Основные сведения:

Как известно, LCD дисплеи имеют ограниченный угол обзора. Контрастность изображения сильно зависит от угла падения взгляда на LCD панель. При определённых углах контраст достигает максимума, и изображение легко читается, при других контраст резко падает и чтение информации с экрана сильно затруднено. Физические размеры допустимого угла обзора, в дальнейшем - угла обзора, определяются несколькими факторами, основными из которых являются тип “жидких кристаллов” и циклы запитки. Поскольку угол обзора, как правило, меньше чем хотелось бы, то каждый модуль LCD приобретает опорное направление обзора в процессе его производства. Чаще всего оптимальный угол обзора смещён относительно нормали к поверхности модуля.

Несколько типов LCD модулей предлагаются производителямис установкой опорного направления под разными углами или позициями дляохвата как можно большего числа различных применений модулей. Термин “опорное направление” или “угол смещения” часто путают с понятием “угол обзора”.

Определение “угла смещения” и “угла обзора”

Углом смещения считается угол между нормалью к поверхности LCD и направлением, с которого дисплей обеспечивает наилучшее изображение и максимальный контраст см. рис.1.

Этот угол определяется конструктивом дисплея и может устанавливаться в процессе производства в любом направлении или ориентации. Ориентацию угла смещения дисплеев часто формулируют с помощью опорных направлений циферблата стрелочных часов. Если направление лучшего обзора находится выше дисплея, говорят о смещении на 12:00 или об основном смещении. Hantronix предлагает стандартные LCD дисплеи с обоими позициями угла смещщения и на 12:00, и 6:00, а так же изготавливает заказные модули с любыми углами смещения.

Рис.1 Определение угла обзора (Viewing angle)

Уголом обзора считают угол формирующийся с обоих сторон от угла смещения в пределах которого контраст дисплея остаётся достаточно высоким. Hantronix ограничивает это снижение контраста в пределах угла обзора как отношение 1.4:1. STN цифровой дисплей с циклом запитки 1/16 имеет угол обзора в пределах 20 градусов, и угол смещения 25 градусов. Когда этот дисплей виден под углом 25 градусов выше нормали (как это показано на рис.1.) он имеет максимальную контрастность и наилучшее изображение. В этом примере дисплей имеет смещение на 12:00, т.е. смещение основного типа. При смещении глаз наблюдателяотносительно дисплея на дополнительный угол в пределах 30 градусов контрастность дисплея уменьшается, но изображение остаётся достаточно чётким и легко читаемым. Дальнейшее увеличение этого угла приводит к существенному снижению качества изображения.

Регулировка контраста и её влияние на угол обзора

Регулировка напряжения контраста, VL, устанавливает угол смещения в определённое положение, но не влияет на угол обзора. Дисплей с углом смещения на 12:00 может быть оптимизирован на угол в 6:00 регулировкой напряжения контраста. Но 12:00 “часовой” дисплей установленный в позицию 6:00 угла смещения не будет обладать таким же высоким контрастом как 6:00 “часовой” в позиции на 6:00 и наоборот.

Разработчики часто желают иметь LCD дисплеи, оптимизированные для нулевого угла смещения, когда контраст максимален при нормальном падении взгляда наблюдателя на панель.

Оба типа модулей и 12:00 и 6:00 могут использоваться для этой цели, а напряжение контрастапросто регулируется для оптимизации дисплеев при заданном угле наблюдения.

Например, в приведённых ранее дисплеях, угол обзора обоих типов дисплеев и 12:00 и 6:00 перекрывает перпендикуляр к поверхности дисплеев.

Процедура регулировки контраста

Однажды установленный угол смещения дисплея в соответствии с его конструктивом, может, однако, корректироваться в последствии в соответствии с его применением. Это подтверждается результатами разработки множества прототипов изделий с LCD дисплеями. Для такой регулировки необходим потенциометр с сопротивлением около 10 Ком, соединённый с шинами питания модуля, как показано на рис.2, для двух вариантов питания, одно и двухполярного.

Движок потенциометра при этом соединён с входом VL модуля. LCD устанавливают в положение при котором он виден под необходимым углом смещения. Регулируя положение движка потенциометра, а вместе с ним и напряжение VL, добиваются оптимальной контрастности изображения. Напряжение VL при этом может быть измерено и зафиксировано.

В последствии потенциометр может быть заменён в изделии на делитель из двух резисторов, вырабатывающий необходимое напряжение VL.

Рис.2.

Выбор необходимого модуля для изделия

Большинство выпускаемых электронных изделий, при эксплуатации, имеют определённое пространственное положение. Для устройств располагаемых на столе, таких как калькуляторы, дисплеи в основном видны сверху. Обычно это так же справедливо и для малых измерительных приборов. Для этих применений необходимо отдать предпочтение LCD модулям 6:00. для изделий где LCD модуль расположен вертикально, например, на приборном щитке автомобиля или самолётапредпочтение следует отдать модулям 12:00.

Заключение

Выбор LCD дисплеев, с точки зрения угла обзора, очень важен, однако, разработчик должен иметь в виду, что установка контраста не менее важна, поскольку оба этих параметра совместно влияют на качество изображения выбранного модуля, и в конечном итоге на привлекательность вашей разработки.

Исходный файл:

Все чаще и чаще наши кленты спрашивают камеры видеонаблюдения с углом обзора в 120 градусов и более. Большинство несведующих в этой теме людей уверены, что это типичное значение для стандартных видеокамер. Да что греха таить, многие из продавцов также заявляют, что у камер с объективом 2,8 мм угол обзора 120° по горизонтали. Давайте посмотрим на реальные значения. Мы уже измеряли , и развенчали миф о том, что у большинства из них угол обзора 120 и более градусов.

Подбирая оборудование для охранной системы наблюдения конечно важно учитывать угол обзора камер видеонаблюдения, от которого зависит размер наблюдаемой зоны. На его значение влияет 2 параметра - фокусное расстояние объектива и диагональ матрицы, с увеличением которой угол обзора будет расширяться. Но с повышением угла поля зрения падает детализация изображения. Для увеличения детализации необходимо большее разрешение или камера с более узким углом обзора.

Для наглядного сравнения углов поля зрения на камерах с разными объективами был проведен эксперимент, который описывается далее в статье.

Мы использовали 3 IP камеры с разными объективами:

• 3,6мм -
• 2.8мм -
• 1,9мм -

Испытываемые видеокамеры отличаются фокусным расстоянием объектива. У камер с объективами 3,6 и 1.9мм одинаковый размер матрицы 1/2.9 дюйма, у камеры с объективом 2,8 матрица чуть больше - 1/2.7". И разрешение у всех камер 2 Мп.

Все видеокамеры разместили на высоте около 2 метров напротив "испытательной" стены в нашем офисе. Обзор камер выровняли по центру, чтобы лучше оценить разницу в ширине угла поля зрения. Было сделано по одному снимку для каждой из трех следующих камер:

Угол обзора видеокамеры с объективом 3,6мм:

C фокусным расстоянием 3.6 мм. Видны 2 крайних кресла менеджеров и часть правой стены. Угол поля зрения приблизительно равен 73°.

Угол обзора видеокамеры с объективом 2.8мм:

С фокусным расстоянием 2.8 мм. Теперь в кадре видно приблизительно на 2 м больше -часть правой витрины и окно слева. С этой видеокамерой угол обзора увеличился до 89°.

Угол обзора видеокамеры с объективом 1.9мм:

С фокусным расстоянием 1.9 мм. По скриншоту видно, что у этой камеры в кадр уже попадают обе витрины и даже часть дверного проема торгового зала. Угол обзора у нее достигает 109°.

Более наглядно это можно представить таким образом:

У видеокамер с небольшим углом поля зрения выше плотность пикселей, а значит лучше детализация изображения. Многим будет достаточно такой ширина обзора, поэтому такие камеры остаются популярными в видеонаблюдении. В случае необходимости захватить больший участок для наблюдения, потребуется камера с более широким углом обзора.

Расчёт углов обзора камер видеонаблюдения для всех 3-х случаев

a = 2arctg (d/2f) ,

a - угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg - тригонометрическая функция (арктангенс);
d - ширина матрицы в миллиметрах;
f - эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Для 3,6мм, PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3

а1=2*arctg(5,376мм/2*3,6) = 73 градуса

Для 2,8мм, ST-181 HOME 2,8

a2=2*arctg(5,47мм/2*2.8) = 89 градусов

Для 1,9мм, PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2

а3=2*arctg(5.376мм/2*1,9) = 109 градусов

В табличной форме это будет выглядить так:

Перед тем как купить камеры, необходимо обратить внимание на ее настройки и параметры. Одним из важнейших критериев хорошего устройства является угол обзора камеры видеонаблюдения. Именно от него зависит то, какая территория попадет в объектив.

Угол обзора — это параметр, который определяет площадь территории, которая входит в линзу объектива.

Камера с таким углом прекрасно подойдет для охраны улицы. И наоборот, когда нужно наблюдать за маленьким участком, угол обзора должен помогать камере сфокусироваться на чем-то небольшом.

Угол обзора влияет на следующее:

• на качество изображения;
• на обозреваемую площадь;
• на функцию детализации;
• на функцию различия лиц;
• на размеры находящихся под наблюдением объектов.

От чего зависит угол обзора камеры видеонаблюдения?

Угол обзора камеры зависит от следующих параметров:

1. Фокусное расстояние. Чем больше будет эта характеристика, тем меньшим становится угол обзора. Поэтому устройства с длиннофокусными объективами рекомендуется использовать для наблюдения за предметами, которые находятся в значительном удалении от камеры.

   Напротив, устройства с меньшим фокусом используются для охраны больших территорий или помещений.

Данные представлены в следующей таблице:

2. Размер чувствительного элемента или матрица. Эта зависимость представлена следующим образом — чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора.

   Например, при матрице с диагональю 0,25 угол обзора будет составлять 64 градуса или при матрице размером 0,5 угол будет равен 96 градусам.

Ниже представлена таблица со всеми возможными размерами матриц:

Пример зависимости угла обзора от фокусного расстояния

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния наглядно представлена на следующем изображении.

Какое значение параметра лучше выбрать?

Для разных территорий лучше подбирать камеру, угол обзора которой будет либо охватывать все помещение, либо выделять какую-то часть охраняемой площади.

Лучше всего отталкиваться от среднего значения угла обзора — 60 градусов.

Этот диапазон примерно равен углу обзора человеческого глаза. Устройства с таким значениям передают изображения с расстояния до 10 м. При этом присутствует функция детализации, и все подробно различается.

Есть еще один тип аппаратов — устройства с длиннофокусным объективом. Угол обзора такой аппаратуры варьируется от 10 до 30 градусов. Рекомендуется использовать устройство с таким углом для наблюдения за далеко находящимися объектами.

Расстояние, которое наиболее оптимально для таких камер — от 20 до 70 м.

Однако не стоит забывать, что угол обзора напрямую зависит от фокусного расстояния. Например, камера с фокусным расстоянием 12 м при угле в 21 градус может различить лицо человека, который находится за 12 м до точки наблюдения.

Стоит еще раз напомнить, что для каждого помещения нужно подбирать индивидуальную камеру, которая будет выполнять именно то, что нужно владельцу устройства.

Расчет угла обзора камеры видеонаблюдения

Иногда сложно сразу сказать, какой угол лучше передаст то, что требуется от камеры. Тогда на помощь приходят различные формулы и вычислительные выражения. Наиболее популярные из них представлены ниже.

• h — размер горизонтальной стороны матрицы,
• H — размер объекта по горизонтали,
• F — фокусное расстояние.

Также производить расчет можно по другой формуле.

• v — размер вертикальной стороны матрицы,
• S — расстояние до объекта слежения,
• V — размер объекта наблюдения по вертикали,
• F — фокусное расстояние.

Расчеты будут производиться по первому выражению. Допустим, мы имеем расстояние до объекта 10 м. Возьмем значение матрицы камеры, в нашем случае оно будет равняться 6,4 мм. Из выше представленной таблицы выходит, что такие габариты чувствительного элемента имеют формат ½. Далее подставляем все в формулу. Получается следующее.

F = h*S/H = 6,4 * 10/4 = 16

Далее смотрим в таблице, которая находится выше, какому углу соответствует это значение фокусного расстояния. Наш вариант ответа показывает, что используемая камера должна иметь 16 градусов по вертикали, 17 по горизонтали и 21 по диагонали. При этом распознавать объекты устройство будет с 16 м.

Значение популярных моделей камер видеонаблюдения

Популярные видеокамеры имеют следующее значение угла обзора, матрицы и фокусного расстояния:

• HikVision DS-2CD2532F-IC — матрица равняется 1/3, при фокусном расстоянии в 4 мм. Угол обзора — 73 градуса.
• HikVision DS-2DE7184-A — угол обзора регулируется от 58 до 3 градусов, Матрица — ½. Фокусное расстояние — от 4 до 9 мм.
• Geovision GV-SD220S HD-20X — угол обзора полный, достигает 360 градусов. Матрица равняется ½, при фокусном расстоянии от 4 до 9 мм.
• D-Link DCS-6010L — матрица равняется 1/3, угол обзора по всем направлениям достигает 180 градусов. Фокусное расстояние объектива — 1,25.
• Dahua DH-IPC-HFW5300CP-L — матрица — 1/3. Фокусное расстояние регулируемое — от 2,8 до 12 мм. Угол обзора равняется 90 градусам.
• D-Link DCS-2103 «Cube» — угол обзора по вертикали — 37 градусов, по горизонтали — 57 градусов и по диагонали — 66 градусов. Матрица равняется ¼, при фокусном расстоянии 3,45 мм.

Угол обзора является одним из главных параметров любой камеры или комплекта видеонаблюдения. Именно от него зависит, какая территория будет входить в объектив и будет ли выполняться функция детализации объектов.

Уважаемые посетители, рекомендуем посмотреть нашу новую статью по выбору объективов для камер наблюдения . В этой статье рассмотрен выбор объективов для камер высокого разрешения и преведены примеры качества распознавания в зависмости от расстояния и угла обзора.

Основная дилемма при выборе камеры для системы видеонаблюдения, это фокусное расстояние линзы, именно от него зависит то, что Вы в итоге увидите. С одной стороны человеку надо видеть все вокруг, т.е. иметь максимальный угол обзора, с другой стороны нужна детализация изображения, которой можно добиться, только уменьшая угол обзора.

Для примера, устанавливаем две одинаковые камеры с фокусом 8мм и 3.6мм, на широкоугольной камере взгляд «цепляется» за какой то элемент на изображении, например автомобильный номер - он не виден. Но зато он виден на узкоугольной камере с фокусом 8мм и создается впечатление, что камера с объективом 3.6 хуже, хотя на самом деле камеры одинаковые, за исключением объективов.

Как же подобрать необходимый фокус объектива камеры видеонаблюдения? Самый простой способ, это купить камеру с варифокальным объективом.

Варифокальный объектив.

Это объектив, который позволяет произвести изменение фокусного расстояния и подстроить на месте тот угол обзора, который необходим. Но у варифокального объектива есть ряд существенных минусов:

1.Высокая цена объектива
2.Больший размер, по сравнению с объективом, имеющим фиксированный фокус и как следствие, больший размер самой камеры.
3.Сложность в точной фокусировки изображения. На небольшом тестовом мониторе, который можно подключить к камере, изображение мелкое и невозможно точно настроить, а просмотр на большом мониторе не всегда возможен.
4.Изображение с варифокального объектива несколько хуже, чем с фиксированного.

Как выбрать нужный фокус?
Необходимо нарисовать план помещения или объекта, отметить место планируемой установки камеры, оценить, под каким минимальным углом обзора будет видно все, что Вам необходимо. Сверить по таблице какой фокус соответствует Вашему углу.

Если на бумаге Вам работать сложно, то советую программу IP Video System Design Tool 7, имеющую бесплатный триальный период, на которой можно быстро нарисовать план, разместить камеры и подобрать нужный фокус.


Всегда ли нужно идти на компромисс?
Как уже ранее было отмечено, нам необходимо выбрать одно из двух - либо детализацию, либо угол обзора. Какие еще есть варианты? Если брать аналоговые камеры, то одним из вариантов решения является выбор видеорегистраторов и камер в стандарте 960Н, это широкоформатный стандарт, который позволяет видеть в 1.33 раза более широкую картинку с камеры при том же фокусе объектива. Либо переход на IP видеонаблюдение, поскольку детализация HD камеры с разрешением 1280х720 по пикселям в 2.5 раза выше, чем у аналоговой камеры и примерно в 4 раза выше по субъективному взгляду на изображение. Дело в том, что при размерности матрицы аналоговой камеры в 0.4 мегапикселей, после преобразования изображения в аналоговый сигнал происходят определенные потери. При передачи изображения по кабелю также происходят потери и при кодировании кодеком H.264 еще раз происходят потери качества. В результате мы имеем реальное соотношение, близкое к 1:4.
Таким образом, изображение с одной камеры 720р и объективом 3.6мм будет более информативно, чем изображение с двух аналоговых камер с фокусом 8мм. Если же надо еще большую детализацию, то можно выбрать FullHD камеру с разрешением 1920х1080.
При этом стоимость одной IP HD камеры примерно равна стоимости двух аналоговых камер, но затраты на монтаж делают установку одной IP камеры вместо двух аналоговых более выгодным.

Особенности широкоугольных объективов.

В рамках статьи хочу отметить, что чем выше угол обзора, тем выше нелинейные искажения по краям изображения. И даже хорошие объективы дают такой эффект.

Крайним случаем широкоугольного объектива является так называемый объектив «рыбий глаз» имеющий максимальный угол обзора. Такие объективы устанавливаются, например, в центре под потолком помещения и способны обозревать всю комнату одной камерой.

Поговорим сегодня про мониторы, а конкретно об их нюансах и особенностях, связанных с экраном. Вероятнее всего, вы неоднократно слышали такое понятие, как угол обзора, проще говоря - это «искажение картинки монитора при просмотре на нее с разных сторон», такой термин очень сильно подходит к мониторам с очень огромными диагоналями на матрицах TN, так как в некоторых случаях даже при прямом просмотре изображения на мониторе картинка по углам визуально уже будет иметь искажение.

Принято считать, что у монитора есть два угла, горизонтальный и вертикальный. Благодаря горизонтальному углу обзора мы будем видеть изображение, которое нам отображает монитор, конечно же, если нам поможет сам угол обзора. Допустим, вы сидите не напротив самого монитора, а немного сбоку, например, с правой стороны или с левой. Эти положения как раз и будут формировать те самые боковые точки данного угла. Рекомендованный стандартный угол должен приравниваться к 160 градусам по горизонтали.

Второй угол обзора - это вертикальный, который находится в диапазоне от верхней точки спереди экрана монитора к нижней. Предполагается, что обычный угол должен составлять не менее 60 градусов, заметьте - это минимальный угол, рекомендуется выбирать вертикальный угол обзора как можно больше, но не меньше. Существуют исключения, такие как мониторы ЭЛТ, на этих экранах просмотр картинки не искажается под любыми углами обзоров, так как содержание кристаллов, которые находятся в ЖК-мониторах, этим похвастаться не может. Самый большой угол обзора для мониторов ЖК на сегодняшний момент может доходить до 178 градусов, как по вертикали,так и по горизонтали.

Вы скажете, что такие параметры для вас большого значения не имеют, такие выводы можно сделать, просматривая видео в гордом одиночестве. А что делать, если вы решите пригласить к себе домой огромное количество гостей, обсев со всех сторон экран монитора, кто-то прилег, кто-то присел, я думаю, что интересный фильм захочется посмотреть всем в полной его красе?

Позволит ли вам ваш ЖК-монитор утолить желание тех, кто, предположим, стоит сбоку или пытается поверх всех голов хоть как бы, хоть что-то увидеть? Тогда и сыграет решающую роль угол обзора вашего монитора. Так что чем больше угол обзора,тем больше ваших гостей останутся довольными, что им удалось насладиться картинкой несмотря на не самые лучшие места.

Вот и подумайте, сможет ли ваш ЖК-монитор, не имеющий вышеперечисленных параметров,удовлетворить потребности при просмотре фильма тех пользователей, которые, например, стояли сбоку, лежали на диване или, к примеру, прыгали по головам? Вот в этот момент как раз и должен сыграть решающий момент в ключевом
вопросе при выборе монитора с хорошим углом обзора. Теперь можно смело сделать выводы, хороший угол обзора навсегда сможет оставить хорошие впечатления для ваших гостей, которые по-настоящему останутся довольными и смогут в полной мере насладиться прекрасной картинкой,увидев все самое недосягаемое на мониторе, сидя в любом месте в комнате.

В завершение хочу сказать, что заявленные характеристики параметров монитора, связанные с углом обзора, не всегда смогут говорить о точных параметрах, заявленных заводом-изготовителем, а также как в реальности будет выглядеть картинка на экране, сказать точно нельзя. Поэтому рекомендуемый и самый правильный метод оценки качества монитора - это непосредственно вживую увидеть картинку на мониторе с разных углов обзора, при этом полагаться на самого себя, а не на краткие характеристики монитора.