لنزهای مورد استفـاده در دوربينهای امنيتی

اجزا نوري لنز تعدادي از اجزا مختلفي هستند كه همگي داخل يك سيلندر قرار گرفته اند و هر كدام وظايف خاصي را در مسير عبور نور انجام مي دهند.

يك لنز به طور كلي از سه قسمت تشكيل شده است :

اجزا نوري
ديافراگم قابل تغيير
سيستم اتصال دهنده لنز به دوربين

اجزاي نوري لنز :

اجزا نوري لنز تعدادي از اجزا مختلفي هستند كه همگي داخل يك سيلندر قرار گرفته اند و هر كدام وظايف خاصي را در مسير عبور نور انجام مي دهند . اجزا داخلي تصوير را بزرگ و كوچك فوكوس مي كنند و در ضمن هر كجا شعاع نور كج شده باشد تصحيح نوري انجام داده و پراكندگي نور را اصلاح مي كنند . زوم به عقب يا جلو باعث حركت دادن يك قسمت مشخص از لنز مي شود كه با تغيير فاصله كانوني اندازه تصوير و ميدان ديد نيز تغيير مي كند . شعاع نور قبل از رسيدن به دوربين به خاطر عبور از عدسي ها ي مختلف و پراكندگي به طور كامل به دوربين نمي رسد و به همين دليل تا به حال لنزي ساخته نشده است كه 100درصد نور را به دوربين برساند . لذا مسايل نور پردازي بسيار مهم مي باشد .

ديافراگم :

براي كنترل مقدار نور عبوري از لنز چندين صفحه فلزي كدر به گونه اي آرايش يافته اند كه به وسيله تغيير حلقه تنظيم ميتواند روزنه مركزي بين خود را بزرگ و كوچك كنند . در كنترل اتوماتيك فرمان باز يا بسته شدن را در يك چشم الكترونيكي صادر ميكند . عملكرد اين قسمت به نحوي است كه در روشني زياد صفحات فلزي درهم فرو رونده و از شدت نور زياد جلوگيري مي كنند وبر عكس در زماني كه نور به حد كافي نباشد بازتر ميشوند تا تصوير مطلوب فراهم شود . اندازه بازشدن ديافراگم مطابق يك سري اعداد كه مقدار نور مجاز را تعيين شود F22 تا F1.4 مشخص ميكند .

اتصال لنز دوربين :

براي اتصال لنز به دوربين نياز است تا از نگاهدارنده هاي لنز استفاده شود ( LENS MOUNT ) در صورتي كه نگاهدارنده موجود براي يك لنز خاص با ويژگيهاي دوربين همخواني نداشته باشد نميتوان از آن لنز در دوربين مورد نظر استفاده نمود ، انواع مختلفي از اين نگاهدارنده هاي لنز دوربين وجود دارند كه متعارفترين آنها نوع C ، CS و Bayonet مي باشند . نوع C و CS از نظر نحوه عملكرد و قطر مانند يكديگرهستند و تنها تفاوت آنها فاصله بين سطح خارجي آن و CCD دوربين است كه در نوع C برابر 17.526 ميليمتر و در نوع CS برابر 12.5 ميليمتر است . نوع CS نسبت به مدل C ابعاد كوچكتري دارد اما مهمترين مزيت نوع C را ميتوان در اين دانست كه بر روي دوربين هاي نوع CS با نصب يك آداپتور اضافي ميتوانند استفاده شوند .

زاويه ديد لنز :

حداكثر زاويه اي كه توسط دوربين ميتواند از فضاي مقابل خود را تحت مونيتورينگ داشته باشد به اندازه CCD در دوربين CHARGE-COUPLED DEVICE) ) كه تصوير از لنز بر روي آن مي افتد و همچنين فاصله كانوني لنز دوربين بستگي دارد . در دوربين هاي مختلف كه فاصله كانوني لنز آنها نيز برابر باشد در صورتيكه اندازه CCD هاي آنها متفاوت باشد زاويه ديد دوربين ها با يكديگر متفاوت خواهد بود . ابعاد CCD هاي موجود در بازار به صورت 4/1 ، 3/1 ، 2/1 و 3/2 اينچ وجود دارد كه اين ابعاد معرف اندازه قطر آنها است . در واقع ميتوان گفت CCD هاي با ابعاد متفاوت از نظر كيفيت ارايه داده تفاوتي با هم ندارند اما آنچه با تغيير اندازه CCD ها در دوربين ها اينجا ميشود زاويه ديد دوربين است كه هر چه ابعاد CCD بزرگتر انتخاب گردد زاويه ديد دوربين نيز افزايش مي يابد . روش زير نشان ميدهد كه چگونه با دانستن اندازه CCD در يك دوربين و فاصله شي از دوربين ميزان ابعادي از شي مورد نظر را كه ميتوان توسط دوربين رويت كرد ، محاسبه نمود . با استفاده از فرمول زير ميتوان زاويه ديد در دوربين را محاسبه نمود :

A=2*Arctgn((L/2)/F
F : شعاع كانوني لنز دوربين
L : اندازه قطري CCD دوربين مورد نظر

لنز هاي خودكار :

در اين نوع لنز ها مقدار باز و بسته شدن لنز متناسب با شرايط محيط به صورت خودكار تنظيم مي گردد تا روشنايي به دست آمده از دوربين در يك حد متعادلي قرار بگيرد . لنز هاي با تنظيم دستي براي مكان هايي مناسب هستند كه تغييرات روشنايي در محيط تقربيا اتفاق نمي افتد . در لنز هاي خودكار دو نوع عملكرد براي باز يا بسته شدن خودكار لنز وجود دارد . در نوع اول متناسب با سيگنال ويديويي ورودي و در نوع دوم متناسب با تغيير در ولتاژ DC فرستاده شده به لنز كه توسط پروسسوري در دوربين تعيين ميشود انجام مي پذيرد . در مقايسه از نظر قيمت لنز هاي خودكار نوع DC ارزانتر ميباشند .

فوكوس داخلي Internal focusing :

در طراحي يك لنز زوم توجه به اين نكته ضروري است كه در هنگام زوم كردن تغييرات عمل فوكوس نيز با كاهش دادن انحرفات به خوبي صورت پذيرد . در سال 1976 اولين نمونه اين گونه لنزها به بازار عرضه شد . يك نما زماني فوكوس است كه اشعه هاي نوراني عمودي از لنز دقيقآ روي يك مكان همگرا شوند . براي اين كار در لنزهاي زوم گروه جبران كننده با حركت شناور خود باعث وضوح تصوير مي شوند در سيستم جديد براي جلوگيري از انحرفات طولي و عرضي رنگ در لنزها اين قسمت را به چند زير مجموعه كوچكتر تقسيم كرده اند . لذا با حركت اين مجموعه عمل فوكوس بدون وجود انحرفات رنگ به خوبي انجام مي شود .

براي كنترل مقدار نور عبوري از لنز چندين صفحه فلزي كدر به گونه اي آرايش يافته اند كه به وسيله تغيير حلقه تنظيم ميتواند روزنه مركزي بين خود را بزرگ و كوچك كنند[/quote]

سيستم فوكوسينگ داخلي پنج ويژگي دارد :
بهبود توانايي نوري : با تصحيح انحراف مي توان قابليتهاي نوري سيستم را بالا برد . اين امر منجربه افزايش زاويه ديد مي شود . distortionكاهش تغييرات در انحرفهاي رنگ وتغيير در مدت فوكوسينگ ودر نتيجه كاهش distortion زاويه ديد مي شود .
كلاهك مربع شكل : به لحاظ ثابت بودن لوله گروه جلويي مي توان در اين لنزها از كلاهك مربعي استفاده كرد . تا كنون در لنزهاي متداول چون گروه جلويي براي چرخيدن طراحي شده بود كلاهك نيز به صورت مدور flaring,ghosting طراحي مي شد ولي اكنون در سيستم فوكوسيگ داخلي لنز مي تواند به طور موثرتري را از بين ببرد ، اين عمل به وسيله قطع اشعه هاي مزاحم و غير ضروري در درون كلاهك مربعي شكل انجام مي شود كه بسيار مناسب است .
كاهش وزن گروه فوكوسينگ : لنزگروه فوكوسينگ لنزهاي جديد به خاطر سبك وزن بودن نسبت به لنزهاي متداول سريع تر مي توانند جابجاشوند و به قدرت الكتريكي كمتري بر اي اين كار احتياج دارند اين عمل حتي در حالت دستي نيز به صورت ملايم و نرم انجام ميشود .
استفاده از فيلترها : با انواع فيلتر هايي كه به لوله جلويي متصل مي شود كاربردهاي متفاوتي دارند در hand heldلنزهاي لنزهايي كه قسمت جلويي آنها چرخش دارد چون خواص فيلترها با چرخش آنها تغيير مي كند استفاده از مشكل ساز است half ND فيلترهاي پلاريزه كننده فيلتر هاي كراس و فيلتر هاي اما در لنزهاي فوكوسينگ داخلي چون گروه جلويي نمي چرخد حداكثر توانايي فيلترها در افکت مختلف روز داده مي شود .
لوازم جانبي نوري : در فوكوسينگ داخلي اتصال لوازم جانبي از قبيل يك مبدل به سمت وايد ويا مبدلي به سمت تله به دستي را مستقيمآ به لوله Matte boxگروه جلويي تاثيري بر فوكوسينگ ندارد حتي ميتوان يك جلويي متصل نمود .
انواع لنز هاي مورد استفاده در دوربين ها:
لنزهاي با زاويه ديد ثابت : در انواع WIDE و SUPER WIDE در بازار موجود اند .
لنز هاي با قابليت زوم دستي : در اين نوع لنز ها اگر چه تغيير فاصله كانوني به صورت دستي و غير اتوماتيك انجام ميگيرد اما نسبت به لنز هاي با فاصله كانوني ثابت از بسيار راحتتر و انعطف پذير تر هستند .
لنز هاي با قابليت زوم كنترلي : دراين نوع لنز ها تغيير فاصله كانوني لنز براي گرفتن نماي نزديك و يا دور از شي مورد نظر را ميتوان به صورت كنترلي انجام داد.اين نوع لنز ها معمولا بر روي دوربين هاي چرخشي افقي يا عمودي نصب ميگردند . به نسبت بين شعاع كانوني يك لنز در حالت حداكثر زوم به شعاع كانوني لنز در حالتي كه نماي دور از يك شي را ميدهد نسبت بزرگنمايي گفته ميشود . هر چه اين نسبت بيشتر باشد در واقع شما ميتوانيد تصاوير با بزرگنمايي بيشتري را از موضوعات مورد نظر خود به دست آوريد .
لنز هاي غير كروي : در اين نوع لنز ها شعاع سطح لنز يك مقدار ثابت نيست و در قسمت هاي مختلف سطح لنز مقدار متفاوتي است . اين امر باعث ميشود كه اعوجاجي كه در تصاوير به دست آمده از سطح پيراموني لنز ايجاد ميشوند از بين برود . همچنين اين نوع لنز ها در مقايسه با ساير لنز هاي هم اندازه خود تصاوير با روشنايي بهتري را ارايه ميدهند .
لنز هاي PIN-HOLE : اين نوع لنز ها كه از نوع لنز هاي با فاصله كانوني ثابت هستند در شرايطي استفاده ميشوند كه ممكن است افراد در آن محيط از اينكه توسط دوربين ها رويت شوند احساس نارضايتي نمايند.در اين صورت اين نوع لنز ها را درون ديوار قرار داده تا به صورت مخفي بتوان محيط درون اتاق را مورد مونيتورينگ قرار داد . قطر پيشنهادي براي سوراخي كه لنز درون آن در ديوار تعبيه ميشود 3.5 ميليمتر است .
لنز هاي منشوري : اين نوع لنز ها نيز در شرايطي مانند لنز هاي PIN-HOLE استفاده ميشوند و از نوع لنزهاي با شعاع كانوني ثابت هستند اما بر خلاف لنز هاي PIN-HOLE در سقف كار گذاشته ميشوند .
انتخاب لنز : انتخاب لنز مناسب مستلزم اين است كه محل مورد نظر براي نصب دوربين ، شرايط نصب دوربين و مقدار زاويه و محدوده اي كه لازم است توسط دوربين ديده شود مشخص گردند . در انتخاب لنز مناسب براي دوربين رعايت نكات زير ميتواند مفيد واقع شود .
استفاده از لنز هاي WIDE اگر چه زاويه ديد بيشتري را ميدهد اما موضوعاتي كه مورد مونيتورينگ واقع ميشوند كوچكتر از اندازه واقعي به دست مي آيند .
لنز هاي استاندارد تصاوير بزرگتري از موضوعات ميدهند اما زاويه ديد آنها كوچكتر است .
در اتاق هاي كوچك براي اينكه نقاط كور دوربين را كاهش دهيم بهتر است از لنز هاي wide استفاده شود .در صورت استفاده از لنز هاي wide در صورتيكه نياز باشد تا موضوعات نيز با دقت بيشتري ديده شوند بهتر است كه از دوربين هاي ديگر به صورت تركيب با دوربين لنزwide استفاده گردد

انتخاب لنز مناسب مستلزم اين است كه محل مورد نظر براي نصب دوربين ، شرايط نصب دوربين و مقدار زاويه و محدوده اي كه لازم است توسط دوربين ديده شود مشخص گردند.