انواع لنزهای دوربین مداربسته

مقدمه : چشم انسان سیستمی است که ز قابلیت انطباق بسیار بالایی برخوردار است و می تواند بر روی اشیاء واقع شده در دور دست متمرکز شده و بلافاصله و در چند لحظه بر روی نزدیکترین اشیاء تمرکز یابد چشم می تواند دوردست ر مشاهده کند و یا با زاویه دید وسیعی اشیاء نزدیک را ببیند . چشم می تواند با تنظیم اتوماتیک هم در نور کامل و هم در نورضعیف به عملکرد خود ادامه دهد . چشم همچنین قابلیت تشخیص عمق میدان را نیز دارد و لذا می تواند بروی چند شی که در دور دست قرار دارند به طور هم زمان تمرکز نماید . چشم در حضور نور کافی تصاویر را تمام رنگی می بینند و در نور کم به حالت تک رنگ تغییر وضعیت می دهد چشم همچنین به مغز متصل است که نسبت به هرکامپیوتری از حافظه سریعتری برخوردار است . در نتیجه چشم ها می توانند از چپ به راست و از بالا به پایین چرخش کنند و از جهاتی که مورد بررسی قرار گرفته اند یک تصویر واضح در مغز بسازد مغزتمامی تصاویر را دریافت می کند و سریعا تصمیم گیری می کند تا چشم ها به سمت کدام جهت بچرخد و مشاهده را ادامه دهند مغز همچنین زاویه دید چشم و میزان تمرکز آن را مشخص سازد . چشم همچنین یک قابلیت هوشمندانه دیگر نیز دارد که می تواند تصاویر با کنتراست بالا را مشاهده کند و یا تنها بروی بخشی از یک تصویر تمرکز نماید .

از طرف دیگر ، لنزهای به کار رفته در یک سیستم نظارت تصویی بسیار ساده می باشند آنها تنها می توانند بر روی یک صحنه تمرکز نمایند و هر شی در جلو و یا پشت آن نقطه ازتمرکز خارج می شوند زاویه دید در هر زمانی ثابت است و لذا دوربین در هر زمانی تنها می تواند یک صحنه از قبل تعیین شده را مشاهده کند میزان باز بودن دریچه ورودی دوربین ثابت است و لذا تغییرات نوری تنها به تغییرات محیطی نور وابسته است حتی یک لنز اتوماتیک هم تنها می تواند برای میزان نور کلی محیط تنظیم شود اگر چه که مکانیزم های جبران سازی برای در دست داشتن میزان بهینه کنتراست در تصاویر وجود دارد مشکل مهم دیگر آن است که ممکن است یک لنز برای دیدن یک صحنه خاص تنظیم شده باشد و در عین حال بین آن مکان و فضای اطراف کنتراست بالایی وجود داشته باشد با این حال ، با تغییر فصل ها و یا حتی زاویه تابش خورشید ممکن است نقاط تاریک روشن و یا نقاط روشن تاریک شوند و لذا نقطه دید مورد نظر بیش از حد روشن و یا تاریک گردد .

یکی از مهمترین جنبه های طراحی یک سیستم نظارت تصویی می تواند انتخاب لنزها برای آن باشد . مشکل مهم در اینجا است که معمولا مشتریان از آنچه که یک لنز و دوربین می تواند در حقیقت انجام دهد مطلع نیستند این به علت آن است که مشتیان آنچه را که می توانند با چشم های خود ببینند از دوربین ها انتظار دارند مواردی همچون تشخیص اشیاء مجهول و یا خواندن شماره پلاک اتومبیل ها همواره به موارد بحث بین مشتریان و شرکت های نصب کننده تبدیل می شوند .

انتخاب لنزهای مناسب برای سیستم های نظارت تصویری می بایست با در نظر گرفتن همزمان نیازهای مشتری و توانایی های حقیق یک سیستم انجام می شود در عمل این امکان ندارد که بتوانیم که یک بندرگاه را تحت پوشش دوربین قرار دهیم و در عین حال شماره پلاک تمامی اتومبیل ها را نیز بخوانیم .

چاره کار می تواند در استفاده از چندین دوربین و یا تحت پوشش قرار دادن یک ناحیه دید محدود باشد شرکتی که مسئولیت نصب سیستم های نظارت تصویری را بر عهده دارد نباید نسبت به بیان محدودیت هایی که سیستم های نظارت تصویری و لنزها دارند برای مشتریان خود تردید داشته باشند بیان این محدودیت ها قبل از نصب بسیار بهتر از آن است که مشتری در پایان کار هزینه ها را با اکراه بپردازد .

لنزهای با فاصله کنونی ثابت :

به این لنزها گاهی اوقات لنزهای تک کانونی نیز می گویند همان طور که از نام این لنزها بر می آید آنها برای مواردی استفاده می شوند که نیاز است تا تنها یک صحنه مشخص مورد تصویر برداری قرار گیرد و نیازی برای تمرکز بر روی نقاط جلوتر و یا عقب تر نیز وجود ندارد زاویه دید این دوربین ها را می توان با استفاده از جدول های مخصوصی مشخص نمود این لنزها معمولا در گستره طول فاصله کانونی از ۷/۳ تا ۷۵ میلی متر وجود دارند داشتن فاصله کانونی بلندتر با استفاده از یک سیستم تطبیق کننده x2 در بین لنز و دوربین امکان پذیر می شود این به معنی آن است که فاصله کانونی دو برابر بیشتر می شود ( ودر عوض میزان نور ورودی به دوربین کاهش می یابد) اگر بازهم به طول فاصله کانونی بلندتری احتیاج باشد می بایست از یک لنز متمرکز کننده استفاده نمود .

به غیر از لنزهایی که زاویه دید وسیعی دارند باقی لنزها می توانند میزان تمرکز را تنظیم کنند به علاوه دوربین ها تنظیماتی دارند که به کمک می کند تا بتوان به صورت مکانیکی موقعیت دوربین را نسبت به لنزها تغییر داد این قابلیت به علت آن است که بتوان میزان فاصله کانونی دوربین ها را تغییر داد و اختلاف و نوساناتی را که در هنگام نصب دوربین ها به وجود می آید از بین برد . این تنظیمات هم به این بستگی دارد که صحنه ای که می خواهیم بر روی آن تمرکز داشته باشیم در چه فاصله ای قرار دارد . سپس می توان موقعیت لنزها را به صورت مکانیکی تنظیم نمود تا از مکان مورد نظر تصاویر با بالاترین وضوح ممکن بدست آید. تنظیمات ظریفتر نیز می تواند با استفاده از حلقه های خود لنزها صورت گیرد و تنظیم مکانیکی لنزها عموما تنظیم پشتیبانی خوانده می شود این به علت آن است که یک پیچ در پشت دوربین قرار دارد که کمک می نماید تتا بتوان موقعیت دوربین را نسبت به لنز تنظیم نمود . دوربین های مدرن امروزی مکانیزم های متفاوتی برای تنظیم میزان فاصله کانونی دارند برخی پیچ هایی در کنار و یا بالای دوربین دارند و برخی دیگر نیز همچنان از پیچ های پشت دوربین استفاده می کنند . در برخی دوربین ها پایه ای در جلویشان قرار گرفته است که می تواند به طور مکانیکی تنظیم شود و به وسیله آن می توان هر گونه لنزی را بر روی دوربین سوار نمود . هر چه میزان فاصله کانونی لنز بلند تر باشد تنظیمات مربوط به آن ها مهمتر خواهد بود این یکی از عملکردهای مربوط به عمق میدان خواهد بود .

لنزهای با فاصله کانونی متغیر:

این نوعی از لنزها است که توانایی تنظیم دستی میزان فاصله کانونی در آن ها بسیار کم است این یک لنز برای متمرکز کردن نیست ، چرا که میزان تغییر فاصله کانونی در آن ها کم است این لنزها عموما برای تصویر برداری داخل ساختمان استفاده می شود جایی که نیاز است تا تنظیم دقیقی از صحنه مورد مشاهده صورت گیرد و علاوه بر آن فاصله مکان مورد تصویربرداری به گونه ای است که در بین فواصل دو لنز استاندارد قرار می گیرد به علاوه این لنز در جایی می تواند استفاده شود که با کمی هزینه بیشتر بتوان یک لنز برای تمامی نیازها را در اختیار داشت این باعث کاهش عمده ای در زمان نصب می شود و به علاوه به علت حذف نیاز به تغییر مجدد لنزها و تهیه تصاویر با کیفیت مطلوب هزینه های این سیستم ها نیز کاهش خواهد یافت . برای مراکزی که نصب سیستم های نظارت تصویری در آنها با مقیاس کم تا متوسط صورت می گیرد ( همانند مراکز خرید و یا دفاتر تجاری ) استفاده از این دوربین ها به صرفه خواهد بود .

تنظیم دستی لنزها:

یک لنز متمرکز کننده لنزی است که با استفاده از حلقه هایی که در کنار آن وجود داردو به صورت دستی ، می توان میزان فاصله کانونی آنها را تغییر داد به علت توانایی زوم کردن این لنزها آنه نسبت به انواع معمولی فاصله کانونی بلندتری دارند درصد زوم کردن عموما برای مثال به صورت ۶ به ۱ بیان می شود و به معنی آن است که بلندترین میزان فاصله کانونی ۶ برابر کوتاهترین این فاصله است روش متداول برای توصیف یک لنز براساس سه پارامتر سایز ، نسبت زوم و بلندترین و کوتاهترین میزان فاصله کانونی است برای مثال ۳/۲ اینچ ، ۶ به ۱ و ۵/۱۲ میلی متر تا ۷۵ میلی متر در اینجا می بایست توجه زیادی در یکپارچه سازی لنزها با دوربین صورت پذیرد . لنزی که در اینجا توضیح داده شده است در روی یک دوربین ۳/۲ اینچ همان میزان فاصله کانونی را خواهد داشت اما بر روی یک دوربین ۲/۱ اینچ این میزان به ۸ تا ۴۸ میلی متر می رسد اگر بخواهیم این لنز را نیز توصیف کنیم به صورت ۲/۱ اینچ ، ۶ به ۱ و ۸ تا ۴۸ میلی متر خواهد بود .

 لنزهای موتور دار:

استفاده از لنزهای با کنترل دستی در سیستم های نظارت تصویری چندان متداول نیست ، چرا که میزان زاویه دید مورب دوربین با تغییر میزان زوم تغییر می یابد متداولترین کاربرد این گونه لنزها برای دوربین های دارای قابلیت زوم به چپ و راست است در اینجا حلقه لنزها توسط یک موتور دی – سی کوچک چرخانده می شود و این موتور نیز از طریق سیستم های کنترل از راه دور هدایت می شود .

با پیشرفت در زمینه ساخت دوربین های کوچک و لنزهای با فاصله کانونی بزرگتر چگونگی یکپارچه سازی لنزها ودوربین می بایست مورد توجه قرار گیرد .

موارد زیادی وجود دارد که د رآن مجموعه لنز ازدوربین ابعاد بزرگتری دارد و در عین حال می بایست لنزها را به گونه ای به دوربین متصل نمود که توسط آنها حمایت شوند . در برخی موارد دیگر هم برای دوربین و هم برای لنزها از حمایت کننده استفاده می شود . لذا همواره می بایست در هنگام انتخاب دوربین و لنزها و محفظه های نگه دارنده آنها به ابعاد و وزن هرکدام از این دو توجه شود . بیشتر تولید کنندگان محفظه های دوربین برای نگه داری لنزها نیز تجهیزات جانبی مخصوصی ارائه می کنند . متداولترین دلیل برای تغییرات فوکوس در هنگام زوم کردن آن است که تنظیمات مکانیکی فوکوس به درستی صورت نگرفته باشند .

لنزهای موتوردار باموقعیت های از پیش تعریف شده موارد زیادی وجود دارد که در آن ها نیاز است تا دوربین به چپ و راست و یا بالا و پایین حرکت داده شود تادر کل منطقه تحت پوشش بر یک نقطه خاص تمرکز نماید ، این کار با استفاده از لنزهای موتوردار و پتانسیومترهایی که به سیستم تغییر زوم متصل هستند امکان پذیر است در این هنگام با اندازه گیری میزان ولتاژ دو سر پتاسیومتر و اندازه گیری آن با مقادیر از قبل تعیین شده دوربین به سمت نقطه مورد نظر تغییر جهت داده و می تواند با تغییر میزان تمرکز تصاویر مطلوبی تهیه نماید . باقی عملکردها نیز همانند یک دوربین موتور دار معمولی ادامه می یابد . تغییر جهت دوربین به سمت موقعیت های از پیش تعیین شده لزوما نیاز به استفاده از سیستم های ارتباط از دور دارد . همچنین مشخصات این سیستم های ارتباط از دور( تله متری ) می بایست مورد بررسی قرار گیرند تا بتوان سیستمی را انتخاب نمود که از طریق اتاق های کنترل مرکزی قابل کنترل باشد .