لنز در دوربین مدار بسته

چشم انسان دستگاهی فوق العاده سازگار است که می تواند بر روی اشیا دور تمرکز و بلافاصله بر روی چیزی نزدیک تمرکز کند. این نگاه می تواند بر روی یک فاصله و یا یک زاویه گسترده نزدیک باشد و می تواند در نور روشن روز و یا در هنگام غروب باشد که به شکل خودکار چشم در حین انجام اینکار، تنظیم می گردد. این نگاه همچنین دارای یک عمق میدانی و بلند نیز می تواند باشد. بنابراین بر مناظری که فاصله طولانی از ما دارند نیز می توان به شکل همزمان تمرکز نمود. چنانچه نور کافی وجود داشته باشد می توان رنگ ها را نیز از یکدیگر تشخیص داد. اما در صورت فقدان نور، تصویر پیش رو یک رنگ خواهد بود. این نیز به مغز که نسبت به هر کامپیوتری سریعتر به هنگام می شود، مربوط می گردد و مغز آنرا در حافظه حفظ می کند. بنابراین، چشم می تواند از سمتی به سمتی دیگر و یا از بالا به پایین و بالعکس بچرخد و بر تصویری روشن از آنچه اسکن می کند، تمرکز نماید. مغز تمام داده‌ها را می پذیرد و بلافاصله تصمیم می گیرد برای حرکت دادن چشم به سمت تصویر خاصی که مورد نظر می باشد و زاویه مناسب برای دید را انتخاب می کند و بر آن متمرکز می شود. چشم یک ترفند هوشمندانه دیگر نیز دارد و می تواند صحنه پیش روی دارای کنتراست شدید را طوری تنظیم کند که فقط بخشی از آنچه که مورد نظر است را مورد مشاهده قرار دهد.
در مقایسه با چشم، اساس لنز در یک دوربین مدار بسته یک دستگاه فوق العاده ابتدایی است و تنها می تواند بر یک سطح صاف جداگانه تمرکز کند و هر چیز دیگری قبل و بعد از این سطح صاف به تدریج از تمرکز دید خارج می گردد و زاویه دید نیز کاملا ثابت است. در هر زمان، تنها می تواند یک منطقه خاص را مورد مشاهده قرار دهد که از قبل تعیین گردیده است. عنبیه باز شده بر یک منظره خاص ثابت است و تنها به تغییرات کلی در سطوح نور پاسخ می دهد. حتی لنز عنبیه اتوماتیک را می توان تنها به شکلی کلی بر روی سطوحی از نور تنظیم کرد، اگر چه خنثی کننده‌هایی برای کنتراست های مختلف در بین یک صحنه وجود دارند. مشکل دیگر این است که وقتی کنتراست بیشتری بین این مناطق و اطراف آن ایجاد می گردد، یک لنز احتمالا باید طوری تنظیم گردد تا به منطقه خاص مورد نظر شما نگاه کند. با این حال، هنگامی که خورشید تغییر وضعیت می دهد و فصل تغییر می کند، نتیجه آن تاریک شدن مناطق روشن و روشن شدن مناطق تاریک است و صحنه پیش رو ممکن است کاملا سفید یا کاملا تیره گردد و به هیچ استفاده‌ایی از آن نتوان کرد.
جنبه بحث برانگیز اما مهم طراحی یک سیستم موفق دوربین مدار بسته انتخاب صحیح لنز است. مشکل این است که مشتری ممکن است یک چشم انداز کاملا متفاوت از آنچه که یک لنز مشاهده می کند در مقایسه با واقعیت آن داشته باشد و دلیل این است که درک بسیاری از افراد آن چیزی است که مایل به دیدن آن هستند و با چشمان خود میبینند. موضوعاتی مانند شناسایی خلاف کاران و پلاک اتومبیل ها باید موضوعاتی دائمی و مورد بحث بین شرکت های نصب و مشتریان باشد.
انتخاب مناسبترین لنز برای هر دوربین بایستی همیشه بین نیازهای قطعی کاربر و استفاده عملی از سیستم، سازگاری داشته باشد. دیدن یک سکوی بارگیری بزرگ و یا خواندن تمام اعداد پلاک اتوموبیل با یک دوربین امکان پذیر نمی باشد. راه حل آن احتمالا داشتن دوربین های بیشتر و یا محدود کردن منطقه مورد نظر می باشد. یک شرکت که این سیستم پیشنهادی را مطرح می کند، بایستی بدون درنگ اشاره داشته باشد به محدودیت هایی که ممکن است با توجه به ترکیب لنزها در مقابل تعداد دوربین ها وجود داشته باشد. اینکار بهتر از آن است که مشتری از پرداخت صورتحساب ناراضی باشد.
اگر چه لنزها در برابر چشم انسان ابتدایی و ساده به نظر می رسند اما بایستی با توجه به درجه نیاز بالایی که تکنولوژی و توسعه به آنها دارد، این موضوع را در نظر گرفت. تنوعی بزرگ نیز می تواند در کیفیت نصب لنزها وجود داشته باشد. لنز اولین رابط بین صحنه مشاهده شده و تصویر نهایی بر روی مانیتور است. بنابراین، کیفیت سیستم بسیار تاثیر گذار بر انتخاب لنز می باشد. به عنوان مثال، برای نظارت کلی، یک مغازه کوچک خرده فروشی بتواند با استفاده از یک لنز با کیفیت پایین نتایج کاملا قابل قبولی را به دست آورد. هنگامی که خواسته‌های ما از سیستم افزایش می یابد، بایستی استفاده از یک لنز با کیفیت برتر نیز در نظر گرفته شود. تفاوت در هزینه بین یک لنز با کیفیت پایین و یک لنز با کیفیت بالا درصد بسیار کمی از کل هزینه یک سیستم صنعتی بزرگ است.

کنترل نوردهی

قرار گرفتن در معرض یک دوربین معمولی عکاسی را می توان با ترکیبی از سرعت شاتر و عنبیه باز کنترل کرد. اینکار در لنز دوربین مدار بسته اتفاق نمی افتد. دوربین مدار بسته استاندارد با هر 2/1 فرکانس شبکه، یک تصویر کامل تولید می کند. هنگامیکه فرکانس شبکه 50 هرتز (سیکل در ثانیه) باشد در هر 25/1 ثانیه و وقتی این فرکانس 60 هرتز باشد در هر 30/1 ثانیه یک تصویر کامل را تولید می کند. به طور کلی زمان قرار گرفتن در معرض دوربین ثابت است و تنها کنترل مقدار عبور نور به دستگاه تصویربرداری با تنظیم اندازه عنبیه انجام می گیرد. جزئیات این موضوع در این فصل بیشتر پوشش داده خواهد شد. اکثر دوربین ها و دستگاه های تصویربرداری دارای مقداری تلرانس برای اندازه نوری که توسط لنز عبور داده می شود، هستند تا تصویری قابل قبول را ایجاد کنند. به طور کلی محدوده‌ایی از تلرانس به شکل معکوس، متناسب برای حساسیت دوربین است. دوربین های حساس تر نیاز به کنترل بیشتری از دیافراگم عنبیه دارند.

فرمت لنز

لنز اولیه دوربین های مدار بسته برای ” فرمت دوربین تیوب 1” طراحی شده بودند و بسیاری از آنها هنوز هم در بازار موجود می باشند. این لنز به نام C-mount با داشتن رزوه، بر روی این دوربین ها پیچ می خورد. این لنز دارای طرحی خاص برای طول و سایز لبه‌ها در رزوه‌ها می باشد که در اصل برای دوربین های عکاسی معمولی بکار برده می شود. در سال های اخیر این لنزها برای دوربینهایی با فرمت 1/2” و 2/3” و در حال حاضر برای 1/3” ساخته شده اند. در نتیجه، هنگام انتخاب یک لنز برای یک دوربین خاص، باید کاملا دقت نمود. فقط چهار فرمت دوربین و چهار فرمت لنز وجود دارند و آنها با هر ترکیبی سازگار نیستند. لنز طراحی شده برای فرمت یک دوربین بزرگ ممکن است برای یک فرمت کوچکتر مورد استفاده قرار بگیرد اما معکوس آن امکان پذیر نیست. علاوه بر این، میدان دید به یک اندازه در دوربین های مختلف نخواهد بود. در حال حاضر یک پیچیدگی بیشتر در طیف وسیعی از لنزها که به آن CS-mount می گویند، وجود دارد. تفاوت بین این دو نوع پایه در لنزها، طول لبه پشتی آنها می باشد که فاصله آن از لبه پشتی تا بدنه سنسور است. لنز A.C-mount ممکن است برای دوربین های CS-mount با یک حلقه مبدل به کار گرفته شود، اما یک لنز CS-mount نمی تواند برای یک دوربین C-mount مورد استفاده قرار گیرد. مشکل اصلی این است که هر دو نوع لنز را می توان بر روی هر دو نوع دوربین بدون آسیب ظاهری پیچاند. نتیجه این است که در صورت استفاده اشتباه، فوکوس غیر ممکن خواهد بود. برخی از لنزهای C-Mount دارای یک برآمدگی در پشت خود هستند که می توانند به سنسور در دوربین های CS-Mountآسیب وارد نماید. شکل زیر را مشاهده فرمایید. رزوه‌های پیچشی و طول شانه‌های آنها برای هر دو نوع پایه یکسان است و این درک تفاوت آنها را از یکدیگر ناممکن می کند، به جز آنکه اندازه کلی لنز C-mount به شکل عمومی کوچکتر می باشد.

شکل:‌ انواع پایه لنز
در زمان انتشار این مقاله هنوز هم بیشتر لنزها با یک فاصله کانونی 25 میلیمتری و بالاتر برای دوربین های 1” طراحی می گردند. این به این معنی است که هنگام استفاده از لنز با فاصله کانونی بلند در دوربین های مدرن باید مراقبت بود. به عنوان مثال، زوایای تقریبی دید، در فورمت‌های مختلف یک لنز 1”، 25 میلیمتری به شکل زیر ارائه می گردد. بنابراین، تنوع قابل توجهی در محتوای صحنه مورد انتظار وجود خواهد داشت در صورتی که این عامل مسلط باشد. زاویه دید برای

فرمت های مختلف:

FORMAT 1″ 2/3″ 1/2″ 1/3″
ANGLE OF VIEW 29° 9.5° 114° 9.79°
انتخاب لنزها
هنگامی که مناسبترین لنز را برای یک شرایط خاص انتخاب می کنید دو عامل اصلی دیگر یعنی فاصله کانونی و نوع کنترل عنبیه باید در نظر گرفته شود. در بین هر یک از این عوامل، ویژگی های دیگری نیز وجود دارد که باید مد نظر داشت. لنزها احتمالا همه ترکیب‌های فاصله کانونی و کنترل عنبیه را فراهم می آورند. انتخاب آنها به محل و سیستم مورد نیاز بستگی خواهد داشت.

فاصله کانونی

فاصله کانونی یک لنز میدان دید را در فواصل خاص تعیین می کند. اینکار همچنین می تواند با فرمولی که بعدا در این فصل ارائه خواهد شد، محاسبه گردد و یا آنها را می توان از طریق جداول ارائه شده توسط تامین کنندگان لنزها پیدا نمود. اکثر تولید کنندگان کار را با ماشین حساب‌های اسلاید و یا دوار ساده کرده اند که طول فاصله کانونی لنز و فاصله موضوع مورد نظر را محاسبه می کند. هر چه فاصله کانونی طولانی‌تر باشد، زاویه دید باریکتر می گردد. به لنزهای با فاصله کانونی طولانی تر از 25 میلیمتر غالبا لنز زوم می گویند که به هیچ وجه این اطلاق صحیح نیست. فاصله کانونی لنز به انتخاب دقیق برای مطمئن شدن از اینکه محل صحیح در معرض دید باشد نیاز دارد و همچنین به درجه جزئیاتی که قابل قبول باشد. قاعده کلی این است که برای “دیدن” افراد در یک مانیتور حداقل آنها باید در 10% از ارتفاع صحنه حضور داشته باشند. “دیده شدن”در این زمینه به معنای توانایی تصمیم گیری برای بودن یک فرد در صحنه است. برای توانایی شناسایی یک فردی که می خواهیم در صحنه شناخته شود، نیاز به حداقل 50%(ترجیحا 60%) از ارتفاع صحنه است و یک فرد که نیاز به شناسایی ندارد، حداقل باید 12% از ارتفاع صحنه را اشغال کرده باشد.

فاصله کانونی ثابت

به این نوع لنز گاهی اوقات لنز تک کانونی نیز گفته می شود. همانطور که از نام آن پیداست، مخصوص زمانی است که میدان دید به شکلی دقیقی ثابت است و نیاز به تغییر آن در هنگام استفاده از سیستم نیست. زاویه دید را میتوان از دفترچه مشخصات کالا و یا نمودارهای موجود به دست آورد. آنها به طور کلی در فاصله های کانونی از 3.7 میلیمتر تا 75 میلیمتر موجود هستند. فاصله کانونی دیگری ممکن است با اضافه کردن یک مبدل 2x بین لنز و دوربین ایجاد می شود. لازم به ذکر است که این امر تعداد F را توسط عاملی از دو (کاهش میزان نوری که به دوربین میرسد) افزایش می دهد. اگر فاصله کانونی طولانی‌تر شود از آنچه مورد نیاز است، استفاده از یک لنز زوم و تنظیم آن بر طبق آن ضروری خواهد بود.
به جز اغلب لنزهای زاویه باز، دیگر لنزها دارای حلقه‌ایی برای تنظیم فوکوس هستند. به علاوه، دوربین ها شامل یک تنظیم کننده فوکوس نیز می باشد که به شکل مکانیکی دوربین را در ارتباط با موقعیت لنز حرکت می دهد. اینکار انجام می گیرد تا تغییرات کوچک را بتوان در پشت فاصله کانونی لنزها بوجود آورد و تلرانس‌های تولید شده را در دستگاه دوربین با یکدیگر ادغام نمود. فوکوس صحیح به هر دو تنظیم نیاز خواهد داشت. این روش برای مشخص کردن سطح مسطح صحنه و بهترین فوکوس لازم است و سپس با حلقه فوکوس موقعیت تنظیم می شود و آنگاه تنظیم مکانیکی دوربین برای به حداکثر رساندن وضوح انجام می گیرد و در نهایت با استفاده از حلقه لنز اینکار انجام می گردد.

متغیر فاصله کانونی

در واقع این یک طراحی در لنز است که برای تنظیم دستی فاصله کانونی لنز مورد استفاده قرار می گیرد. این متغیر به هیچ وجه یک زوم در لنز نیست به دلیل آنکه این متغیر کاملا یک فاصله کانونی کوتاه است. از آنها معمولا در فضاهای داخلی که تنظیم دقیق تری از صحنه را در منظره پیش رو نیاز دارند، استفاده می شود و می تواند بین دو لنز استاندارد قرار داده شود. از آنها می توان تنها با یک هزینه اضافه کوچک به شکلی خاص برای تمام دوربین ها در یک سیستم استفاده کرد که بسیار مفید خواهند بود. اینکار موجب صرفه جویی در زمان نصب و هزینه برگرداندن آنها برای تعویض، در صورت نامطلوب بودن تصویر، می شود. برای بسیاری از شرکت هایی که درگیر نصب‌های بسیار کوچک تا متوسط در فروشگاه های خرده فروشی و یا دفاتر هستند نیز باعث صرفه جویی می گردد. همچنین باعث استاندارد سازی سیستم ها و کم شدن هزینه‌ها می شود.

لنزهای زوم کننده دستی

زوم کردن لنز یعنی تغییر فاصله کانونی در یک محدوده که به شکل دستی انجام گیرد. معمولا این حرکت توسط حلقه Knurled(کنگره دار) بر روی بدنه لنز انجام می گیرد. مفهوم “زوم کردن به داخل” به حالت لنز با فاصله کانونی طولانی تر از معمول اشاره می کند (بیش از 25mm). برای توصیف نسبت زوم به عنوان مثال می گویند 6:1 است و این بدان معنی است که طولانی ترین فاصله کانونی، شش بار از کوتاهترین این فاصله، بلندتر است. روش معمول توصیف زوم در لنز با اندازه فرمت، نسبت زوم و کوتاهترین و طولانیترین فاصله کانونی بیان می شود. به عنوان مثال به این شکل توصیف می گردد: 2/3”، 6:1، 12.5mm 75mm. باز هم باید بر اهمیت بسیار ایجاد فرمت در لنز و دوربین تاکید نمود. این لنز دارای فاصله‌های کانونی در دوربین 2/3” است اما معادل یک طیف 8 تا 48 میلیمتری در یک دوربین 1/2” می باشد.

زوم کردن موتوری لنز

لنزهای زوم به شکل دستی در سیستم دوربین های مداربسته به طور گسترده استفاده نمی گردد چراکه غالبا زاویه شیب دوربین نیاز به تغییر حالت لنز به زوم داخلی و یا زوم بیرونی دارد. رایجترین مورد برای زوم کردن جایی است که لنز در یک شیب افقی قرار می گیرد. حلقه زوم در لنز با موتورهای DC بسیار کوچک توسط ریموت کنترل به حرکت درمی آید.
با توسعه دوربین هایی که مرتبا در حال کوچکتر شدن می باشند و لنزهایی با فاصله کانونی بلندتر، بایستی روش نصب ترکیبی لنز ها و دوربین ها آنها نیز در نظر گرفته شود. در بسیاری از موارد لنزها بطور قابل توجهی بزرگتر از دوربین ها هستند و داشتن دقت در هنگام سوار کردن این لنزها به دوربینی که از آن پشتیبانی می کند ضروری است. همواره ارتباط بین دوربین و اندازه و وزن لنز را در هنگام انتخاب محافظ و یا پایه نصب برای آنها، بررسی کنید. اکثر تولید کنندگان محافظ دوربین، نگهدارنده لنز را به عنوان لوازم جانبی ارائه می دهند.

فوکوس در هنگام زوم در لنز

شایع ترین دلیل برای تغییر فوکوس هنگامی است که فوکوس مکانیکی دوربین به شکل صحیحی تنظیم نگردیده باشد. روشی که در زیر می آید جهت تنظیم فوکوس در یک دوربین مجهز به لنز زوم می باشد.
بر روی حلقه فوکوس باید نشانه‌های “نزدیک” و “دور” مشخص شده باشند. نشانه “دور” را با حلقه زوم برای وسیعترین زاویه دید تنظیم کنید. دوربین را بر موضوعی با حدود 40 متر فاصله، هدف بگیرید و آنرا برای حداکثر وضوح تنظیم نمایید. زوم بعدی را برای موضوعی در نزدیکی خود قرار دهید و فوکوس لنز را برای حداکثر وضوح خود تنظیم کنید. حالا این امکان وجود خواهد داشت که زوم در تمام مسیر برگشت خود بدون هیچگونه تغییری در فوکوس خود باشد. بسیاری از لنزهای زوم موتوری در فضاهای بیرونی با نور محدود کار می کنند. در این مورد بهتر است گفته شود که با قرار دادن یک فیلتر تراکم خنثی در مقابل لنز، عنبیه به طور کامل باز خواهد شد. یک فیلتر تراکم خنثی، فیلتری است که مقدار نور ورودی به لنز را به شکلی هموار بر کل طیف قابل مشاهده کاهش می دهد. این کوتاهترین عمق میدان دید را همانگونه که بعدا توضیح داده خواهد شد بسته به باز بودن دیافراگم ایجاد خواهد کرد.
معمولا برخی از کنترل کننده‌ها می توانند مکانیسم عنبیه خودکار را خنثی کنند تا مناطق تاریکتر، بهتر دیده شوند. این مورد معمولا زمانی رخ می دهد که دوربین متمرکز می گردد بر منطقه‌ایی باز در زیر نور شدید آفتاب و می تواند سطح نور را محاسبه کند. منظره در پیش رو در این شرایط در سطح زمین می تواند بسیار تاریک و با جزییاتی مختصر باشد. این ویژگی مطلوبی نیست مگر اینکه واقعاً لزومی پیش آید. در صورت عدم یک نظارت کامل و به دلیل خنثی شدن میتوان از این ویژگی صرف نظر نمود، چراکه تصاویر ضبط شده بسیار نامطلوب خواهند بود. راه حل بهتر، دادن شیب به سمت پایین است تا جایی که کمترین نسبت از منظره آسمان در عکس منعکس گردد.

لنزهای زوم موتوری با پیش تنظیم

موقعیت های بسیاری وجود دارند که نیاز به شیب افقی و زوم در یک موقعیت از پیش تعیین شده دارند که محل را پوشش دهند. اینکار باعث می شود تا لنزها به طور خودکار زوم و فوکوس کنند و ولتاژ را در سراسر پتانسیومتر محاسبه و مورد مقایسه با سیگنال ها در سیستم کنترل قرار دهند. عملکردهای دیگری برای لنزهای زوم دارای موتور وجود دارند. کنترل های پیش تنظیم شده تنها با سیستم های کنترل شده تله متری امکان پذیر می باشد. مشخصات کنترل تله متری باید مورد بررسی قرار گیرد تا متوجه پیش تنظیم کنترل کننده‌ها مرکزی یا محلی از دریافت کننده تله متری شویم.

کنترل عنبیه لنز

عنبیه دستی: با این نوع از لنز و با چرخش حلقه knurled بر روی بدنه لنز و با تنظیم دستی آن، عنبیه باز می شود. به طور معمول، یک لنز، طیف وسیعی از تنظیمات را از حداکثر باز تا کاملا بسته به همراه دارد، اگر چه تنظیمات با شیب بیشتری خواهد بود. این نوع از لنز تنها مناسب برای برنامه‌های کاربردی در فضاهای داخلی، جایی که در آن سطوح نور نسبتا ثابت باقی میماند مناسب است. این لنز همچنین می تواند در فضاهای داخلی با دوربین های دارای شاتر مورد استفاده قرار گیرد و باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه‌ها گردد. در استفاده از ترکیب دوربین و لنز در برنامه‌های نرم افزاری برای فضاهای خارجی بایستی مراقب بود، چراکه دوربین کنترل کافی برای پوشش کامل محدوده نور ندارد. بعلاوه، لنزهای عنبیه دستی معمولا فیلتر تراکم خنثی را برای مقابله با نور شدید خورشید ندارند.
در بسیاری از موارد در فضاهای داخلی به علت تابش نور از پنجره ها، نورگیرها و غیره سطح کلی آن به طور قابل توجهی بین تابستان و زمستان متفاوت می گردد. بنابراین، لازم است دیافراگم را دو یا سه بار در سال برای حفظ وضوح بهینه تصویر تنظیم کنیم.
عنبیه اتوماتیک : با توجه به ادامه توسعه، دوربین های مدار بسته حساستر شده اند و استفاده کاربردی از آنها برای فضاهای خارجی بیشتر گردیده است. آنها در محدود نوری که می توانند با آن مقابله کنند، بسیار محدود هستند. برای غلبه بر این مشکل، لنزهای عنبیه دستی به موتوری مجهز هستند که توسط زبانه قرار گرفته بر روی حلقه عنبیه به حرکت در می آید. این موتور از طریق تقویت کننده خروجی تصویر به دوربین متصل می گردد و برای تنظیم حلقه عنبیه با توجه به ولتاژ سیگنال تصویری مورد بازبینی قرار می گیرد. هر چقدر ولتاژ کمتر باشد عنبیه بیشتر باز می شود تا زمانی که ولتاژ تصویری صحیح بدست آید و معکوس این جریان اتفاق می افتد، زمانی که ولتاژ افزایش می یابد. تقویت کننده‌های اولیه با مشکل حساسیت بیش از حد و پاسخ سریع به تغییرات در سیگنال های ویدیویی مواجه بودند. اینکار باعث ‘نوسان سرعت’ در کنترل باز کردن عنبیه و نوسان کنتراست تصویر می گردد. برای غلبه بر این مشکل، مدار تاخیری تقویت کننده بکار برده می شود، اما گاهی اوقات باعث می شود که مشکل معکوس گردد و تغییر در تصویر بیش از حد آهسته می شود. در حال حاضر لنزهای عنبیه اتوماتیک جدید به طور کامل قطعات جامعی را توسط تولید کنندگان لنزها تولید می کنند که در برگیرنده موتورهای میکروسکوپی و الکترونیکی پیچیده است. سه نوع لنز اصلی عنبیه اتوماتیک وجود دارد.

تقویت کننده عنبیه

گاهی اوقات به این نوع لنز به عنوان لنز servo اشاره می گردد. رایجترین نوع آن شامل یک تقویت کننده است و به سیگنال‌های تصویری دوربین متصل می شود. اینکار همچنین توسط ولتاژ dc که توسط دوربین فراهم می آید، هدایت می گردد. ولتاژ سیگنال های ویدئویی متناسب با میزان نور بر روی دوربین است و سطح تصویر متناسب با سطح نور می باشد. تقویت کننده به طور مداوم مراقب ولتاژ و حفظ آن در 1 ولت پیک تا پیک است. همچنانکه ولتاژ تغییر می کند در نتیجه تقویت کننده عنبیه را باز یا بسته میکند تا 1 ولت را به شکل ثابت حفظ کند.
اکثر دوربین ها با یک عنبیه اتوماتیک کار می کنند که شامل یک سوکت در عقب دوربین است. سه اتصال، V+، video، 0v در آنها موجود است. متاسفانه، فعلا هیچ استانداردی برای این اتصال وجود ندارد، اما اکثر دوربین ها با یک پلاگین مناسب بسته بندی می گردند. چنانچه دوربینی با دوربین دیگر عوض گردد، این خود می تواند مشکلاتی را در طول نگهداری و یا ارائه خدمات به وجود آورد و می تواند به این معنی باشد که مهندسین خدمات باید پلاگین عنبیه را در جای خود تغییر دهند که به نظر کار آسانی نمی آید. در حال حاضر با مشخص شدن این مشکل، بسیاری از دوربین ها با ترمینال های پیچشی در پشت آنها تولید می شوند.

لنزهای Galvanometric

این لنز نیز به عنوان لنز galvometric یا لنز galvano شناخته شده است. این نوع لنز عنبیه خودکار است و با یک ولتاژ مرجع تولید می شود و توسط یک تقویت کننده در دوربین هدایت می گردد. این لنز دارای یک موتور هدایت کننده برای باز و بستن کردن لنز و یک سیم پیچ تعدیل برای جلوگیری از نوسان سرعت است. این لنزها دارای چهار اتصال، +ve drive, -v drive, +ve damping و–v damping هستند. مشخصات دوربین باید بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که دوربین شامل مدارات برای این نوع لنز باشد. لنزهای Galvanometric ارزانتر از لنز با تقویت کننده داخلی است. آنها به سادگی نصب می شوند، اما فقط می توانند با طیفی محدود از دوربین ها کار کنند. این نوع لنز برای بسیاری از دوربین ها، با اتصال پیچشی بجای اتصال با سوکت تولید می شود.
پارامترهای لنز
فاصله کانونی: اشعه‌هایی که از اجسام بسیار دور ساطع میگردد، توسط لنز در یک نقطه مشترک در یک محور نوری فشرده می گردند. نقطه‌ای که “حسگر تصویری دوربین” بر آن قرار می گیرد را نقطه کانونی می نامند. این لنز دارای دو نقطه کانونی، نقطه اصلی اولیه و نقطه اصلی ثانویه است. فاصله بین نقطه اصلی ثانویه و سطح حسگر تصویری، فاصله کانونی لنز است.

زاویه دید لنزها: این زاویه‌ایی است که دو خط از نقطه اصلی ثانویه با لبه‌های حسگر تصویری به آن شکل می دهند. فاصله کانونی لنز به اندازه‌ایی ثابت می گردد که سنسور تصویری تعیین می کند. با این حال زاویه دید با توجه به اندازه سنسور تغییر می کند.

زاویه دید توسط فرمول زیر بدست می آید:

زاویه دید لنز و فاصله کانونی آن با توجه به اندازه سنسور متفاوت خواهد بود. نتیجه این است که برای یک منظره مشخص شده، فاصله کانونی مورد نیاز با توجه به اندازه سنسور، همانگونه که در شکل نشان داده شده است، تغییر می کند. این نشان می دهد که برای همان میدان دید، هر چقدر فرمت کوچکتر باشد، فاصله کانونی مورد نیاز کوتاهتر خواهد بود.

شکل: زوایای دید برای اندازه‌های مختلف سنسور.
میدان دید: میدان دید نسبت اندازه سنسور به فاصله کانونی و فاصله آن تا موضوع است. نسبت ‘عرض به ارتفاع’ سنسور، 4:3 است. زاویه‌های افقی و عمودی و میدان دید متفاوت خواهند بود، در نتیجه باید به طور جداگانه در نظر گرفته شوند.

اندازه سنسور

برای مثال، اگر برای منظره‌ایی با 2.5 متر ارتفاع در یک فاصله 10 متری، نیاز به دوربین و لنز 2/3” باشد، محاسبه آن با رابطه ارائه شده به شکل زیر خواهد بود.

نزدیکترین لنز استاندارد در این مورد 25 میلیمتر و ارتفاع واقعی موضوع صحنه 2.64 متر خواهد بود. فاصله کانونی کمی کوتاهتر، زاویه نسبتا گسترده‌تری را فراهم می آورد.
اکثر بروشورهای مربوط به لنزها، زاویه افقی و عمودی دید پیش رو را ارائه می دهند. مناظر مرتبط را میتوان بوسیله فرمول زیر مورد محاسبه قرار داد:

در حالیکه H ارتفاع صحنه و d فاصله دوربین از صحنه است. ارتفاع افقی صحنه را با استفاده از زاویه افقی دید می توان ارائه داد.
رابطه بین اندازه سنسور و اندازه لنز : این موضوع که بتوان از ترکیب اندازه سنسور و خصوصیات لنز یک میدان دید واقعی به دست آورد، می تواند بسیار گیج کننده باشد. لنزها در هنگام طراحی برای سنسوری با اندازه خاص اختصاص می یابند. لنزهای طراحی شده برای یک اندازه سنسور می تواند برای اندازهای کوچکتر هم مورد استفاده قرار بگیرند اما معکوس این حالت امکان ندارد. دلیل آن این است که حد نهایی صحنه، خارج از منطقه سنسور خواهد بود. بسیاری از افراد در صنعت دوربین های مدار بسته با “دوربین رایج 2/3” و میدان دیدی که تولید می کند کاملا آشنا هستند. با این حال در حال حاضر دوربین های 1/2” و 1/3” به طور گسترده‌ایی مورد استفاده قرار می گیرند و بنابراین جز عوامل مهمی هستند که باید در نظر گرفته شوند.

شکل: تاثیر اندازه سنسور در دید

شکل بالا نتیجه استفاده از یک لنز طراحی شده در فرمت 1/2” را برای سنسور 1/2” نشان می دهد. دقت در تصمیم گیری هنگام انتخاب مناسبترین لنز برای میدان دید مورد نیاز، از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. اندازه طراحی لنز باید با اندازه سنسور مورد استفاده در آن همخوانی داشته باشد.
پس بطور خلاصه می توان گفت:
• لنزی که برای یک فرمت طراحی شده باشد می تواند برای دوربینی با فرمت‌های کوچکتر نیز مورد استفاده قرار بگیرد، اما زاویه دید باریک تری را ایجاد می کند
• لنزی که برای یک فرمت طراحی شده باشد نمی تواند برای دوربینی با فرمت‌های بزرگتر مورد استفاده قرار بگیرد.
• فاصله کانونی بر اساس فرمت خاصی از دوربین و لنز مورد ارزیابی قرار می گیرد و سپس برای استفاده از دوربینی با فرمت کوچکتر تصمیم گرفته می شود و میدان دید مشابهی در فاصله کانونی در لنزی که مورد استفاده قرار می گیرد به دست میاید.
• همیشه زاویه دید برای لنز ودوربین خاصی که برای استفاده در نظر گرفته اید و با یکدیگر ترکیب می کنید را مورد بررسی قراردهید.
دیافراگم: به مقدار دیافراگم ‘رقم f’ لنز می گویند، به عنوان مثال f1.4، f1.2، و غیره این نسبت مکانیکی اجزاء لنز است و مشخص می گردد با:

قطر موثر به اندازه جلو لنز مرتبط می باشد. توجه داشته باشید که این قطر موثر است و قطر واقعی نیست. این اندازه مقدار نوری است که لنز از دوربین عبور می دهد. همانطور که گفته شد تنها یک نسبت است و به کیفیت لنز اشاره نمی کند. هرچه رقم کوچکتر باشد، دیافراگم بزرگتر است. این رقم در دفترچه مشخصات لنز ارائه می گردد و دیافراگم حداکثری است و معمولا بعد از اندازه دیافراگم حداقلی میاید. به عنوان مثال، f1.4 — F360، این مقدار دوم، مهم است اگر دوربین مانند سنسور تقویت کننده خیلی حساس باشد. دوربین های تقویت شده غالبا نیاز به یک دیافراگم حداقلی به کوچکی F1500 دارند. توسط فرمول بالا می توان محاسبه کرد که با داشتن یک لنز 16 میلیمتری، و داشتن دیافراگم تنظیم شده f360، قطر موثر تنها 0.04 میلیمتر خواهد بود. بنابراین، به این روش، اجازه ورود نور بیش از حد به سنسور دوربین تقویت شده، داده خواهد شد و در نتیجه باعث تخریب تیوب دوربین و یا خیره شدن تصویر می شود.
گفته شد که رقم f یک نسبت است. این به معنای آن نیست که لنزی با رقم کمتر بهتر از لنز با رقم بالاتر است. عوامل دیگری در انتقال نور از طریق لنز تاثیر گذار هستند. با این حال، زمان مقایسه لنزها مشهور دنیا با یکدیگر، استفاده از رقم f برای اینکار کافی است، مگر اینکه برنامه خاصی مثل مقایسه تصویری یا رزولوشن بسیار بالا مورد تقاضا باشد.
کارآمدی یک لنز و مقدار نوری که می تواند انتقال یابد به عوامل بسیار زیادی بستگی دارد که طراحان لنز باید آنها را در نظر بگیرند. با این حال، در نهایت یک لنز باید گزاره‌های تجاری و مقرون به صرفه‌ایی را برای نصب کنندگان و مشتریان دوربین های مداربسته داشته باشد. دو عامل که بر هزینه یک لنز تاثیر می گذارند، اندازه لنز و سازه شیشه‌ای آن و تعداد این سازه‌ها می باشد. بنابراین، یک لنز 16 میلیمتریf1.8 ارزانتر از یک لنز 16 میلیمتری f1.2 خواهد بود. در نتیجه، برخی از تولید کنندگان لنز را با یک فاصله کانونی اما در دو متغیر از رقمf تولید می کنند. برای فضای داخلی با نور کافی و یا استفاده در فضای باز در روشنایی روز، لنز ارزان f 1.8 رضایت بخش خواهد بود و می تواند باعث صرفه جویی در هزینه گردد. در انتخاب لنز ارزان برای فضاهای خارجی با شرایط نور کم بایستی دقت کرد. همانطور که اشاره شد، این شرایط تقریبا سه برابر بیشتر به نوری که لنز f1.2 از خود عبور می دهد، نیاز دارد.