Az objektívek alkalmazásai

C és CS csatlakozás

A piacon kapható objektívek képleképezési távolsága eltérő, mivel az optikák gyártástechnológiai fejlődésének következtében ugyanazt a minőségű objektívet kevesebb lencse felhasználásával is el tudták készíteni. A kevesebb lencse alkalmazása viszont maga után vonta, hogy a képleképezési távolság is változott. A képleképezési távolság a CCD vagy CMOS érzékelő távolságát jelenti az objektív hátsó, kamera felé néző peremétől.

A CCTV kamerák és objektívek esetén kétféle csatlakozási szabvány létezik: a „C-mount” és a „C Special mount”, röviden „CS-mount”, azaz C és CS menetes csatlakozás, amiket a szakma foglalatként is emleget.  Elsőként a „C” csatlakozás jelent meg a piacon, ami a csavarmentes csatlakozást tette lehetővé. Ennél a kialakításnál a képérzékelő lapka és az objektív pereme között 17,526 mm volt a távolság. Az 1990-es évek elején bevezetett „CS” csatlakozás esetében ez a távolság 12,5 mm-re csökkent. A két típus kinézetre szinte teljesen egyforma – a különbség a C-foglalatú optika esetében csak annyi, hogy a menetes rész egy menet nélküli hosszabb vállal egészül ki, amely egyúttal a hátsó lencse befoglaló keretét is képezi.

Problémát az okoz, hogy a két csatlakozó típus menetátmérője, menetemelkedése és a menethossza is azonos, ezért könnyedén összecsavarozhatók a mindkét csatlakozó típusban készülő kamerákkal. Mindez számos buktatót jelenthet telepítés során, ha nem járunk el kellő odafigyeléssel, ugyanis a kamerák és az objektívek csatlakozóit nem szabad tetszőlegesen összepárosítani!

Nézzük meg a helyes párosításokat!

A C-foglalatú objektív a saját típusával, azaz a C típusú kamerával gond nélkül összeszerelhető. CS típusú kamerával viszont már más a helyzet. Említettük korábban, hogy a C-foglalat esetében a menetre ráülő váll egyben a lencse kerete. Emiatt sokkal beljebb csúszik a képérzékelő szenzorhoz, így azt könnyen megsértheti, akár össze is törheti. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ne lenne használható a C-menetes objektív a CS-menetes kamerával, hiszen a korrekt összeilleszthetőség céljára alkalmazható az ún. C-gyűrű. Ez egy C-CS átalakító gyűrű, amit az objektívre rácsavarva 5,026 mm távolságot eredményez a kamera és az optika között, így a 12,5 mm helyett máris megkapjuk a szükséges 17,526 mm képleképezési távolságot.

A CS típusú optikák esetében sajnos nem ilyen egyszerű a helyzet, hiszen hasonló kompromisszumokra nincs lehetőség. A CS-optika és C-kamera párosítás esetén soha nem kapunk megfelelően fókuszált képet, legfeljebb olyan speciális kamerák esetén, ahol a képérzékelő nincs fixen rögzítve, és egy mozgatható mechanikával lehet azt az objektívhez közelebb vagy távolabb helyezni.

Szenzorformátumok és méretek

Jelenleg többféle méretben és formátumban kaphatók a CCD és CMOS szenzorok. A kezdeti méret 1”és 2/3”-os volt, ami a hajdani csöves kamerák érzékelőihez igazodott. Később ez a méret egyre csökkent, ahogy megjelent az igény az egyre kisebb eszközök iránt. Ma még egyaránt kaphatóak az 1”, 2/3”, 1/2”, 1/3”, 1/4”, illetve 1/8”-os méretű szenzorok. A biztonsági kamerák esetén a legelterjedtebb az 1/3”-os méretű képérzékelő.

A könnyebb érthetőség kedvéért ezeket a méreteket megadjuk milliméterben is az alábbi táblázatban:

Képérzékelő mérete	1”	2/3”	1/2”	1/3”	1/4”	1/8”
Magasság	9,6 mm	6,6 mm	4,8 mm	3,6 mm	2,4 mm	1,2 mm
Szélesség	12,8 mm	8,8 mm	6,4 mm	4,8 mm	3,2 mm	1,6 mm
Átló	16 mm	11mm	8 mm	6 mm	4 mm	2 mm

Kameraszenzorok és objektívek különböző kombinációi

Többször említettük eddig is, hogy a kamerákban lévő szenzorok és az objektívek számos méretben találhatók meg a piacon. A képérzékelő szenzor formátumának megfelelően beszélhetünk 1”, 2/3”, 1/2”, 1/3”, 1/4”, illetve 1/8”-os méretű objektívekről is. A különböző méretű képérzékelők és az objektívek azonban nem minden esetben variálhatóak egymással. Ha nem jól párosítjuk őket, a későbbiekben számos problémával szembesülhetünk a kapott kép minőségét illetően. Vagy a látószög, vagy a fényerő nem lesz megfelelő, de akár csőlátású kamerát is kaphatunk. Ökölszabályként elmondható, hogy a kamera szenzormérete soha nem lehet nagyobb, mint az objektív formátuma! Legegyszerűbb dolgunk az 1”-os optikaformátummal van, hiszen az bármelyik kameraszenzor formátummal kombinálható. A többi eset is egyszerű, hiszen minden optikaformátum a vele megegyező vagy nála kisebb szenzormérettel jól párosítható.

Objektívek fókusz és írisz szerinti csoportosítása

Az objektívek két jellemző csoportosítási szempontja a fókusztávolság és az írisz működtetésének módja szerinti rendszerezés. Ez alapján az alábbi optikatípusokat különböztetjük meg:

Fókusz szerinti csoportosítás:

Fix fókuszos, más néven monofókuszos vagy monofokális objektív: Az objektívek között ez a legegyszerűbb típus. A monofokális objektív fókusztávolsága és látószöge nem állítható. Általában 3,5mm-től 75 mm-ig gyártják őket, ám ettől eltérő méretűek is léteznek. Az éles kép beállításához többnyire fókuszállító gyűrűvel is el vannak látva. Kisebb és nagyobb fókusztávolságot is kaphatunk, ha fókuszkétszerező közgyűrűt, illetve előtétoptikát alkalmazunk. Fix fókuszos objektívek alkalmazásánál már a telepítés előtt pontosan tudnunk kell, hogy a megfigyelni kívánt területet milyen szögben szeretnénk látni, illetve pontosan hova kell a kamerát felszerelni. Ez komoly hátrány, ugyanis bármi eltérés jelentkezik – nem jó a kiszemelt hely, mégsem azt a szöget fogja be a kamera, mint amit szeretnénk, vagy időközben az igényeink módosultak –, nem sok lehetőségünk adódik a változtatásra. Egy esetleges objektív cserével még korrigálhatunk, ám a legjobb megoldás, ha varifokális objektívet választunk. Ezeknek az ára, nem sokkal haladja meg fix fókuszos társaiét, de jóval szélesebb teret ad a módosításokra.

Variofókuszos, más néven manuál fókuszos vagy varifokális objektív: Alkalmazásával változtatható a fókusztávolság és ebből adódóan az objektív látószöge is. A varifokális objektív fókuszértékeit a telepítés során az objektív palástján elhelyezett csúszógyűrű segítségével kézzel állítják be és az esetleges fókusz elállítódás elkerülése érdekében rögzítik az objektív palástfelületéből kiálló csavarral. A képélesség beállítása a monofokális objektívekhez hasonlóan fókuszállító gyűrűvel, illetve az azon elhelyezett palástcsavarral végezhető el. A fókusz szélső értékeit a T (tele), illetve a W (wide) feliratokkal jelölik. Alkalmazzák még a Far (távoli) és a Near (közeli) jelöléseket is. A varifokális objektív használata sokkal előnyösebb, mint a fix objektív alkalmazása. Amennyiben egy már kialakított rendszer esetén a felhasználó változtatni szeretne a kameraképen, akár többet vagy kevesebbet szeretne látni a meglévő kameráinak segítségével, úgy a variofókuszos objektívekkel ez könnyen kivitelezhető. (Fix fókuszos optikák esetén ez a szituáció általában objektívcserét vonna maga után.) További előnyt jelent, hogy amíg a monofókuszos optikák kiválasztásánál egy szabványos fókuszérték sorozat tagjaiból tudunk csak választani, addig a varifokális optika a szabványértéktől eltérő fókuszérték beállítását is lehetővé teszi. A két leggyakrabban alkalmazott varifokális objektív a 3-8 mm-es, valamint az 5-50 mm-es fókusztávolságú optika.

Motoros fókuszú vagy motoros zoom objektív: A motoros zoom objektív fókusztávolság állítása hasonló, mint a varifokális objektív esetén, ám itt már a megfigyelő helyről történő üzemszerű állítgatások a jellemzőek, azaz a kamera képébe rendszeresen bele lehet nagyítani. A zoom objektívek alapvető felhasználási köre a mozgatható kameráknál történő alkalmazás. Mind a forgózsámolyra szerelt pan-tilt rendszerű kamerák, mind a speed dome kamerák objektívjei zoom objektívek, ahol a fókusztávolság és az írisz állítása távolról vezérelten, szervomotoros mozgatással történik. Az objektíveken vagy a beállítható legnagyobb és legkisebb fókusztávolságot tüntetik fel, vagy ezen értékek hányadosát, vagyis a zoomátfogás értékét. Ma már 40-50-szeres optikai zoomátfogású objektíveket is alkalmazunk, ha a telepítési körülmények ezt indokolják. Megjegyezzük, hogy gyakran az olyan kézi beállítású varifokális objektívet is zoom objektívnek nevezik, amelynél a fókusztávolság alsó értéke 8-12 mm-nél nagyobb.

Írisz szerinti csoportosítás:

A képalkotó eszközre eső fénymennyiség szabályozása – a fotótechnikához hasonlóan – kétféleképpen oldható meg: az expozíciós idő vagy a rekeszérték változtatásával. Mivel a CCTV-s rendszerek a televíziós szabványokhoz alkalmazkodnak, ezért kezdetben minden analóg kamera expozíciós ideje 1/50 sec volt, így minden esetben rekesz- vagyis íriszállítással lehetett csak szabályozni a bejutó fény mennyiségét. Ma már ezt felváltotta az elektronikus áramkörök általi szabályozás, de vannak esetek – például kültéri, jelentősen változó fényviszonyok –, amikor még mindig alkalmazni kell az írisz szabályozását. Ennek két módja van, így a nem változtatható (fix) íriszű objektív mellett, kétféle változtatható íriszű objektív típusról beszélhetünk: kézi-íriszes optika és auto-íriszes optika.

Az auto-íriszes objektív blendéjét a kamera videójele vezérli. A kamera vagy az objektív el van látva egy szervo erősítőt tartalmazó kis áramkörrel, amely az objektívbe szerelt szervomotort vezérli. Ez a motor a kamerából kijövő videójel nagyságának függvényében mozgatja a rekeszlamellákat. Gyenge megvilágítás esetén, vagyis csökkenő videojelnél nyitja a blendét, jó fényviszonyok mellett, vagyis növekvő videojelnél pedig zárja azt. Ha fel van szerelve az objektív szervomotor vezérlő áramkörrel akkor video auto-íriszes objektívnek nevezzük, ha nincs, akkor DC auto-íriszes objektívekről beszélünk.

Fix íriszes objektív: Beltéri felhasználásra szánt objektívfajta. Az írisz nem állítható, tehát a rekesznyílás állandó. Vannak nagy látószögű típusai is, amik 0,5 métertől bármilyen távolságig éles képet adnak.

Manuál vagy kézi íriszes objektív: Szintén elsősorban beltéri felhasználásra, vagy viszonylag állandó fényviszonyokat biztosító környezetben történő alkalmazásra javasolt objektív. A rekesznyílás mérete az objektív palástján lévő gyűrűvel állítható, azaz mindig az adott fényviszonyokhoz igazíthatjuk a rekeszt.

DC auto-íriszes objektív: Kültéri, illetve változó fényviszonyokhoz alkalmazható auto-íriszes objektív típus, amely szervomotort tartalmaz, de az azt működtetni képes szervomotor meghajtó erősítő áramkört nem. Csak olyan kamerák esetében alkalmazható, amik tartalmaznak meghajtó-erősítőt. A DC vezérlés azt jelenti, hogy a kamerába épített szervo áramkör közvetlenül vezérli az optika rekesz nyitását, illetve zárását végző szervomotort. Az ilyen objektív el van látva egy ún. „P” csatlakozóban végződő kábellel. Ezt a „P” csatlakozó biztosítja a kamerával történő összekötést.

Video auto-íriszes objektív: A rekesz nyitását és zárását végző szervomotor mellé az objektívbe kerül beépítésre a motorvezérlő áramkör is. Az ilyen típusú objektív a motorvezérlő áramkör plusz költsége miatt némileg drágább, mint a hasonló paraméterű DC auto-íriszes optika. A video auto-íriszes objektív palástján látható két potenciométer nyílása. Erről lehet felismerni a video auto-íriszes objektívet és ez különbözteti meg a DC auto-íriszes optikától (feltéve, hogy a nyílások mögött tényleg megtalálhatók a potenciométerek is). A „LEVEL” feliratú potenciométerrel a motorvezérlő áramkör vezérlőfeszültségét lehet módosítani, az „ALC” feliratú potenciométerrel pedig beállítható, hogy a rekesz a videojel átlag-, vagy csúcsértékéhez igazodjon. Az objektívet a kamerával itt is „P” csatlakozós kábellel lehet összekötni.

A megfelelő objektív és a helyes beállítás

Egy adott megfigyelésre soha nem objektívet választunk először, hanem mindig kamerát, és ez határozza meg a későbbiekben, hogy milyen objektív szükséges a feladat ellátásához. Mindezt, tehát a választást nagyon sok tényező befolyásolja. Ha egy katalógust kezdünk el lapozgatni, azt tapasztaljuk, hogy az optikák különféle szempontok szerint vannak csoportosítva, ami lehet formátum szerint, vagy akár látószög szerinti csoportosítás is.

Nézzük a három legfontosabb kiválasztási szempontot!

1. Az objektív és a kamera formátumainak viszonya
2. A kamera leképezési távolságához megfelelő objektív kiválasztása
3. Az objektív fókusztávolságának megfelelő kiválasztása

Azt, hogy a kiválasztott és telepítésre kerülő kamera a jövőben milyen képet fog biztosítani a felhasználó számára, igen sok tényező befolyásolja. Első körben a kamera képét (itt a nagyításra gondolunk) meghatározza, hogy mit és milyen szinten kíván védeni az üzemeltető, ezen felül a célszerűség, valamint manapság az egyik leglényegesebb, az erre szánt összeg is igen nagymértékben befolyásoló tényező. Vegyünk egy egyszerű példát!

Nagy területet akarunk megfigyelés alatt tartani, minél kevesebb kamerával, ezért a felszerelésre kerülő kamerához választunk egy nagy látószögű optikát. Ez ugyan lefedi a kívánt nagy területet, ám ezzel arányosan a monitoron megjelenő képen a tárgyak, objektumok, emberek arányosan kisebbek lesznek. Itt érdemes egyeztetni az felhasználóval, hogy mit is akar tulajdonképpen megfigyelni. Ha a cél csupán a mozgás érzékelése, akkor az objektum vagy tárgy a monitor 5%-át, ha cselekmény megfigyelését szeretné, akkor 10%, amennyiben pedig azonosítani is akarja a képen látható személyt, akkor nagyjából 25%-át kell lefednie a teljes képernyőből. Ezek a százalékos adatok tulajdonképpen ökölszabályként is értelmezhetőek. A felhasználók általában az 5%-os, mozgásérzékelős verziót kérik, hiszen ezen egy időben minden megjelenik a monitoron, „mindent lát”. Ebből csak akkor van gond, ha esetleg betörés, eltulajdonítás történik, és azonosítani kellene a behatolót, ám erre ebben a felbontásban nincs lehetőség. Tudni kell azonban, hogy mindezt (%-os arányokat) még jelentősen befolyásolja a kép minősége, a kamera, azon túl a monitor felbontása, a fényviszonyok, valamint, hogy milyen cselekményt rögzít a kamera.

A mélységélesség beállításának jelentősége

A gyakorlatban a mélységélesség beállítása a tapasztalt kollégák számára is sokszor nehézséget okoz. Ez abból adódik, hogy a nappali fényviszonyok között beállított objektívek képminősége este nem ugyanazt az eredményt mutatja. Erős napfényben beállított értékeknél, az objektívben lévő blendék zártabb állapotban vannak, hiszen kevesebb fényt kell átereszteniük az éles képhez. A zártabb lamella állapot során nagy lesz a mélységélesség, azaz nagy területen kapunk éles képet. A fókusz ugyan egy pontban éles, de a szemünk egy sokkal nagyobb területet érzékel élesnek. Emiatt nagyon nehéz eltalálni magát a fókuszpontot. Ha ez nem sikerül, akkor szürkületkor – amikor nyílnak a lamellák, hogy több fényt eresszenek az objektív képérzékelőjére –, a látott kép homályos lesz, mert elcsúszik a nappali fókuszból a kép. Ennek kiküszöbölésére ma már több megoldás létezik. A legkézenfekvőbb, ha este kerül beállításra a kamera és az objektív, illetve ha erre nincs lehetőség, akkor nappali fényviszonyok között ajánlatos Nd szűrőt használni, ami az esti fényviszonyokat imitálja. Korábban már volt szó az aszférikus lencsetagokat tartalmazó IR korrigált objektívekről. Az esti életlen képek oka lehet az is, ha nem ilyen típusú optikát alkalmaznak a telepítők, hiszen az inframegvilágítás szintén eltolja a fókuszt.

Minden jog fenntartva. Copyright © Oktel Kft. 1998-2018