Una acertada eleccin de una cmara CCTV (i)

Una acertada eleccin de una cmara CCTV (i)Elegir una acertada cmara CCTV le permitir al usuario final sentirse satisfecho al haber adquirido un producto que incluya las caractersticas de ltima tecnologa. En esta primera entrega encontrar algunas claves para tener en cuenta.

Por: Bosch*

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Lentes varifocales: Las lentes varifocales ofrecen mayor flexibilidad, permitiendo el ajuste del campo de visin en forma manual. Aunque son poco ms costosos, estas lentes son muy populares ya que usted puede obtener un ajuste ms preciso de la escena.

Tambin, simplifican el proceso de especificacin, ya que un campo de visin flexible significa que slo se puede seleccionar una nica lente para todas las cmaras en un sistema completo.

Lentes con correccin por IR: El ojo humano ve la porcin de luz visible del espectro (ms all que la luz visible es una luz del espectro que incluye la luz infrarroja). La luz IR afecta negativamente la exactitud de la reproduccin del color, por esta razn, todas las cmaras color emplean un filtro de bloqueo IR para minimizar o eliminar la luz que alcanza al sensor imaging. Esto significa que las lentes con correccin por IR no son necesarias en las cmaras color estndar.

Las cmaras Da/Noche y las monocromticas pueden beneficiarse de las lentes con correccin por IR. El dispositivo CCD dentro de la cmara de seguridad puede detectar la luz IR y utilizarla para ayudar a iluminar el rea observada. De hecho, utilizar lentes ordinarias en cmaras monocromticas o da/noche suele generar resultados borrosos o incluso imgenes fuera de foco.

Esto se produce ya que la longitud de onda de la luz IR difiere de la luz visible, por lo que el punto de foco de la luz IR se ve desplazado en comparacin a la luz visible.

En consecuencia, cuando se utilizan lentes ordinarias y se configura el foco en el da, la foto se sale de foco o se torna borrosa durante la noche cuando se utilice la iluminacin IR y viceversa. Este problema puede ser corregido mediante la utilizacin de las lentes con correccin por IR, que se enfocan tanto en la luz visible como en la infrarroja en un mismo plano vertical.

Formato de la lente: Las lentes son a la vez clasificadas de acuerdo al tamao de la imagen. El formato de la lente (1/2, 1/3, 1/4, etc.) deriva del ratio del dimetro para la imagen disponible producida. Mientras que es ms econmico unir el formato de la lentecon el tamao del sensor de la cmara, es posible utilizar una lente ms grande en una cmara de menor tamao (imagen) dado que la imagen slo requiere un tamao mnimo del largo del sensor.

Utilizar una lente ms grande, puede ser en ocasiones ms beneficioso, ya que ofrece una gran profundidad de campo (el rango de distancia de la lente antes de los objetos seencuentra muy lejos para estar en foco).

A su vez, la existencia de lentes ms grandes significa que la imagen del rea utilizada es tomada por completo desde la central, la parte ms plana de la lente causando una menor distorsin en las esquinas y ofreciendo un mejor foco.

Montaje de lentes: Las lentes de CCTV utilizan montajes C o CS que especifican el tipo de anillo adaptador de lente y sus dimensiones. La diferencia entre los dos tipos es la distancia desde la parte posterior de la pestaa de montaje hasta la cara del sensor. Esto es conocido como la distancia posterior de la pestaa. Con las lentes CS, la distancia es ms corta, permitiendo el uso de vidrios en menores cantidades y en menor tamao, generando un diseo ms compacto de lentes.

La mayora de las cmaras actuales utilizan montaje de lente tipo CS. Una lente CS puede ser utilizada nicamente en una cmara con un formato de montaje CS. Una lente de montaje C puede ser utilizada en una cmara de montaje CS sumando un anillo adaptador de 5 mm.

El tipo de anillo adaptador de lentes y sus dimensiones son idnticos para ambos tipos de lentes, por lo que cualquiera de los dos puede ser montado en las cmaras con cualquier tipo de montaje sin causar ningn dao. Sin embargo, las lentes no son totalmente intercambiables; la combinacin lente/montaje incorrecta hara imposible hacer foco en la cmara.

Distancia focalLa distancia focal es la distancia entre el centro de la lente y el sensor de imagen. Los rayos de objetos distantes son condensados internamente en la lente en un punto comn del eje ptico. El punto en el que se posiciona el sensor de imagen de la cmara CCTV es llamado punto focal.

Por diseo, las lentes poseen dos puntos principales: un punto principal primario y uno secundario. La distancia entre el punto principal secundario y el punto focal (sensor de imagen) determina la distancia focal de la lente.

La medida de la distancia focal se expresa en milmetros. Las lentes son definidas como normales, gran angular o telefoto de acuerdo a su distancia focal. Por ejemplo, en un formato de cmara de 1/3, una lente de 8 mm. es normal ya que es capaz de capturar un amplio campo de visin. Contrariamente, una lente de 125 mm. en la misma cmara, en el mismo lugar observa un campo de visin ms angosto aunque los objetos se amplen significativamente (lente de largo alcance).

Campo de visinEl campo de visin es la medida de cuan grande es el rea que una cmara de CCTV es capaz de observar. El FOV est basado en la cmara y la lente. Por ejemplo, el diagrama ms abajo muestra un cuarto de 15x15. La lente de 4 mm.(Flechas verdes) permite una mejor cobertura de visualizacin del gran angular que una lente de 12 mm. (Flechas rojas).

En aplicaciones donde una visualizacin ms cercana es necesaria (por ejemplo, sobre una caja registradora o a una gran distancia), una lente de 8 mm. 12 mm. resulta una mejor opcin. La misma cmara a una distancia de 21 pies con una lente de 12 mm., el FOV ser de aproximadamente 6 vertical y 9 horizontal.

Al incrementar la distancia focal de la lente disminuye la distancia percibida al rea visualizada, pero tambin disminuye el rea que la cmara es capaz de observar. Observe el diagrama FOV que se encuentra a continuacin para las visualizaciones aproximadas con diferentes lentes de distancia focal.

El FOV puede ser calculado de la siguiente manera:

Ejemplo: Usted quiere que la imagen completa de una persona alta (1,8 m.) aparezca en el monitor de CCTV. La persona se encuentra a aproximadamente 6m. de distancia de la cmara de seguridad. La cmara utiliza un sensor CCD formato 1/3.

El irisEl iris controla la cantidad de luz que bloquea la cara del sensor de imagen. Para proveer un ptimo desempeo, es crtico que no haya ni demasiada ni muy poca luz en el sensor de la cmara. Si mucha luz golpea el sensor de imagen, la imagen se decolora (la imagen es toda blanca o porciones de la imagen son muy calientes, donde las superficies con colores claros pierden detalles).

Cerrando el iris se corrige esto. En el otro extremo, muy poca luz golpeando la imagen del sensor genera una imagen negra o slo los objetos ms brillantes se tornan visibles. Abrir el iris corrige esta situacin. Los irises pueden ser fijos, operar manualmente u operar automticamente.

Iris fijo: Una lente de iris fijo no ofrece ajustes para las diferentes condiciones de iluminacin, por lo que es limitada y no conveniente para aplicaciones donde se requieran detalles muy puntuales en forma constante. Un iris manual puede ser ajustado en el momento de la instalacin, permitiendo la obtencin de una imagen ptima para un nivel fijo de iluminacin.

Iris manual: Las lentes de iris manual son ms convenientes para aplicaciones interiores, donde el nivel de iluminacin es controlable y consistente. Para un uso exterior (donde las condiciones suelen ser ms variables), un iris automtico ofrece el mejor desempeo, dado que la apertura automtica del mismo se ajusta para crear la imagen ptima monitoreando la seal de salida de la cmara.

La caracterstica final del la lente a tener en cuenta es la captura de luz segn la velocidad de la lente, la cual se expresa como un nmero f-stop. Esto literalmente mide la cantidad de luz capturada por la lente en un periodo de tiempo dado. Cuanto menor sea el rango de f-stop, mayor cantidad de luz podr ser transmitida.

Iris electrnico: En cmaras con control de iris automtico, el circuito continuamente muestra la cantidad de golpes que da la luz al sensor de imagen, abriendo o cerrando el iris segn corresponda. El Auto iris es especialmente valioso en configuraciones donde los niveles de luz se encuentren en constante cambio, por ejemplo, locaciones exteriores.

Apertura (f-stop): La apertura es el tamao de abertura del iris las aberturas de la apertura se expresan en f-stops. Un f-stop menor se traduce en una mayor abertura, resultando en una ms cantidad de luz atravesando la lente a la imagen del sensor.

Esto es tambin conocido como un lente ms veloz. En cambio, un ms largo f-stop significa una menor abertura, con menor cantidad de luz transmitida a travs de la lente.

Abertura del iris en diversos F-stops

Procesamiento de imagenExisten algunos factores que confirman una especificacin completa de cmara, y se encuentran interrelacionados. Los tres ms importantes a la hora de seleccionar una cmara son los siguientes:

Sensibilidad Iluminacin Resolucin

La correcta seleccin de cmaras para su sistema de CCTV es vital para maximizar la efectividad del mismo. Por otro lado, con el conjunto de cmaras disponible en la actualidad, usted podra seleccionar cmaras sobre calificadas aquellas con ms capacidades que las requeridas por la aplicacin. Elegir cmaras con funciones que compatibilicen con las necesidades de un trabajo dado ayuda a ahorrar significativamente en costos y a expandirse o a mejorar su sistema.

Por tanto, cuando seleccione una cmara, es importante conocer la razn, el lugar y bajo qu condiciones la cmara ser utilizada. Usted puede entonces combinar las especificaciones y capacidades de la cmara con sus aplicaciones.

Sensibilidad de la cmaraLa sensibilidad describe la habilidad de la cmara para hacer fotos en varios niveles de iluminacin. A mayor sensibilidad, la cmara requiere menos iluminacin para producir imgenes utilizables. Los trminos video utilizable y video completo suelen ser utilizados en charlas de sensibilidad.

Una imagen que contiene algunos detalles reconocibles, pero que a la vez posee reas negras en las que los detalles no pueden observarse claramente puede ser considerada como utilizable.

Utilizando una cmara con alta sensibilidad (o agregando ms luz a la misma escena) aparecern detalles en reas donde slo exista oscuridad. Cuando todos los objetos en una imagen son visibles, se la describe como video completo. Video completo es 0.714 volts pico a pico ms 100 IRE (1 IRE = .714 mv). El video utilizable generalmente se encuentra entre los 15 y 50 IRE.

La sensibilidad de la cmara mide la cantidad de luz requerida para proveer una seal estndar de video. Los valores de sensibilidad de vdeo son tpicamente indicados en lux. La mayora de las especificaciones proveen los niveles de luz de los videos aptos y completos. Por tanto, a la hora de considerar la sensibilidad de una cmara, es importanteconocer las condiciones de luz bajo las cuales la cmara ser utilizada.

Tambin, usted debera determinar cuan alta deber ser la sensibilidad para producir un video utilizable con la cantidad mnima de luz disponible en el sitio de vigilancia. Existen cmaras disponibles que pueden generar imgenes en situaciones de poca o ninguna luz. Por ejemplo, las cmaras da/noche (IR-sensibles) pueden producir imgenes con slo la iluminacin de las estrellas.

IluminacinElegir la cmara correcta para operar en condiciones ambientales de luz puede ser la especificacin ms importante, aunque la ms engaosa, de entender.

La iluminacin se refiere a la luz que cae en una escena. Estrictamente hablando, la iluminacin no es una funcin de la cmara. Sin embargo, es un tema crtico cuando se considera una cmara para un rea dada. La iluminacin adecuada es esencial para adquirir imgenes que le permitan al personal de seguridad monitorear un rea (deteccin), observar actividad en la ubicacin (reconocimiento), e identificar acciones especficas, objetos, o personas (identificacin).

La cantidad de iluminacin que alcanza una escena depende del momento del da y las condiciones atmosfricas. La luz del sol en forma directa produce escenas de alto contraste, permitiendo la identificacin mxima de objetos. En un da nublado, la cmara recibe menos luz generando un menor contraste.

Para producir una imagen de cmara ptima bajo una amplia variacin en alto nivel (tal como ocurre cuando el sol es cubierto por las nubes), usted necesita un sistema de cmara con iris automtico. Tpicamente, la iluminacin de la escena se mide en foot-candles (fc) que pueden variar en un rango de 10.000 a 1 (o ms).

El cuadro ms abajo resume los altos niveles que ocurren bajo las condiciones de iluminacin durante la jornada y las horas de poca luz. La medida mtrica equivalente del alto nivel (lux) comparada con la condicin (fc) es dada.

La regla de oro para decidir qu cmara emplear para una condicin de iluminacin dada no es elegir una que entregue una imagen apenas apta para el uso. Trate de dar a la cmara aproximadamente diez veces la iluminacin mnima de la escena. La mayora de las cmaras sern capaces de manejar el exceso de luz. Sin embargo, el mayor problema se presenta cuando no cuentan con la suficiente luz para producir una imagen.