La Telecamera

Come nell’occhio umano, in cui i fotorecettori trasformano l’immagine in impulsi elettrici, all’interno del CCD (di dimensioni 5x7mm) i recettori sono i pixel.
Ogni CCD contiene migliaia di pixel (una telecamera normale ne ha 640x480=307200 pixel) ed ognuno di questi trasforma la porzione dell’immagine acquisita in un valore in scala di grigi compreso tra 0 e 255 dove lo 0 indica il valore nero e 255 i bianco.
Tali valori, correttamente gestiti, possono essere visualizzati su un monitor per ricomporre l’immagine, o essere rielaborati e manipolati come avviene nelle macchine di controllo.

Le tecniche di regolazione dell’immagine si rifanno ai principi fondamentali della fotografia e dello studio delle lenti.
Quando utilizziamo una lente con fuoco fisso, gli unici oggetti visibili devono essere posti ad distanza fissa, determinata dal fuoco stesso.
La caratteristica principale degli obiettivi delle telecamere, consiste nel poter variare la distanza di fuoco e lo zoom e poter quindi cambiare i valori di area e distanza dell’oggetto inquadrato.
Su alcuni modelli, i valori di fuoco e zoom sono indipendenti.
Negli obiettivi più evoluti le due lenti sono combinate, ovvero dopo aver messo a fuoco l’immagine, al variare dello zoom, l’oggetto inquadrato non perde il fuoco in quanto il gruppo di lenti si occupa contemporaneamente della variazione di entrambe i valori e l’immagine vicina o lontana rimane sempre nitida.

Ovviamente la compensazione di questa variazione non è applicabile per tutti i valori di zoom, il valore di profondità di campo indica per questo la distanza totale, davanti e dietro l’oggetto inquadrato, in cui l’immagine rimane sempre a fuoco.
 

Distanza focale: Ampiezza di campo:

Consideriamo una lente con fuoco fisso.
Indicando con Δd la profondità di campo, con f la distanza dal centro della lente al fuoco (distanza focale), R il raggio della lente, MT il rapporto di ingrandimento, εc il cerchio di confusione accettato (lo sfocamento minimo accettabile), e con f# il rapporto tra la distanza focale e il diametro della lente (potere di messa a fuoco di un oggetto lontano), con la distanza di messa a fuoco dell’immagine, la formula della profondità di campo è:

 

Quando il fuoco della lente non coincide con quello dell’immagine perché l’oggetto è troppo lontano e si ha abbastanza ingrandimento, i rimedi possono essere due: si aumenta la distanza tra la lente e il CCD inserendo uno spessore, oppure si sostituisce l’obiettivo con un altro avente f# maggiore.
Se l’immagine è troppo scura, aumentando il diametro della lente si aumenta la luminosità dell’immagine.

La legge qui espressa vale anche per le lenti a zoom e fuoco variabile.
 

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