Messa a fuoco laser

La messa a fuoco laser è una funzione completamente automatica che si attiva ad ogni accensione della telecamera. Esegue una messa a fuoco nitida e istantanea, anche in condizioni di illuminazione difficili, ed è sicura in ogni situazione. Anche se qualcuno guarda il laser, gli occhi non vengono danneggiati dalla luce.

Questo documento tecnico spiega che cosa sono il laser e la messa a fuoco laser e presenta alcune criticità in base alle varie condizioni di illuminazione.

Un laser è una sorgente che emette raggi luminosi coerenti e monocromatici nella stessa direzione. Questo significa che tutte le onde luminose emesse hanno la stessa dimensione e forma (coerenza) e lo stesso colore (lunghezza d'onda). La luce emessa non deve essere necessariamente visibile, ma può essere una radiazione elettromagnetica con qualsiasi lunghezza d'onda, ad esempio luce a infrarossi (IR) o ultravioletti (UV). La luce IR ha lunghezze d'onda superiori (700 nm-1 mm) rispetto alla luce visibile (400-700 nm), mentre la luce ultravioletta ha lunghezze d'onda inferiori (10-400 nm).

La coerenza della luce consente al raggio laser di mantenere una forma stretta anche a grandi distanze: per questo, è adatto ad applicazioni industriali come puntatori, mirini e sistemi di messa a fuoco. Per fare un confronto, la luce normale (come quella di una comune lampadina) contiene molti colori o lunghezze d'onda; inoltre, le onde emesse non hanno la stessa fase, come illustrato in figura 1.

La luce utilizzata nella funzione di messa a fuoco laser non è visibile. Il laser utilizza la luce IR con una lunghezza d'onda superiore alla luce visibile. Le onde laser sono create per emissione stimolata. Il termine laser è la sigla di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificazione della luce mediante emissione stimolata della radiazione).

Luce laser

Luce normale

La messa a fuoco laser aiuta le telecamere a trovare la messa a fuoco ancora più velocemente rispetto a quelle dotate del solo autofocus. La messa a fuoco è ottimale anche in condizioni di illuminazione difficili, come nelle scene poco illuminate o a basso contrasto. La funzione, pronta all'uso, è completamente automatica e non deve essere configurata o programmata. Appena la telecamera viene accesa, la messa a fuoco laser inizia a funzionare.

La funzione di messa a fuoco laser include un laser che agevola la messa a fuoco offrendo un punto di riferimento. Il modulo laser ha un trasmettitore e un ricevitore, come illustrato nella figura 2. Il trasmettitore emette un raggio laser che rimbalza su un oggetto e torna al ricevitore, offrendo alla telecamera un punto di riferimento per la messa a fuoco. La luce IR della messa a fuoco non è né visibile né dannosa e ha una lunghezza d'onda di 905 nm.

1. Trasmettitore
2. Obiettivo della telecamera
3. Ricevitore

La funzione di messa a fuoco laser verifica continuamente la messa a fuoco al variare della scena. Poiché la telecamera conosce già la distanza dall'oggetto, sa dove iniziare la ricerca. Dunque, l'intera procedura viene eseguita automaticamente in una frazione di secondo.

Alcune condizioni di illuminazione possono essere problematiche per la funzione autofocus, come illustrato nelle seguenti sezioni. La messa a fuoco laser è una soluzione al problema perché trova istantaneamente la messa a fuoco indipendentemente dalle condizioni.

Le condizioni più difficili per l'autofocus sono le scene con scarsa illuminazione, a contrasto ridotto e con sorgenti luminose puntiformi, ad esempio i fari delle auto. La figura 3 mostra un esempio di scena con diverse sorgenti luminose puntiformi e una scarsa illuminazione.

Le scene con oggetti a basso contrasto, come fiamme o fumo, non presentano i bordi nitidi e il contrasto elevato ricercati dall'autofocus per mettere a fuoco. Una parete bianca, priva di bordi od oggetti che spiccano, è un altro esempio di scena a contrasto basso o inesistente.

Negli ambienti bui, i bordi non appaiono nitidi come quando l'illuminazione è intensa, dunque il contrasto è inferiore. Inoltre, il rumore d'immagine è proporzionalmente maggiore nelle scene poco illuminate. Il rumore copre gli oggetti e nasconde i bordi nitidi, compromettendo la capacità dell'autofocus di trovare la messa a fuoco.

La funzione di messa a fuoco laser consente di mettere a fuoco oggetti luminosi o che riflettono molta luce (es. pannelli solari), che potrebbero risultare difficili per l'autofocus perché la luce riflessa confonde o nasconde i bordi nitidi.

Con oggetti in movimento e scene che cambiano rapidamente, la messa a fuoco laser interviene subito e consente, ad esempio, di mettere a fuoco la targa di un veicolo, vedere figura 4.

La messa a fuoco laser è particolarmente utile sulle telecamere PTZ, che cambiano dinamicamente la visuale quando utilizzano le funzioni Pan/Tilt/Zoom.

Per maggiori informazioni, vedere axis.com/products/ptz-cameras.

La messa a fuoco laser soddisfa la normativa internazionale di sicurezza IEC 60825 Classe 1, che garantisce la sicurezza del laser utilizzato nel modulo di messa a fuoco in tutte le condizioni di uso normale. Anche se l'utente guarda il trasmettitore laser a occhio nudo o con una lente d'ingrandimento (telescopio, microscopio, ecc.), non subisce lesioni. Grazie alla sicurezza del laser, l'uso delle telecamere con messa a fuoco laser è perfettamente sicuro in aree pubbliche come centri commerciali, aeroporti e stadi.