มารู้จักกับ กล้องวงจรปิด cctv แบบเจาะลึก กันให้มากขึ้น ประโยชน์ที่ไม่ควรมองข้าม

ในปัจจุบันการติดตั้งกล้องวงจรปิดภายเริ่มแพร่หลายมากขึ้น ไม่ว่าจะติดตั้งภายในร้าน หรือภายในบ้านส่วนตัวมากขึ้น ในบทความครั้งนี้ เราจะมาทำความรู้จักกับกล้องวงจรปิดกันให้มากขึ้น ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกซื้อ

คุณสมบัติกล้องวงจรปิด และสเปกหลักๆ

Image หน้าที่เปลี่ยนแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ขนาดของ Chip ยิ่งใหญ่จะยิ่งดี เนื่องจากมีพื้นที่ในการรับแสงมาก จะได้ภาพที่คมชัด แต่ยิ่งใหญ่ก็ยิ่งมีราคาแพงตามไปด้วย ชิปที่มีขนาดใหญ่ จะให้ภาพละเอียดและ มุมภาพกว้างขึ้น กว่าชิปที่มีขนาดเล็ก

ซึ่งเรียงจาก Chip ขนาดเล็กไปใหญ่ ได้ดังนี้ ตั้งแต่ 1/4, 1/3, 1/2 , 1/2.9 ,1/2.8 ,1/2/7 และ 1 นิ้ว เป็นต้นขนาดของชิพเซตนั้นยิ่ง ใหญ่ถือว่ายิ่งดี เนื่องจากมีพื้นที่ในการรับแสงมาก จะได้ภาพที่คมชัดซึ่งก็จะมีราคาแพงมาก

• 1/2″ ให้คุณภาพที่ดีมาก
• 1/3″ นิยมใช้ในปัจจุบัน
• 1/4″ พบได้ในกล้องปัจจุบันเช่นกัน

ดังนั้น “เลนส์” ก็จะต้องมีความสอดคล้องกับชิพด้วย คือเลนส์จะต้องสร้างภาพที่มีขนาดใหญ่พอสำหรับชิพ หากชิพใหญ่เลนส์ก็จะยิ่งแพง เลนส์สำหรับชิพ 1/2″ สามารถใช้กับชิพ 1/3″ , 1/4″ แต่1/3″ และ 1/4 ได้แต่เลนส์สำหรับชิพที่เล็กกว่าจะไม่สามารถใช้ แทนกับเลนส์ที่มีขนาดชิพที่ใหญ่กว่าได้ คือ 1/4″ นำไปใช้กับ 1/3″ หรือ 1/2 “ไม่ได้

LUX คือ อะไร

LUX คือค่า ความสว่าง (luminance หรือ illumination) หน่วยที่ใช้วัดปริมาณแสง ( เช่น 0.005 / 1 / 2 / 4 / 5 Lux ) โดยใน spec ของกล้อง จะระบุปริมาณแสงที่เหมาะสมกับการใช้งาน เพื่อที่จะได้ภาพที่ชัดเจน

luxเป็นหน่วยวัดความเข้มแสงหรือความสว่างต่อพื้นที่ค่า Lux เป็นค่าที่เกิดจากการคำนวณ หรือหาได้จากเครื่องมือวัด Lux meterซึ่งค่าLux ที่เราเห็นตรงสเปกของกล้องวงจรปิดนั้น บอกให้เราทราบว่ากล้องวงจรปิดนั้นๆสามารถจับภาพได้ในที่ที่มีแสงสว่างต่ำสุดมากน้อยเพียงใด

แสงสว่างโดยประมาณของค่า Lux

• 10,000 Lux = แสงแดดในตอนกลางวัน
• 500 Lux = แสงสว่างภายในอาคาร ห้างสรรพสินค้าขณะเปิดไฟ
• 100 Lux = ภายในอาคารจอดรถ
• 10 Lux = แสงไฟถนน
• 0.1 Lux = ตอนกลางคืนขณะที่พระจันทร์เต็มดวง

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

ค่า Lux ที่แสดงในรายละเอียดของกล้องวงจรปิด จึงหมายถึงค่าของแสงที่กล้องตัวนั้นๆ สามารถจับภาพได้ เช่น 0.8 lux (Color) กล้องตัวนี้สามารถจับภาพที่เป็นภาพสีได้ ที่แสง 0.8 Lux หรือ มากกว่า หากแสงน้อยกว่า 0.8 Lux จะเป็นภาพขาวดำ และจะจับภาพไม่ได้ที่ 0 Lux แต่จะไม่บอกไว้

เนื่องเป็นค่าคงที่อยู่แล้วของกล้องทุกตัวอยู่แล้วนอกเสียจากว่ากล้องนั้นเป็นกล้องที่มีอินฟาเรด ดังนั้นการเลือกกล้อง วงจรปิดนอกจากจะเลือกกล้องที่มี TVLine สูงๆ แล้วมักจะนิยมมองหากล้องที่มีค่า Lux ตํ่าๆ ด้วย

CCD Vs CMOS มีดีต่างกันอย่างไร

ในกล้องทุกตัว แน่นอนหัวใจสำคัญที่สุดอันหนึ่งที่จะทำให้กล้องตัวนั้นถ่ายทอดรูปออกมาได้ สวยก็คงหนีไม่พ้น Sensor รับภาพ ซึ่งมีหน้าที่รับแสงที่เข้ามาแล้วเปลี่ยนค่าแสงนั้นๆเป็นสัญญาณดิจิตอล ซึ่งในปัจจุบันก็คงมี Sensor รับภาพอยู่เพียง 2 แบบใหญ่ๆเท่านั้น ซึ่งก็คือ CCD (ซีซีดี) และ CMOS (ซีมอส) ที่เป็นคู่แข่งที่สำคัญในท้องตลาด

CCDย่อมาจาก Charge Coupled Device เป็น Sensor เป็นเซ็นเซอร์แสงที่พัฒนามาจากเทคโนโลยี IC ภายในเซ็นเซอร์ของ CCD นี้จะมีแต่วงจรสวนที่ทำหน้าที่รับแสงอย่างเดียว แล้วจึงส่งออกไปพักที่ buffer ก่อนจะส่งต่อไปยัง converter เพื่อแปลงค่าสัญญาณแสงซึ่งเป็นสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณ ดิจิตอลอีกที ดังนั้นสัญญาณที่ออกจากตัว

เซ็นเซอร์ CCD จึงยังเป็นสัญญาณแบบอนาล็อกอยู่

เซนเซอร์รับภาพชนิดที่มีเทคโนโลยีใหม่กว่า ให้คุณภาพของภาพที่สูงกว่ามีความไวในการรับภาพสูงกว่า มีอัตราการสูญเสียเม็ดสีน้อยกว่า สามารถรองรับการถ่ายภาพในที่ๆ มีแสงน้อยได้ดีกว่า แต่ข้อด้อยก็คือ มีต้นทุนในกระบวนการผลิตสูงกว่า และ ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากกว่า ซึ่ง CCD มักจะถูกนำไปใช้ที่เน้นฟังก์ชันการถ่ายภาพ และนั่นก็จะทำให้ราคาของตัวเครื่องสูงขึ้นตามไปด้วย

• CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) : เป็นเซ็นเซอร์แสงที่พัฒนามาจากเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำ ภายในชิปจะมีเซ็นเซอร์เล็กๆ จัดเรียงกันอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งภายในเซ็นเซอร์นั้นจะมีสวนที่หน้าที่รับแสง และส่วนที่ทำหน้าที่เป็น converter แปลงสัญญาณแสงเป็น สัญญาณดิจิตอลอยู่ในเซ็นเซอร์ตัวเดียวกัน
• ทำให้สัญญาณที่ออกจาก ตัวเซ็นเซอร์ CMOS จึงเป็นสัญญาณดิจิตอลเลยเซนเซอร์รับภาพชนิดที่มักจะถูกเลือกนำไปใช้กับ โทรศัพท์มือถือ ที่มีราคาไม่แพง มีคุณสมบัติความไวในการรับแสงที่ต่ำกว่า ดังนั้นเวลาอยู่ในสถานที่ๆ มีแสงน้อย จะให้เกิด Noise หรืออาการพร่ามัวมากกว่า มีอัตราการสูญเสียเม็ดสีมากกว่า

แต่ข้อดีก็คือใช้พลังงานต่ำกว่า และมีขนาดของระบบการทำงานที่เล็กกว่า

• สรุปง่ายๆ คือ CMOS จะมีวงจรแปลงสัญญาณแสงในแต่ละพิกเซลเลย ส่วน CCD ตัวรับแสงจะรับแสงอย่างเดียว และจะส่งค่าที่ได้ออกมาให้วงจรที่มีหน้าที่แปลงสัญญาณอีกที ข้อเปรียบเทียบระหว่างเซ็นเซอร์แบบCMOSและCCD
• ความเร็วในการการตอบสนองเซ็นเซอร์ CCD มีความเร็วในการทำงานน้อยกว่า CMOS เพราะต้องเสียเวลาส่งสัญญาณไปแปลงค่าอีกต่อหนึ่ง ขณะที่ CMOS ไม่ต้องทำแล้ว เพราะทำเบ็ดเสร็จในตัวเองเรียบร้อยในแง่นี้ CMOS จะเหนือกว่า เนื่องจากตัว CMOS จะแปลงสัญญาณเสร็จในตัวเอง ไม่ต้องส่งข้อมูลไปยังวงจรอื่นอีก
• Dynamic Range (คุณภาพในการรับแสง) ใน แง่นี้ CCD ได้เปรียบอย่างมาก เนื่องจากตัวรับแสงของ CCD มีแต่ส่วนรับแสงเพียงอย่างเดียว ต่างกับ CMOS ที่ต้องมีวงจรแปลงสัญญาณในแต่ละพิกเซลด้วย ดังนั้นถ้าในขนาดที่เท่ากัน ส่วนรับแสงของ CCD จะมีขนาดที่ใหญ่กว่า เนื่องจากไม่ต้องเสียพื้นที่ไปให้วงจรอื่นๆ เหมือน CMOS
• ความละเอียดตรงนี้ CCD ได้เปรียบอีกเช่นกัน เนื่องจากเหตุผลเดียวกันกับ Dynamic Rangeเพราะ ในพื้นที่เท่ากัน CCD รับแสงได้มากกว่า จึงมีความละเอียดมากกว่า ให้เส้นแสงที่คมชัดกว่า ให้สีที่เหมือนจริงมากกว่า
• การใช้พลังงานข้อนี้ CMOS เหนือกว่า เนื่องจากสามารถรวมวงจรต่างๆ ไว้ในตัวได้เลย ต่างจาก CCD ที่ต้องมีวงจรแปลงค่าเพิ่มขึ้นมาจึงใช้พลังงานมากกว่าชิปเซ็นเซอร์ CCD ผลิตด้วยเทคโนโลยี IC wafer

ดังนั้นต้นทุนการผลิต จึงสูงกวาชิปเซ็นเซอร์ CMOS ซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีสารกึงตัวนำ

• CCD มี Signal to noise ratio สูงกว่า จึงมี่ noise (สัญญาณรบกวนภาพ) น้อยกว่า CMOS CCD มีช่วงกว้างในการรับแสงกว้างกว่า คือสามารถรับแสงได้ตั้งแต่แสงเหนือม่วง (Ultraviolet – UV) ไปจนถึงแสงใต้แดง (Infrared – IR)
• จะเห็นว่า CCD ได้เปรียบ CMOS ในเรื่องคุณภาพภาพที่ได้ ขณะที่ CMOS ได้เปรียบในเรื่องความเร็วและการใช้พลังงานน้อยกว่า ซึ่งการที่ CCD ใช้พลังงานมากกว่าทำให้เกิดคามร้อนสะสมสูงกว่า CMOS
• อันเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลงแต่ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตสูงขึ้นพัฒนาให้สามารถผลิต CCD ที่ใช้พลังงานต่ำลง ยืดอายุการใช้งานได้มากขึ้น จึงสามารถมองข้ามข้อจำกัดนี้ไปได้

สรุปคุณสมบัติกล้องวงจรปิด

ดังนั้นพอจะสรุปได้คร่าวๆ ว่าในแง่ของการทำงาน (ความเร็ว การใช้พลังงาน) CMOS ได้เปรียบ ส่วนในแง่คุณภาพของภาพ CCD ได้เปรียบ สาเหตุ ที่เราไม่ใช้คำว่า “เหนือกว่า” เนื่องจากในปัจจุบันเทคโนโลยีในการผลิตสูงขึ้นอย่างมาก ทำให้ช่องว่างข้อได้เปรียบของ Sensor ทั้ง 2 แบบ ถูกลดต่ำลง โดยหากจะย้อนกลับไปเมื่อซัก 3-4 ปีก่อน ตอนนั้นทุกคนก็คงคิดว่า CCD จะเอาชนะ CMOS ได้อย่างแน่นอน

เนื่องจากข้อได้เปรียบในเรื่องคุณภาพและความละเอียดที่พัฒนาได้ง่ายกว่าแต่ สิ่งที่ CMOS มีแล้วเป็นจุดสำคัญที่สุดก็คือในเรื่องของ “ต้นทุนที่ต่ำกว่า” เนื่องจากสามารถรวมทุกอย่างไว้ในวงจรเดียวได้เลย ดังนั้นเมื่อเทคโนโลยีการผลิตสูงขึ้น ทำให้หลายๆ เจ้าเหลียวกลับไปมอง CMOS อีกครั้ง