрешимые проблемы. Другими словами, убедитесь в том, что типы функционирования автодиафрагмы у телекамеры и объектива совпадают.
Преимущество вариообъективов, управляемых видеосигналом, заключается в том, что они работают с большинством телекамер. Преимущество вариообъективов, управляемых сигналом постоянного током, в том, что они дешевле и не подвержены эффекту «рысканья» при изменении усиления.
Недостаток — не все телекамеры имеют выход DC. На сегодняшний день чаще используются объективы, управляемые видеосигналом (В настоящее время картина изменилась — изготовители телекамер в борьбе за место на рынке стараются вводить как можно больше опций, так что телекамер с возможностью управления объективами обоих типов сейчас большинство. Прим. ред.).
Вариообъективы с сервоуправлением диафрагмой принадлежат к третьей подгруппе объективов, если рассматривать их с точки зрения функционирования диафрагмы. Механизм диафрагмы может контролироваться дистанционно и устанавливаться оператором в зависимости от условий освещенности. Такой тип объективов стал весьма популярным за последние несколько лет, особенно с развитием телекамер с электронным затвором.
Вместо электронной схемы, управляющей лепестками диафрагмы, для их управления используется постоянное напряжение, подаваемое блоком управления поворотным устройством и диафрагмой (PTZ), который контролирует степень раскрытия диафрагменного отверстия. Про PTZ мы расскажем позже, но в нескольких словах — это электронные блоки (Приемники телеуправления. Прим. ред.), которые способны получать кодированные цифровые данные для управления поворотным устройством и функциями вариообъектива, а затем преобразовывать эти данные в напряжение, которое и управляет поворотным устройством. В случае объектива с сервоуправлением PTZ-блок должен иметь также выход для управления диафрагмой.
Если телекамера имеет электронный затвор, то лучше использовать именно его, а не автоматическое управление диафрагмой. То есть, электронный затвор — это наиболее быстрая и надежно управляющая в зависимости от освещенности часть телекамеры, но она не управляет глубиной резкости, достигаемой при высоких значениях F-числа диафрагмы. Оптическая диафрагма и электронный затвор (который по аналогии называют электронной диафрагмой — electronic iris. Прим. ред.) не могут работать нормально одновременно. Телекамера обычно срабатывает к низким значениям F-числа (сильное раскрытие отверстия диафрагмы), что дает очень малую глубину резкости и высокую скорость электронного затвора, а это приводит к менее эффективному накоплению заряда, то есть дает большую размытость. Особенно это заметно, если такая система телекамера/объектив направлена на высококонтрастную сцену. Чтобы избежать низкого качества изображения и все же воспользоваться преимуществами быстрой и надежной работы электронного затвора, и более того, получить хорошую глубину резкости, используют объективы с диафрагмой с сервоуправлением. Конечно, она требует вмешательства оператора, но только тогда, когда этого требует изображение, так как электронный затвор работает непрерывно, компенсируя резкие изменения освещенности.