لنز های مورد استفاده در دوربین های امنیتی

یک لنز به طور کلی از سه قسمت تشکیل شده است :

دیافراگم قابل تغییر

سیستم اتصال دهنده لنز به دوربین

اجزای نوری لنز :

اجزا نوری لنز تعدادی از اجزا مختلفی هستند که همگی داخل یک سیلندر قرار گرفته اند و هر کدام وظایف خاصی را در مسیر عبور نور انجام می دهند . اجزا داخلی تصویر را بزرگ و کوچک فوکوس می کنند و در ضمن هر کجا شعاع نور کج شده باشد تصحیح نوری انجام داده و پراکندگی نور را اصلاح می کنند . زوم به عقب یا جلو باعث حرکت دادن یک قسمت مشخص از لنز می شود که با تغییر فاصله کانونی اندازه تصویر و میدان دید نیز تغییر می کند . شعاع نور قبل از رسیدن به دوربین به خاطر عبور از عدسی ها ی مختلف و پراکندگی به طور کامل به دوربین نمی رسد و به همین دلیل تا به حال لنزی ساخته نشده است که ۱۰۰درصد نور را به دوربین برساند . لذا مسایل نور پردازی بسیار مهم می باشد .

برای کنترل مقدار نور عبوری از لنز چندین صفحه فلزی کدر به گونه ای آرایش یافته اند که به وسیله تغییر حلقه تنظیم میتواند روزنه مرکزی بین خود را بزرگ و کوچک کنند . در کنترل اتوماتیک فرمان باز یا بسته شدن را در یک چشم الکترونیکی صادر میکند . عملکرد این قسمت به نحوی است که در روشنی زیاد صفحات فلزی درهم فرو رونده و از شدت نور زیاد جلوگیری می کنند وبر عکس در زمانی که نور به حد کافی نباشد بازتر میشوند تا تصویر مطلوب فراهم شود . اندازه بازشدن دیافراگم مطابق یک سری اعداد که مقدار نور مجاز را تعیین شود F22 تا F1.4 مشخص میکند .

اتصال لنز دوربین :

برای اتصال لنز به دوربین نیاز است تا از نگاهدارنده های لنز استفاده شود ( LENS MOUNT ) در صورتی که نگاهدارنده موجود برای یک لنز خاص با ویژگیهای دوربین همخوانی نداشته باشد نمیتوان از آن لنز در دوربین مورد نظر استفاده نمود ، ‌انواع مختلفی از این نگاهدارنده های لنز دوربین وجود دارند که متعارفترین آنها نوع C ، CS و Bayonet می باشند . نوع C و CS از نظر نحوه عملکرد و قطر مانند یکدیگرهستند و تنها تفاوت آنها فاصله بین سطح خارجی آن و CCD دوربین است که در نوع C برابر ۱۷٫۵۲۶ میلیمتر و در نوع CS برابر ۱۲٫۵ میلیمتر است . نوع CS نسبت به مدل C ابعاد کوچکتری دارد اما مهمترین مزیت نوع C را میتوان در این دانست که بر روی دوربین های نوع CS با نصب یک آداپتور اضافی میتوانند استفاده شوند .

زاویه دید لنز :

حداکثر زاویه ای که توسط دوربین میتواند از فضای مقابل خود را تحت مونیتورینگ داشته باشد به اندازه CCD در دوربین CHARGE-COUPLED DEVICE) ) که تصویر از لنز بر روی آن می افتد و همچنین فاصله کانونی لنز دوربین بستگی دارد . در دوربین های مختلف که فاصله کانونی لنز آنها نیز برابر باشد در صورتیکه اندازه CCD های آنها متفاوت باشد زاویه دید دوربین ها با یکدیگر متفاوت خواهد بود . ابعاد CCD های موجود در بازار به صورت ۴/۱ ، ۳/۱ ، ۲/۱ و ۳/۲ اینچ وجود دارد که این ابعاد معرف اندازه قطر آنها است . در واقع میتوان گفت CCD های با ابعاد متفاوت از نظر کیفیت ارایه داده تفاوتی با هم ندارند اما آنچه با تغییر اندازه CCD ها در دوربین ها اینجا میشود زاویه دید دوربین است که هر چه ابعاد CCD بزرگتر انتخاب گردد زاویه دید دوربین نیز افزایش می یابد . روش زیر نشان میدهد که چگونه با دانستن اندازه CCD در یک دوربین و فاصله شی از دوربین میزان ابعادی از شی مورد نظر را که میتوان توسط دوربین رویت کرد ، محاسبه نمود . با استفاده از فرمول زیر میتوان زاویه دید در دوربین را محاسبه نمود :

A=2*Arctgn((L/2)/F)

F : شعاع کانونی لنز دوربین

L : اندازه قطری CCD دوربین مورد نظر

در این نوع لنز ها مقدار باز و بسته شدن لنز متناسب با شرایط محیط به صورت خودکار تنظیم می گردد تا روشنایی به دست آمده از دوربین در یک حد متعادلی قرار بگیرد . لنز های با تنظیم دستی برای مکان هایی مناسب هستند که تغییرات روشنایی در محیط تقربیا اتفاق نمی افتد . در لنز های خودکار دو نوع عملکرد برای باز یا بسته شدن خودکار لنز وجود دارد . در نوع اول متناسب با سیگنال ویدیویی ورودی و در نوع دوم متناسب با تغییر در ولتاژ DC فرستاده شده به لنز که توسط پروسسوری در دوربین تعیین میشود انجام می پذیرد . در مقایسه از نظر قیمت لنز های خودکار نوع DC ارزانتر میباشند .

فوکوس داخلی Internal focusing :

در طراحی یک لنز زوم توجه به این نکته ضروری است که در هنگام زوم کردن تغییرات عمل فوکوس نیز با کاهش دادن انحرفات به خوبی صورت پذیرد . در سال ۱۹۷۶ اولین نمونه این گونه لنزها به بازار عرضه شد . یک نما زمانی فوکوس است که اشعه های نورانی عمودی از لنز دقیقآ روی یک مکان همگرا شوند . برای این کار در لنزهای زوم گروه جبران کننده با حرکت شناور خود باعث وضوح تصویر می شوند در سیستم جدید برای جلوگیری از انحرفات طولی و عرضی رنگ در لنزها این قسمت را به چند زیر مجموعه کوچکتر تقسیم کرده اند . لذا با حرکت این مجموعه عمل فوکوس بدون وجود انحرفات رنگ به خوبی انجام می شود . سیستم فوکوسینگ داخلی پنج ویژگی دارد :

بهبود توانایی نوری : با تصحیح انحراف می توان قابلیتهای نوری سیستم را بالا برد . این امر منجربه افزایش زاویه دید می شود . distortionکاهش تغییرات در انحرفهای رنگ وتغییر در مدت فوکوسینگ ودر نتیجه کاهش distortion زاویه دید می شود .

کلاهک مربع شکل : به لحاظ ثابت بودن لوله گروه جلویی می توان در این لنزها از کلاهک مربعی استفاده کرد . تا کنون در لنزهای متداول چون گروه جلویی برای چرخیدن طراحی شده بود کلاهک نیز به صورت مدور flaring,ghosting طراحی می شد ولی اکنون در سیستم فوکوسیگ داخلی لنز می تواند به طور موثرتری را از بین ببرد ، این عمل به وسیله قطع اشعه های مزاحم و غیر ضروری در درون کلاهک مربعی شکل انجام می شود که بسیار مناسب است .

کاهش وزن گروه فوکوسینگ : لنزگروه فوکوسینگ لنزهای جدید به خاطر سبک وزن بودن نسبت به لنزهای متداول سریع تر می توانند جابجاشوند و به قدرت الکتریکی کمتری بر ای این کار احتیاج دارند این عمل حتی در حالت دستی نیز به صورت ملایم و نرم انجام میشود .

استفاده از فیلترها : با انواع فیلتر هایی که به لوله جلویی متصل می شود کاربردهای متفاوتی دارند در hand heldلنزهای لنزهایی که قسمت جلویی آنها چرخش دارد چون خواص فیلترها با چرخش آنها تغییر می کند استفاده از مشکل ساز است half ND فیلترهای پلاریزه کننده فیلتر های کراس و فیلتر های اما در لنزهای فوکوسینگ داخلی چون گروه جلویی نمی چرخد حداکثر توانایی فیلترها در افکت مختلف روز داده می شود .

لوازم جانبی نوری : در فوکوسینگ داخلی اتصال لوازم جانبی از قبیل یک مبدل به سمت واید ویا مبدلی به سمت تله به دستی را مستقیمآ به لوله Matte boxگروه جلویی تاثیری بر فوکوسینگ ندارد حتی میتوان یک جلویی متصل نمود .

لنزهای با زاویه دید ثابت : در انواع WIDE و SUPER WIDE در بازار موجود اند .

لنز های با قابلیت زوم دستی : در این نوع لنز ها اگر چه تغییر فاصله کانونی به صورت دستی و غیر اتوماتیک انجام میگیرد اما نسبت به لنز های با فاصله کانونی ثابت از بسیار راحتتر و انعطف پذیر تر هستند .

لنز های با قابلیت زوم کنترلی : دراین نوع لنز ها تغییر فاصله کانونی لنز برای گرفتن نمای نزدیک و یا دور از شی مورد نظر را میتوان به صورت کنترلی انجام داد.این نوع لنز ها معمولا بر روی دوربین های چرخشی افقی یا عمودی نصب میگردند . به نسبت بین شعاع کانونی یک لنز در حالت حداکثر زوم به شعاع کانونی لنز در حالتی که نمای دور از یک شی را میدهد نسبت بزرگنمایی گفته میشود . هر چه این نسبت بیشتر باشد در واقع شما میتوانید تصاویر با بزرگنمایی بیشتری را از موضوعات مورد نظر خود به دست آورید .

لنز های غیر کروی : در این نوع لنز ها شعاع سطح لنز یک مقدار ثابت نیست و در قسمت های مختلف سطح لنز مقدار متفاوتی است . این امر باعث میشود که اعوجاجی که در تصاویر به دست آمده از سطح پیرامونی لنز ایجاد میشوند از بین برود . همچنین این نوع لنز ها در مقایسه با سایر لنز های هم اندازه خود تصاویر با روشنایی بهتری را ارایه میدهند .

لنز های PIN-HOLE : این نوع لنز ها که از نوع لنز های با فاصله کانونی ثابت هستند در شرایطی استفاده میشوند که ممکن است افراد در آن محیط از اینکه توسط دوربین ها رویت شوند احساس نارضایتی نمایند.در این صورت این نوع لنز ها را درون دیوار قرار داده تا به صورت مخفی بتوان محیط درون اتاق را مورد مونیتورینگ قرار داد . قطر پیشنهادی برای سوراخی که لنز درون آن در دیوار تعبیه میشود ۳٫۵ میلیمتر است .

لنز های منشوری : این نوع لنز ها نیز در شرایطی مانند لنز های PIN-HOLE استفاده میشوند و از نوع لنزهای با شعاع کانونی ثابت هستند اما بر خلاف لنز های PIN-HOLE در سقف کار گذاشته میشوند .

انتخاب لنز : انتخاب لنز مناسب مستلزم این است که محل مورد نظر برای نصب دوربین ، شرایط نصب دوربین و مقدار زاویه و محدوده ای که لازم است توسط دوربین دیده شود مشخص گردند . در انتخاب لنز مناسب برای دوربین رعایت نکات زیر میتواند مفید واقع شود .

استفاده از لنز های WIDE اگر چه زاویه دید بیشتری را میدهد اما موضوعاتی که مورد مونیتورینگ واقع میشوند کوچکتر از اندازه واقعی به دست می آیند .

لنز های استاندارد تصاویر بزرگتری از موضوعات میدهند اما زاویه دید آنها کوچکتر است .

در اتاق های کوچک برای اینکه نقاط کور دوربین را کاهش دهیم بهتر است از لنز های wide استفاده شود .

در صورت استفاده از لنز های wide در صورتیکه نیاز باشد تا موضوعات نیز با دقت بیشتری دیده شوند بهتر است که از دوربین های دیگر به صورت ترکیب با دوربین لنزwide استفاده گردد .