HellasCams - Sensitivity

« Επιστροφή στους Φακούς
« Επιστροφή στις Δικτυακές Κάμερες
« Επιστροφή στις Αναλογικές Κάμερες
« Επιστροφή στη Ρομποτική Κάμερα

Ευαισθησία / Lux

Videos από την Πάτρα και τα πέριξ

Live Video από την Δικτυακή Κάμερα AXIS M1031-W
Περισσότερα... [+]

Ο φωτισμός είναι ο κρίσιμος παράγοντας κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος επιτήρησης. Είτε η εφαρμογή βρίσκεται σε εξωτερικό χώρο ή εσωτερικό είτε λειτουργεί ολόκληρο το εικοσιτετράωρο ή μόνο τις νυκτερινές ώρες, το ποσό του διαθέσιμου φωτός καθώς και τα φασματικά χαρακτηριστικά του, πρέπει να μελετηθούν, να εκτιμηθούν και να συγκριθούν με την ευαισθησία των καμερών που χρησιμοποιούνται.

Στις εφαρμογές επιτήρησης ισχύει το εξής αξίωμα: όσο περισσότερο φως, τόσο καλύτερης ποιότητας εικόνα παράγεται. Η ποιότητα της εικόνας που εμφανίζεται στην οθόνη παρακολούθησης, επηρεάζεται από το πόσο φως είναι διαθέσιμο και πόσο καλά ανταποκρίνεται το φωτοευαίσθητο στοιχείο της κάμερας στα χρώματα της πηγής του φωτός.

Με τον όρο φωτισμός (Illumination) εκφράζεται πόσο φως ακτινοβολείται πάνω σε ένα αντικείμενο, π.χ. ένα βιβλίο. Από την κοινή μας εμπειρία είναι γνωστό ότι ένα βιβλίο θα είναι πολύ φωτισμένο όταν χρησιμοποιούμε μια λυχνία 100W ή όταν το βιβλίο είναι κοντά στη λυχνία.

Αντίθετα, όταν χρησιμοποιούμε λυχνία 20W ή όταν το βιβλίο είναι μακριά από την λυχνία, το βιβλίο δεν είναι επαρκώς φωτισμένο.
Μπορούμε να πούμε ότι ο φωτισμός εξαρτάται από την πυκνότητα του φωτός που ακτινοβολείται και από την απόσταση μεταξύ της λυχνίας και του φωτισμένου αντικειμένου. Η μονάδα μέτρησης είναι το lux.

Το Lux είναι ίσο με το φως ενός κεριού, ικανού να φωτίσει ένα αντικείμενο σε απόσταση ενός μέτρου.

Η τιμή του Lux μειώνεται αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης. Όταν δηλαδή τοποθετήσουμε το αντικείμενο σε απόσταση 2 μ., τότε το αντικείμενο θα φωτίζεται μόνο από 0.25 Lux. Σε απόσταση 3.16 μ. ο φωτισμός πέφτει στα 0.1 Lux, στα 10 μ. πέφτει στα 0.01 Lux, ενώ στα 31.6 μ. γίνεται μόλις 0.001 Lux.

Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι είναι αδύνατο να δούμε ένα βιβλίο με το φως ενός κεριού στα 10 μ. ή στα 31.6 μ. Έτσι και μια κάμερα είτε είναι έγχρωμη είτε μονόχρωμη, δεν είναι δυνατό να παράγει μια χρήσιμη εικόνα από ένα αντικείμενο που φωτίζεται με 0.001 Lux. Αυτή η κάμερα δεν θα παράγει παρά μόνον θόρυβο. Στη πραγματικότητα η κάμερα βλέπει το φως που ανακλάται από το αντικείμενο και όχι το φως που προσπίπτει στο αντικείμενο από τη πηγή φωτισμού. Αυτό συμβαίνει, γιατί ένα ποσοστό απορροφάται (εξαρτάται από το υλικό της επιφάνειας) και ένα άλλο ποσοστό σκεδάζεται σε διάφορες κατευθύνσεις όπως φαίνεται.

Το ποσό του φωτός που ανακλάται πίσω στην κάμερα, ορίζεται ως το ποσοστό του φωτός που φωτίζει το αντικείμενο. Κάποιες τυπικές τιμές για το ποσοστό της ανάκλασης που δημιουργούν διάφορα περιβάλλοντα δίνονται στον κάτωθι πίνακα.

Περιβάλλον	Ανάκλαση (%)
Χιόνι	85
Γυάλινο παράθυρο	70
Χώρος στάθμευσης οχημάτων	40
Κόκκινα τούβλα	35
Ανοιχτός χώρος, δένδρα, γρασίδι	20
Άσφαλτος	5

Η ευαισθησία μιας κάμερας CCD, είναι η μέτρηση της απόδοσής της σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Οι περισσότεροι κατασκευαστές δηλώνουν τη στάθμη ευαισθησίας των καμερών τους, ως μια ελάχιστη τιμή φωτεινότητας της εικόνας, η οποία απαιτείται με μια δεδομένη τιμή διαφράγματος. Μια τυπική τιμή μπορεί να είναι 0,1Lux για τιμή διαφράγματος f στο 1,2. Μερικοί κατασκευαστές δηλώνουν τιμές ευαισθησίας που απαιτούν ακριβούς και «γρήγορους» φακούς (π.χ. f1,0 ή καλύτερο) για να πετύχουν αυτές τις τιμές. Ο πίνακας αναφέρει μερικές τυπικές στάθμες Lux που πρέπει να αναμένονται υπό συνήθεις συνθήκες φωτισμού.

Φωτισμός	Επίπεδο φωτεινότητας (Lux)
Ηλιακό φως	100.000
Συννεφιασμένη ημέρα	1.000
Ημέρα με πυκνή, βαριά συννεφία	100
Τυπικός φωτισμός σε εμπορικό κέντρο (χωρίς φως ημέρας)	150
Μέσος φωτισμός κατοικίας / γραφείου	100 - 1.000
Δωμάτιο με ένα λαμπτήρα	50
Φως από λαμπτήρα 60W σε 3 μέτρα απόσταση	10
Έναρξη ηλιοβασιλέματος	10
Πέρας ηλιοβασιλέματος (λυκόφως)	1
Λυκαυγές	1 - 10
Φωτισμός δρόμου	4
Πανσέληνος	0,2
Συννεφιασμένη σελήνη	0,007
Καθαρός νυκτερινός ουρανός	0,001
Μέση τιμή αστρικού φωτός	0,0007
Συννεφιασμένος νυκτερινός ουρανός	0,00005

Υπέρυθρο φώς και Lux.
Το υπέρυθρο φως δεν μπορεί να μετρηθεί με τη μονάδα Lux. Αυτή έχει ορισθεί μόνο για την ορατή περιοχή. Έτσι, συνήθως χαρακτηρίζεται με την ισχύ σε (Watt) της λυχνίας που χρησιμοποιείται. Το ποσό της ενέργειας που παράγεται από τις πηγές του υπέρυθρου φωτός εξαρτάται κυρίως από δυο παράγοντες:
την πυκνότητα της πηγής του υπέρυθρου φωτός και
τη γωνία της δέσμης που ακτινοβολείται.

Η πυκνότητα της πηγής του φωτός εξαρτάται από το σχεδιασμό του ανακλαστήρα και τον τύπο της λυχνίας που χρησιμοποιείται. Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τη συνολική απόδοση της μεταφοράς του υπέρυθρου φωτός στην υπό επιτήρηση περιοχή.

Ένα πρόβλημα που παρουσιάζεται με τον υπέρυθρο φωτισμό είναι ότι ακολουθεί το νόμο του αντίστροφου τετραγώνου. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι κοντινά σημεία της περιοχής που φωτίζεται, θα είναι λαμπρότερα από τα πιο μακρινά. Έτσι, συχνά και οι φακοί αυτόματης ίριδας δεν μπορούν να ανταποκριθούν ταυτόχρονα και στις δυο συνθήκες.

Είναι σημαντικό για την επιλογή της κατάλληλης IR (Infrared = υπέρυθρης) πηγής να μελετηθεί η κατανάλωση ισχύος, η διάρκεια ζωής και το κόστος της πηγής, ώστε να επιτευχθεί ο καλύτερος λόγος κόστους απόδοσης, που έχει ιδιαίτερη αξία για τους τελικούς χρήστες.

Σύμφωνα με τις βασικές αρχές που αναπτύχθηκαν γίνεται αντιληπτός ο σημαντικός ρόλος που έχει για καλή ποιότητα εικόνας μιας επιτηρούμενης περιοχής, η κατάλληλη επιλογή της πηγής φωτός και ο επαρκής φωτισμός της περιοχής. Έστω και αν χρησιμοποιείται ο τελειότερος εξοπλισμός για τη συλλογή, απεικόνιση και καταγραφή εικόνας αν δεν έχει γίνει καλή μελέτη για το φωτισμό, το αποτέλεσμα θα είναι κακής ποιότητας εικόνα.

Κοιτάζοντας τις πιο κάτω εικόνες θα αποκτήσετε την αίσθηση του πως οι αριθμοί lux εμφανίζονται στην πραγματικότητα.

Γραφεία αποθήκης εμπορευμάτων - 150 lux

Εμπορικό κέντρο - 475 lux

Ανατολή ηλίου - 2000 lux

Ηλιόλουστο πρωινό - 4000 lux

Δέντρο - 1 Lux

Δένδρο - 5 lux

Δένδρο - 80 lux