Funcionamiento y ajustes de lentes de objetivo y sistema óptico

Funcionamiento y ajustes de lentes de objetivo

Lentes de enfoque: concentran el punto focal sobre el sujeto que se desea captar. Se desplazan longitudinalmente para poder ajustar el foco sobre una gran variedad de distancias. Del diámetro de la lente de enfoque depende, la cantidad de luz que se transferirá hacia el interior de la cámara, por lo que su tamaño es el mayor de cuantos integran el objetivo.

Lentes de encuadre: conocidas como zoom, se encargan de seleccionar la zona concreta de la imagen que se transferirá hacia los sensores ópticos. Esto se realizará a medida que el grupo de lentes se desplace de atrás hacia adelante, definiendo la distancia focal en cada punto, y con ello el ángulo de apertura visual en torno al eje del objetivo.

Lentes de foco trasero: garantizan que la luz incida sobre la superficie de los sensores de imagen en foco correcto para todo el recorrido de las lentes de zoom. Se incorpora una lente que ajustará cada vez que se monte el objetivo sobre la cámara, hasta conseguir la máxima calidad con el objetivo en su posición de gran angular.

Funcionamiento y ajustes de lentes del sistema óptico

Filtros de cámara:

• De ¼ de longitud de onda: permitirá el paso de las componentes cuyo plano de polarización coincida con el eje óptico del propio filtro. Al resto de las señales luminosas se les aplicará un desfase, que será de 90º.
• De corrección de color: adaptan la luz incidente, modificando su temperatura de color, de forma que los separadores cromáticos reciban una señal luminosa adecuada a la sensibilidad en las diferentes longitudes de onda en que trabajan.
• De densidad neutra: compensan los excesos en la cantidad de luz de la escena a captar.
• De paso bajo y paso alto: completa la banda pasante del filtro óptico de entrada. La justificación de usar este filtro, reside en el hecho del muestreo que se producirá posteriormente en los captadores de imagen.

Diferencias entre cámaras profesionales y domésticas

En las cámaras domésticas la imagen transferida por el objetivo se aplica a un captador de imagen, en el interior existen elementos sensibles a diferentes colores, obteniendo posteriormente las señales crominancia y luminancia. En las cámaras profesionales se divide la imagen por procedimientos ópticos, extrayendo sus componentes básicos. Una vez separados los colores se muestrean en tres captadores independientes, por lo que se obtendrán señales eléctricas correspondientes a las tres señales básicas.

Tipos de sensores

CCD: Es más sensible a la luz que el CMOS, consume más energía, capta un rango más amplio de tonos en las imágenes.

CMOS: Gasta menos batería y es más barato y rápido.

Características operativas de sensores CCD y CMOS

CCD: es sensible a la luz y trabaja a manera de líneas de píxeles con una cobertura de los colores primarios. Es más sensible a la luz que el CMOS, consume más energía, capta un rango más amplio de tonos en las imágenes.

CMOS: se forma a partir de un sustrato levemente dopado, de forma que presente características de tipo P. Sobre él, se deposita una capa de dióxido de silicio, que realizará las veces de dieléctrico del condensador, dado que se trata de un material aislante.

Corrección gamma

Concepto: ajusta la linealidad del sensor con la linealidad del ojo humano. El sensor capta una imagen en función de la luminosidad que le llegue.

En qué sección está: bloque de luminancia

Procedimiento de ajuste: se realiza enfocando la cámara sobre una carta que representa dos escaleras de grises dispuestas en contraposición, y que mantiene una relación de reflectancia logarítmica entre sus niveles de gris. Al captar esta imagen, un sistema de gamma unidad entregaría una señal cuyos escalones inferiores estarían comprimidos respecto a los correspondientes a los tonos claros.

Concepto de “mejorador de detalles” analógico

Configurados en base a un filtro paso alto adaptativo, su misión consiste en compensar el limitado ancho de banda de los amplificadores de vídeo, consiguiendo así una respuesta de la frecuencia de la señal más elevada.

Ajustes del limitador de blanco y de negro

Como resultado de estos magnificadores, se pueden producir picos de nivel excesivos de señal que se extiendan por encima del nivel de blanco o por debajo del nivel de negro, que podrían resultar problemáticos y deben ser limitados.

Ajuste de pedestal

Una vez destalacotado el margen en el que se podrá mover la señal, se definirá con el control de pedestal en el nivel mínimo que entregarán los amplificadores, correspondiente al nivel de negro, así como la ganancia de los amplificadores, correspondiente al nivel de negro, así como la ganancia de los amplificadores para poder representar adecuadamente una imagen blanca al 100%. Las cámaras incorporan magnificadores de ganancia, que permitirán operar en condiciones de baja luminosidad.

Indicador tally

Es un piloto indicador, visible frecuentemente para el operador y para el actuante, informa de cuando la señal de la cámara está siendo grabada.

Sistema de “mejora de detalles” en las cámaras digitales (KNE):

Configurados en base a un filtro de paso alto adaptativo, su misión consiste en compensar el limitado ancho de banda de los amplificadores de vídeo, consiguiendo así una respuesta en frecuencia de la señal más elevada.

Tipos de salidas de video digital en cámaras digitales

En componentes: Y,Pr,b en este caso únicamente precisamos un convertidor paralelo a serie, y la inclusión del protocolo de la trama digital.

Serie: SDI Tiene un conector especial tipo 'barrilete' para cable coaxial (son los que transportan señales eléctricas de alta frecuencia). Su función es transferir señal de vídeo sin comprimir y es usado a nivel profesional.

IEEE 1394: Cable de 6 pines (más común), aunque también encontramos de 4 y de 9. Es utilizado para transferir todo tipo de datos a alta velocidad comúnmente a dispositivos multimedia (videocámaras o cámaras de fotos). Aunque también sirve para conectar aparatos digitales.

Cámaras de CCTV

Parámetros definidos:

• Sensibilidad: Proporciona la capacidad de reproducción de imágenes de video en condiciones de baja iluminación. Es la cantidad de iluminación mínima de una escena para obtener la señal del video. Se mide en LUX
• Resolución: Medida de la calidad con que se reproducen los detalles finos de una escena.
• Tipo de montura: Poseen montura a rosca y existen dos tipos: montura “C” y montura “CS”
• Función Black Ligth Compensation: compensación de luz de fondo, busca compensar las situaciones de contraluz para evitar que la cámara de seguridad se encandile con la fuerte intensidad de luz que proviene de la parte trasera de un objeto.
• Ajuste de control de fase: El sincronismo de la señal de video es generado a través de un oscilador interno de la cámara.
• Control automático de ganancia (GAC): Valor típico de 30 dB. Mantiene la salida de la señal de video en un nivel de 1V pico a pico con una carga de 75 ohms
• Autoiris: Lente adecuada cuando la cámara está instalada en el exterior, ya que controla en forma automática la cantidad de luz.
• Distancia focal: Distancia medida en milímetros entre el centro de la lente y el sensor CCD de la cámara.