OBJEKTIVI

Dvije su osnovne grupe objektiva koji se danas koriste u sustavima video nadzora: objektivi sa fiknim fokusom i zoom objektivi sa promljenjivim fokusom (zoom/vari-focal). Fokusna dužina određuje efektivni kut gledanja u oba smjera: horizontalni i vertikalni. Na taj način fokus određuje veličinu scene koja se vidi na monitoru i koju kamera pokriva.

Iz vrijednosti navedenih u primjeru vidljivo je da 6 mm 1/2" objektiv na 1/2" kameri daje isti efektivni kut kao i 4 mm 1/3" objektiv na 1/3" kameri. Ako koristimo 1/2" objektiv na 1/3" kameri, efektivni kut gledanja koji možemo dobiti je 2/3 kuta koji bi dobili da koristimo 1/2" kameru.

Odabir objektiva prema veličini objekta
Odabirom fokusne dužine objektiva utječemo na veličinu prikaza promatranog objekta na monitoru. Na taj način direktno utječemo na prepoznatljivost osoba ili objekata promatranja. Što je osoba ili objekt krupnije prikazana, lakše je promatrati ili izvršiti identifikaciju iz zapisa.
Po preporuci Europian Standards for CCTV poželjno je da osoba da bi bila prepoznata zauzima barem 50% visine monitora. Isto tako za pozitivnu identifikaciju potrebno je da slika osobe zauzima 120% ili više, efektivne slike na monitoru. Pri projektiranju po standardu za prepoznavanje i pozitivnu identifikaciju podrazumjeva se da je osoba visine 1,6 m i da stoji uspravno.

SLIKAA

Primjer za pokrivanje cijele scene na monitoru u slučaju da je osoba visine 1,6 m pokrivena sa 50% - znači ukupna scena da je 3,2 m na udaljenosti D od kamere.

Izračun uz pomoć tabličnog kalkulatora za objektive, pokazuje da korištenjem 8 mm leće na 1/3" kameri, osoba mora biti bliže od 8 m da bi bila prepoznata.

Odabir objektiva prema uvjetima količine svjetla
Većina objektiva nove generacije građena je tako da se promjenljivost svjetlosnog otvora regulira pomoću 6 pomičnih metalnih pločica postavljenih kružno. Tako one stvaraju kvazi-kružni otvor – iris koji je moguće podešavati (ručno ili automatski), a time je i količina svjetla koja pada na senzor (svjetlina slike) podesiva.

Omjer otvorenosti ili f-broj
Otvorenost objektiva određena je f-brojem koji je omjer fokusne dužine i dijametra leće:

Primjer:

• Objektiv od 6 mm uz f 1,0 ima otvorenost od 6 mm u promjeru
• Isti taj objektiv uz f 1,4 ima otvorenost od 4,25 mm u promjeru
• Standardni niz koji se koristi je f1,0; f1,4; f2; f 2,8; f 4; f5,6; f8; f11; f16; f22
• Što je manji f-broj to je veća otvorenost objektiva a time i količina svjetla što je objektiv prikuplja.

Ručni iris
Najjednostavniji način upravljanja irisom objektiva ili njegovim otvorom je ručno upravljanje. Objektiv je opremljen prstenom za podešavanje tako da se njegovom vrtnjom otvor podešava. Ovakav način podešavanja podesan je za korištenje u situacijama kada se količina svjetla tokom vremena bitno ne mjenja ili je podešavanje količine svjetla ručno lako izvesti.

Auto iris – video drive objektivi
Češći slučaj je da je potrebno koristiti automatsku regulaciju količine svjetla pri čemu iris-video pojačalo upravlja DC motorom za podešavanje otvora objektiva na temelju podatka o količini svjetla koju dobiva iz same kamere. Na taj način objektiv je u stanju kompezirati velike varijacije u količini svjetla i samim time je pogodan za najsloženije uvjete vanjske primjene.
Kako radi: Npr količina svjetla naglo poraste, signal iz kamere se time poveća što odmah djeluje na iris video pojačalo koje daje nalog DC motoru da smanji otvor objektiva. Kad to izvrši količina svetla se smanji i situacija je kompezirana.

SLIKAA

Podešavanje utjecaja količine svjetla na otvor objektiva instalater može sam podesiti trimerima LEVEL ili GAIN na kojem se određuje pojačanje i nivoom signala sa ALC (Averadge Level Control) ili P-A (Peak to Averadge).

Auto iris-Direct-Drive objektivi
Direct-Drive objektivi upravljaju se direktno iz kamere posebnog elektroničkog pojačala a samim time i bez mogućnosti finog podešavanja. Zbog manje fleksibilnosti oni su manje pogodni za vanjsku primjenu ali su konstrukcijski jednostavniji i time jeftinija opcija. Pri izboru ovog tipa upravljanja treba paziti da kamera podržava upravljanje Direct-Drive.

Pravilno podešavanje auto iris objektiva
Sva podešenja preporučeno je izvršiti u uvjetima maksimalne količine svjetla kojoj će kamera biti izložena. Nikad ne podešavajte kameru u uvjetima loše osvjetljenosti, jer ćete se vjerojatno morati ponovo vratiti i ponovo je podesiti. ALC trimer postavite u srednji položaj i usmjerite kameru u najsvjetliji dio scene koju promatrate. U tom položaju podesite LEVEL trimer tako da pojačavate rasvjetu dok svijetli dio ne bude previše osvjetljen, a zatim polako smanjujte da se taj efekt prevelike osvjetljenosti ne počne gubiti. Ako očekujete da će se količina svjetla naglo povećati npr. vrata će se otvoriti, onda je potrebno zarotirati trimer ALC malo prema većoj vrijednosti, a potom ponoviti postupak provjere i podešavanja za LEVEL.

Objektivi sa promjenjivim fokusom / vari-focal objektivi
Čest je slučaj da nije lako ili moguće unaprijed odrediti potrebnu fokusnu udaljenost objektiva ili standardni objektiv ne pokriva točno scenu koju želimo. Isto tako čest je slučaj da korisnik promjeni svoj zahtjev pa u tom slučaju možemo upotrebiti objektiv sa promjenjivim fokusom i na taj način pokriti širi zahtjev. Kako se i oni prizvode u rasponu raznih fokalnih duljina, potrebno je odrediti koji raspon pokriva postavljeni zahtjev.

Pin – Hole objektivi
Ova vrsta minijaturnih objektiva namjenjena je prije svega za prikriveno snimanje. Vrlo su malih dimenzija pa ih je moguće postaviti tako da nisu vidljivi a snimanje se vrši kroz malenu rupicu. Postoje različite izvedbe za klasičnu montažu i montažu pod pravim kutem tako da zauzimaju minimalnu dubinu pri ugradnji. Zbog malih dimenzija primaju manju količinu svjetla pa osvjetljenost mora biti nešto većeg nivoa nego kod klasičnih kamera. Najveće vrijednosti otvorenosti za pin-hole objektive su F2.5 do F3.5 što je 2 do 3 puta manje od običnih objektiva a time je određeno da nivo svjetla treba biti od 4 do 8 puta veći.

Asferični objektivi
Većina komercijalno dobavljivih objektiva izrađena je od stakla ili visoko kvalitetne plastike i fino izbrušena za postizanje visokih optičkih svojstava u smislu propusnosti svjetlosnog snopa, njegovog usmjeravanja i fokusiranja. Korištenjem klasičnih sferičnih leća dobivaju se vrlo dobre karakteristike pri prolazu svjetla kroz središnji dio objektiva. Situacija prema rubu leće se pogoršava i mijenja tako da se snop nepravilno lomi i time uzrokuje deformacije u slici. Ova pojava ograničava otvorenost objektiva ili f-broj koji uopće možemo postići za sferične objektive.
Rješenje navedenog problema i ograničenja je u složenom i zahtjevnom asferičnom brušenju i obliku leće koji kompezira deformacije i na taj način asferične leće imaju mogućnost korištenja većeg otvora ili drugačije rečeno f-broj može im biti puno manji. Tipično je za klasične objektive da je tipična otvorenost f1.4 dok je kod asferičnih od f1.0 do f0.8.
Zbog zahtjevnosti prizvodnog postupka ovi su objektivi skuplji od klasičnih, a koriste se za osjetljive i skupe kamere koje rade u uvjetima niske razine svjetla.
Njihovim korištenjem nekad je moguće postići da i lošija kamera radi dobro u uvjetima loše rasvjete.

Dubinska oštrina
Dubinska oštrina je udaljenost unutar koje dobivamo prihvatljivo oštru sliku. Najbolju dubinsku oštrinu dobivamo pri maloj otvorenosti objektiva i obrnuto. Zato je važno da pri podešavanju oštrine kamere, otvorenost objektiva bude veća ili barem ista kao u uvjetima kasnije upotrebe. Primjer: podesimo oštru sliku po danu, a u sumrak kada se otvor automatski poveća, slika se zamuti. Zato je ovo podešavanje najbolje izvesti u uvjetima najgore rasvjete. Za simuliranje noćnog rada ili loše rasvjete mogući je koristiti i filtere ( ND2 ili 3 ), maksimalno otvoriti blendu, te na taj način podesiti kameru odmah na pravilnu oštrinu.

Zoom objektivi
Zoom objektivi koji se koriste u sigurnosnim aplikacijama uglavnom su motornog tipa tako da ih je moguće upravljati sa centralnog nadzornog mjesta. Zoom broj je omjer između maksimalne i minimalne fokalne udaljenosti npr. 10:1. Kutevi koji se njima mogu dobiti su navedeni u tablicama ispod:

Skoro svi zoom objektivi imaju auto iris, makar je moguće na nekima i posebno ručno upravljati irisom. Isto tako često je implementirana i funkcija auto fokusa.

BLC – kompentacija pozadinske rasvjete
Kada se na djelu promatrane slike pojavi jako svijetlo (kao npr. žarulja ili otvaranje vrata), kamere koje imaju BLC preklopku i ona je u položaju ON u stanju su kompenzirati negativni utjecaj žarkog svjetla.

AGC – automatska regulacija pojačanja
Kad su signali slabi, korištenjem pojačala moguće je povećati signal postavljanjem preklopke na ON, ali isto tako povećava se i nivo šuma pa je potrebno pažljivo odrediti dali ćemo koristiti ovu funkciju (postoje negativni efekti).

AES – elektronički shutter
On automatski regulira količinu svjetla kad koristimo fiksne ili ručno promjenjive objektive da bi sliku prilagodio vanjskim uvjetima. Kad koristimo objektive sa auto-irisom obavezno iskjučimo ovu funkciju postavljanjem preklopke na OFF.

Video Drive
Kad koristimo auto-iris objektive tipa Video Drive opremljene sa četvero žičnim konektorom, postavljamo izbornu preklopku Auto Iris Selection Switch na položaj VIDEO.

Direct Drive
Kad koristimo auto-iris objektive tipa Direct Drive opremljene sa četverožičnim konektorom, postavljamo izbornu preklopku Auto Iris Selection Switch na položaj DC.

Level – nivo signala za Direct Drive
Korištenje Direkt Drive objektiva traži podešavanje otvorenosti u normalnim uvjetima. Postupak je sljedeći: Smanjivati nivo na trimeru dok slika ne postane tamna, zapamtiti položaj, zatim povećavati vrtnjom u suprotnom smjeru dok slika ne postane previše svijetla, te nakon toga postepeno lagano smanjivati nivo dok ne dobijemo željenu osvjetljenost slike.

Tablični kalkulator za odabir objektiva
Dolje navedena tablica može poslužiti kao orjentir i pomoć za odabir i uskađivanje tipa i vrste kamere i objektiva.

Način upotrebe:

1. Odaberite fokalnu duljinu objektiva (npr. 8 mm).
2. Odaberite format kamere (npr. 1/3").
3. Odaberite udaljenost između objekta i kamere (npr. 20 m).

Tablica pokazuje da se za navedenu opremu može postići horizontalni kut vidljivosti od 33 stupnja, kao i to da će se na 20 metara od kamere moći promatrati scena visine 8 metara i širine 11 metara.