ОБЪЕКТИВЫ С ПОСТОЯННОЙ ДИАФРАГМОЙ С УСТАНОВОЧНОЙ РЕЗЬБОЙ М12
Диапазон фокусных расстояний составляет 2,0...25 мм, что при установленной матрице ПЗС формата 1/3" соответствует углам поля зрения от 120 до 10 угловых градусов. Объективы М12 можно применять только для матриц 1/3".. . . 1/6". К матрицам 1/2" и больших форматов эти объективы устанавливать нельзя из-за кэширования (затемнения) углов поля зрения.
Качество объективов М12 зависит от угла поля зрения. Максимальная чёткость и равномерность по полю достигается в объективах со средним значением фокусного расстояния от 4,3 до 12 мм. Светосила объективов (относительное отверстие) обычно лежит в диапазоне от 1,8 до 2,5, что обеспечивает чувствительность стандартных черно-белых телевизионных камер примерно на уровне 0,05 люкса. Объективы М12 наилучшим образом подходят для недорогих малогабаритных телевизионных камер внутреннего и наружного исполнения.
ОБЪЕКТИВЫ С КРЕПЛЕНИЕМ CS-MOUNT И C-MOUNT
Объективы с креплением CS-mount и C-mount обеспечивают максимальное качество изображения. Диапазон фокусных расстояний объективов самый широкий от 2,0 до 75 мм, что соответствует углам поля зрения от 120 до 3 угловых градусов.
Наиболее широко используются объективы С или CS с автоматической диафрагмой (АРД). При этом достигаются оптимальные характеристики телекамеры. Днём диафрагма прикрывается, что обеспечивает максимальные чёткость и глубину резкости. В темноте, при полностью открытой диафрагме чувствительность стандартных камер может достигать 0,02 и даже 0,008 люкса (последняя цифра при использовании асферических АРД объективов с относительным отверстием 0,75). Камеры с "ночным" режимом и, например, VNC-753-Н2 с этими объективами и ПЗС матрицами типа "ExwaveHad" обеспечивают максимальную чувствительность 0,00002 люкса.
Недостатками этих объективов являются: относительно высокая стоимость, низкая механическая прочность и необходимость защиты от влажности, особенно при отрицательных температурах.
В таблице указана зависимость углов поля зрения по горизонтали, вертикали и диагонали от фокусного расстояния объектива любого типа (М12, PinHole, CS) для матрицы формата 1/3 дюйма.
Угол поля зрения, град |
Фокусное расстояние объектива, мм |
2,0 |
2,8 |
3,6 |
4,3 |
4,8 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
12,5 |
16,0 |
25,0 |
50,0 |
Горизонталь |
100,4 |
81,2 |
67,4 |
58,3 |
53,1 |
43,6 |
33,4 |
27,0 |
21,7 |
17,1 |
11,0 |
5,5 |
Вертикаль |
84,0 |
65,5 |
53,1 |
45,4 |
41,1 |
33,4 |
25,4 |
20,4 |
16,4 |
12,8 |
8,2 |
4,1 |
Диагональ |
112,6 |
93,9 |
79,6 |
69,8 |
64,0 |
53,1 |
41,1 |
33,4 |
27,0 |
21,2 |
13,7 |
6,9 |
ВАРИООБЪЕКТИВЫ
Использование объективов с переменным фокусным расстоянием позволяет значительно расширить возможности наблюдения. Камера с вариообъективом позволяет наблюдать всю охраняемую территорию в широком угле поля зрения, а также детально удалённый объект на этой территории в узком угле. Диапазон перестройки современных вариообъективов от 12 до 50 крат.
Вариообъективы делятся на 2 группы: сбалансированные по фокусу и несбалансированные. В первых из них при изменении фокусного расстояния фокусировка автоматически сохраняется. Объективы второй группы не имеют оптической компенсации фокусировки и требуют электронной корректировки фокуса или включения режима "автофокус". Нужно отметить, что недостаток объективов второго типа из-за отсутствия группы линз оборачивается достоинством, так как эти объективы при одинаковом качестве линз имеют лучшую светосилу и меньшее внутреннее рассеивание. Кроме того, они заметно дешевле. Поэтому в камерах типа VNV выпускаемой фирмой "ЭВС" применяются вариообъективы без оптической компенсации фокусировки.
МЕГАПИКСЕЛЬНЫЕ ОБЪЕКТИВЫ
Широкое распространение мегапиксельных телевизионных камер привело к появлению объективов с повышенной разрешающей способностью, которые стали также называться мегапиксельными. В настоящее время все перечисленные выше типы объективов имеют и свои мегапиксельные модификации, которых с каждым годом становится все больше. Такие объективы имеют разрешение 200 линий/мм и лучше и обеспечивают высокую четкость изображения при использовании их в мегапиксельных телевизионных камерах. С учетом снижения цены таких объективов в последние годы, их с успехом стали использовать и в обычных камерах, четкость которых в этом случае также улучшается по сравнению с обычными объективами, особенно в углах изображения.
ВЫБОР ТИПА ОБЪЕКТИВА
При выборе объектива следует в первую очередь определить требования, предъявляемые к телекамере в конкретных условиях наблюдения. Это важно, поскольку выбор объектива всегда является поиском компромисса между многими параметрами.
Следует определить, что является более важным, например: максимальная чувствительность камеры ночью, удобство настройки на объекте и т.д.
Наиболее удобными при монтаже телевизионной системы являются вариофокальные объективы. Меняя фокусное расстояние можно точно настроить требуемое поле зрение телевизионной камеры.
Объективы с фиксированным фокусным расстоянием обладают, как правило, лучшими параметрами и большей механической устойчивостью, что немаловажно в случаях, когда камера подвергается механическим воздействиям (удары и вибрации). Для камер устанавливаемых на подвижные средства (автомобиль, самолет и т.п.) предпочтительнее будет выбрать объективы с фиксированным фокусным расстоянием.
По типу диафрагмы объективы бывают с ручным и автоматическим приводом диафрагмы. Ранее, при доминировании камер на ПЗС матрицах, во многих условиях наблюдения приходилось ставить объективы с автоматической диафрагмой для защиты матриц от пересветки.
Современные камеры на КМОП матрицах не боятся пересветок, и в них можно использовать объективы с ручной, или фиксированной диафрагмой. Такие объективы (особенно их мегапиксельные модификации) обеспечивают максимальное разрешение при любом уровне освещенности в отличии от АРД объективов, которые заметно ухудшают разрешение при сильном диафрагмировании в дневное время.
Ниже приведены основные параметры изображения двух мегапиксельных вариофокальных объективов, которые перекрывают практически всю область требуемых для охранных камер фокусных расстояний и углов поля зрения соответственно.
Тип объектива |
Фокусное расстояние |
F |
Диафрагма |
Крепление |
Формат |
M13VM2812IRR6 |
2.8-12 mm |
1.4 |
Manual |
CS |
1/3' |
M13VM550IR |
5-50 mm |
1.6 |
Manual |
CS |
1/3' |