คุณสมบัติของกล้องวงจรปิดที่ดี

กล้องวงจรปิดที่ดีนั้นควรจะมีคุณสมบัติที่สำคัญก็คือ

1.ให้ความคมชัดสูง ทั้งการจับภาพนิ่งและการจับภาพที่มีการเคลื่อนไหวมากๆ

2.สามารถใช้งานได้กับทุกสภาพแสง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญเนื่องจากกว่า เราใช้งานกล้องนั้นตลอดเวลา 24 ชั่วโมง ซึ่งแน่นอนว่าต้องมีการเปลี่ยนแปลงของระดับแสงสว่างเกิดขึ้น กล้องที่ดีควรจะต้องใช้งานได้ดีในทุกสภาวะแสงสว่าง เช่น ในเวลาเช้า ถึงเย็น ก็ควรจะได้ภาพที่คมชัด ไม่ใช่ได้ภาพที่ มืด หรือ สว่างเกินไป และในเวลากลางคืนก็ควรได้ภาพที่คมชัด ไม่มีอาการเบลอเกิดขึ้น

คุณสมบัติที่สำคัญของกล้อง แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

1.คุณสมบัติหลัก ซึ่งได้แก่ เรื่องคุณภาพในสภาวะต่างๆ

2.คุณสมบัติรอง ซึ่งได้แก่ เรื่องลูกเล่นต่างๆ

ความละเอียดของสัญญาณภาพ

ในทางเทคนิค เรียกว่า Image Resolution หรือเรียกสั้นๆ ว่า Resolution หากเป็นกล้อง Analog จะบอกเป็น Horizontal TV Line เช่น 500 TVL , 600 TVL , 700 TVL ยิ่งมีค่ามากยิ่งแสดงว่าความละเอียดมากเป็นผลดีต่อภาพที่ได้

ความละเอียดนอกจากจะบอกเป็น TV Line แล้ว ยังบอกเป็น Pixel หรือจุดของภาพ ยิ่งมีมากนั้นหมายความว่า ภาพที่ได้จะยิ่งละเอียดมาก เช่น 1024x768 Pixel ระดับความละเอียดของภาพที่ใช้อ้างอิงนั้นหลายระดับ

จริงๆแล้วระดับความละเอียดที่บอกเป็นจุดภาพ หรือ Pixel นั้นมีอยู่อีกมากมาย เช่น /720i , 1080i , 720p , 1080p ซึ่งเป็นการบอกรายละเอียดของกล้องความคมชัดสูง (Mega Pixels , Hi-Definition Camera) เป็นต้น ส่วนในกล้อง Analog นั้นมักให้ความละเอียดสูงสุดที่ระดับ 4CIF คือ 704x576 ซึ่งเราสามารถเลืvกระดับความละเอียดในการบันทึกได้จาก Digital Video Recorder ดังนั้น ความคมชัดจากภาพบันทึกจึงขึ้นอยู่กับสัญญาณจากกล้องและ Digital Video Recorder

LUX หน่วยที่ใช้วัดปริมาณแสง

LUX คือหน่วยที่ใช้วัดปริมาณแสง ( เช่น 0.005 / 1 / 2 / 4 / 5 Lux ) โดยใน spec ของกล้อง จะระบุปริมาณแสงที่เหมาะสมกับการใช้งานเพื่อที่จะได้ภาพที่ชัดเจน

F-STOP เป็นคุณสมบัติของตัวเลนส์ ซึ่งเทียบได้กับความหนาของเลนส์ ( มี F1.2 / F1.4 / F2.0 ) ซึ่งถ้า F-stop น้อย แสงจึงผ่านได้ดี ( เลนส์ F1.2 เป็นเลนส์กระจก ใช้งานได้ดี ผลิตในญี่ปุ่น ส่วนเลนส์ F2.0 เป็นเลนส์พลาสติก ผลิตในเกาหลี ) ส่วนใหญ่ เลนส์ Manual Iris และเลนส์ Auto Iris จะเป็นเลนส์ดี ประเภท F1.2 และ F1.4

ตัวอย่าง 0.5 Lux @ F1.2 หมายความว่า กล้องต้องใช้ปริมาณแสง 0.5 Lux (หรือมากกว่า) เมื่อใช้กับเลนส์ F1.2 ในการที่จะได้ภาพชัดเจน ซึ่งแน่นอนว่า หากใช้กับเลนส์ F2.0 ก็จะต้องการปริมาณแสงเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจจะต้องการแสง 2 Lux หรือ 4 Lux เลยก็ได้

ชนิด และ ขนาดอุปกรณ์รับภาพ

อุปกรณ์รับภาพของกล้องนั้นมีชื่อเรียกทางเทคนิคว่า Chip ทุกวันนี้ ที่นิยมใช้กันมี 2 แบบ คือ

• CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
• CCD (Charge Couple Device) เป็นอุปกรณ์รับภาพที่ใช้กันมากในทุกวันนี้

ความสำคัญของขนาดเลนส์ และ ขนาดของอุปกรณ์รับภาพ

นอกจากจะต้องคำนึงถึงประเภทของอุปกรณ์ รับภาพ (ซึ่งในที่นี้ใช้อุปกรณ์รับภาพคือ CCD) แล้ว ขนาดของอุปกรณ์รับภาพ และ ขนาดของเลนส์ ก็มีส่วนสำคัญไม่น้อย เพราะหากเลือกใช้ไม่ถูกต้อง ภาพที่ได้ก็จะผิดเพี้ยนขนาดของ CCD ที่ใช้กันเป็นแบบมาตรฐานและพบบ่อยก็คือ 1/4" , 1/3” , 1/2” , 1” ดังนั้น เราควรที่จะเลือกเลนส์ที่ เป็นแบบเดียวกันเช่น กล้อง 1/3” ก็ควรจะใช้เลนส์ 1/3” เป็นต้น ขนาดของ CHIP ยิ่งใหญ่จะยิ่งดี เนื่องจากมีพื้นที่ในการรับแสงมาก จะได้ภาพที่คมชัด ซึ่งก็จะมีราคาแพง ขนาดของ CHIP แบ่งเป็น

• • 1/2” ไม่ขาย เพราะมีราคาแพงมาก, แม้ว่าขนาดของ chip จะใหญ่ ดี แต่ราคาแพง
• • 1/3” กล้องสีบางรุ่นใช้ชิป 1/3” มีราคาแพงกว่าชิป 1/4” แต่ได้มุมภาพที่กว้างกว่าชิป 1/4”
• • 1/4” กล้องสีทั่วไปที่เราขาย ส่วนใหญ่เป็นชิป 1/4”

เทคนิคการดูสี CHIP ( กล้องขาว-ดำ สีของ CHIP จะอ่อน / กล้องสี สีของ CHIP จะเข้ม)

CCD และ CMOS

ทั้ง 2 อย่างนี้ก็คือเทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างอุปกรณ์รับภาพในกล้อง ข้อแตกต่างที่ชัดเจน คือ CCD จะรับ แสงเข้าและจะค่อยๆส่งออกไป แตกต่างจาก CMOS คือจะรับและส่งได้ในทันที

หลักการทำงานของ CCD คือจะรับแสงด้วยอุปกรณ์รับแสง และแปลงให้เป็นประจุ (Photon) และ จะ สะสมไว้ช่วงเวลาหนึ่ง และจะส่งต่อ ก่อนส่งจะมีการล้างประจุที่สะสมภายในออกก่อน จึงได้ชื่อว่า Charge Couple และจะต้องผ่านตัวเลื่อนในแนวตั้ง (Vertical Shift Register) และ แนวนอน (Horizontal Shift Register) เพื่อส่งออกไปยัง Output Node

CMOS จะไม่ใช่การสะสมประจุ แต่เมื่อรับแสงมาแล้ว ก็จะแปลงเป็นสัญญาณและส่งออกไปในทันที ดังนั้น Output Node ของ CMOS จึงมีหลายทางกว่า นั่นหมายถึง ประมาลผลได้เร็วกว่า แต่เรื่องความไวต่อแสงนั้นก็จะเป็นรอง CCD อยู่บ้าง แต่ก็ประหยัดพลังงานมากกว่า แต่เนื่องจากข้อจำกัดของเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตเมื่อ 30 ปีก่อน จึงทำให้ ส่วนใหญ่หันมาใช้ CCD กันมากกว่า

ประเภทของ CCD

Interline Transfer CCD

จะใช้หลักการจัดเรียงอุปกรณ์ที่ไวต่อการตกกระทบของแสง โดยจะจัดเรียงเป็นแถว แต่ละแถวก็หมายถึง เส้นของภาพ (Fields) และข้างๆ ก็อุปกรณ์รับแสงก็จะมี Vertical Shift Register ที่มีการใช้ Interline Mask ไม่ให้แสงตกกระทบ Vertical Shift Register นี้มีหน้าที่ เพื่อส่งออกประจุที่แปลงมาจากอุปกรณ์รับแสง โดยจะส่งในแนวแกน Y หรือ แกนตั้ง และเป้าหมายของการส่งคือ Horizontal Shift Register ซึ่งจะเป็นตัวรวบรวมประจุทั้งหมดและส่งออกไปยัง Output Node

1.Interlace CCD (คือ อุปกรณ์จะทำงานทีละชุด โดยแบ่งเป็น ชุดเลขคี่ และเลขคู่) ตามหลักของการ สแกนภาพแบบ Interlace Scan

2.Interline Transfer CCD ส่วนที่เป็น Progressive CCD นั้นก็มีอยู่บ้าง ข้อสียของ CCD ประเภทนี้ คือ เนื่องจากว่าบริเวณด้านข้างของอุปกรณ์รับแสงจะมีพื้นที่ไม่ไวแสงอยู่ จึงได้มีวิธีการหักแสงโดยการนำอุปกรณ์พิเศษมาคลุมไวเพื่อไม่ไวแสงหักเหไปตกที่อุปกรณ์รับแสง แต่เมื่อมีการหักเหก็จะทำให้แสงที่ตกกระทบเกิดความเข้มมากน้อยต่างกัน ภาพที่ได้ออกมาจึงมีโอกาสผิดเพี้ยนอยู่บ้าง รวมถึงการใช้งานพื้นที่ ที่มีพื้นที่สูญเสียไปพอสมควร (Fill Factor ไม่เท่ากับ 100%)จึงทำให้ Pixel ต่อภาพลดลง จึงส่งผลต่อเรื่องความละเอียดของภาพที่ได้ ดังนั้น ในกล่อง Mega Pixel หรือกล้องความละเอียดสูงในยุคหลังจึงไม่ได้ใช้ CCD ประเภทนี้มากนัก

แต่ก็มีข้อดีคือ มีความเร็วในการประมวลผลค่อนข่างสูงเมื่อเทียบ CCD แบบอื่นจึงทำให้เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความเร็วในการประมวลผลสูงๆ

Frame Transfer เป็น CCD

ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาเรื่องแสงตกกระทบบนพื้นที่ไม่ไวแสง วิธีการก็คือจะไม่ใช้ Vertical Shift Register อยู่ด้านข้างอุปกรณ์รับแสง และมีพื้นที่สำหรับเก็บประจุ (Storage Area) จึงทำให้ทุกพื้นที่เป็นพื้นที่รับแสง (FillFactor = 100%) วิธีการนี้จะช่วยลดผลของการตกกระทบของแสงลงบน Vertical Shift Register ได้ และยังเพิ่มPixels ด้วยจึงทำให้มีความละเอียดมากขึ้น โดยโครงสร้างของ Frame Transfer CCD นั้น เป็นแบบ Progressive CCD แต่ก็มีข้อเสียคือการทำงานจะช้ากว่า แบบ Interline และมีราคาสูงเพราะต้องเสียพื้นที่ไปเพื่อการทำ

คล้ายๆกับ Frame Transfer CCD แต่ว่าไม่มี Storage Area สำหรับการเก็บประจุ แต่ Fill Factor = 100% เช่นกัน แต่การทำงานช้าจะลงกว่าแบบ Frame Transfer เพราะว่าต้องรอเวลาเพื่อให้ล้างประจุออกไปหมดก่อนจึงเริ่มการทำงานรอบใหม่ เพราะไม่มี Storage Area และเนื่องจากไม่มี Storage Area จึงทำให้ราคาถูกลง

หน้าหลัก