Как выбрать объектив для телекамеры?

Выбор фокусного расстояния, которое определяет два взаимоисключающих параметра - масштаб изображения на экране и угол зрения. В первую очередь объектив должен обеспечивать такой масштаб, при котором решается поставленная задача, например, распознавание ростовой фигуры человека на дальнем конце сектора наблюдения или, к примеру, чтение номерного знака автомобиля. Существуют специальные программы-калькуляторы, позволяющие правильно выбрать необходимый для решения конкретной задачи объектив. Есть еще один подход – это применение объективов-варифокалов, имеющих переменное фокусное расстояние, позволяющее вручную на этапе настройки камеры производить регулировку угла зрения в достаточно широком диапазоне.  При применении объективов с моторизованным управлением (трансфокаторов) необходимый угол захвата выбирается оператором с пульта управления.

 Выбор светосилы и способа управления диафрагмой. Эти параметры непосредственно связаны с условиями освещения сцены. Яркость изображения в плоскости преобразователя свет - сигнал, и, соответственно, величина светового потока, пропорциональны квадрату относительного отверстия. Следовательно, объектив с относительным отверстием 1:5,6 даёт в 16 раз более тёмную картинку, чем с относительным отверстием 1:1,4.

Для ТВ камер, работающих в условиях постоянного искусственного освещения, можно выбрать объектив с ручной регулировкой диафрагмы, но для камер внешних необходимы объективы с автоматической регулировкой диафрагмы. Этим обеспечивается значительное расширение диапазона освещённости, в котором камера даёт качественное изображение.

Особое внимание следует обратить на значение относительного отверстия, до которого закрывается диафрагма. Бывает до 1:300 и даже до 1:2000. Высокие значения (строго говоря, малые) минимального относительного отверстия обеспечивают больший динамический диапазон освещенностей, при которых отсутствует эффект засветки. Это особенно важно, если применяются высокочувствительные камеры. Столь малое значение относительного отверстия обеспечивается применением спот - фильтра (нейтральным оптическим фильтром в центральной зоне объектива), иначе дифракция на диафрагме размыла бы всё изображение.

Какие типы объективов используются в CCTV? Кроме объективов с постоянным фокусным расстоянием есть уже упоминавшиеся варифокальные объективы, а также трансфокаторы (ZOOM-объективы). Если в варифокальных объективах изменение фокусного расстояния в небольших пределах достигается перемещением одной или нескольких линз, чаще всего поворотом кольца вручную, то трансфокатор - это сложнейший оптический прибор, состоящий из телеобъектива, афокальной насадки и компенсатора, включающий в себя около полутора десятков линз и снабжённый сервоприводом. Коэффициент трансфокации (диапазон изменения фокусного расстояния) таких приборов достигает 20х и более. Для них особенно важна светосила при максимальных значениях фокусного расстояния, и лучшие модели имеют значение 1:2,8. Объективы такого типа применяются в купольных поворотных камерах AutoDome.

Выбор формата объектива. Всем ясно, что размер проецируемого изображения объектива формата 1/3" меньше размера матрицы 1/2" и потому такое сочетание недопустимо, а вот как быть в случае, когда формат объектива больше? Вроде как используется центр изображения, там разрешение выше, да и по полю лучше... Все это так, да вот только не хотят производители зря деньги тратить. Для объектива формата 2/3" допустимый кружок рассеяния в два раза больше, чем для объектива формата 1/3". Так зачем в два раза ужесточать требования? Ведь на расчёт и изготовление объектива с высоким разрешением нужны высокие затраты. И не в два раза. Поэтому многие фирмы выпускают объективы без запаса по разрешающей способности. И только очень профессиональные фирмы - Pentax, Fujinon, Canon,  Carl Zeiss - выпускают высококлассные объективы с очень высоким разрешением.

Практически такого же класса объективы выпускаются под торговыми марками Panasonic, Philips (теперь уже Bosch), Computar. Для решения большинства бюджетных задач достаточно применять  объективы Tamron, Seiko(Avenir).

Отсюда с неизбежностью следует вывод. Объектив серьезной компании можно применять и большего формата, а объектив сомнительного происхождения - только соответствующего формата, а лучше вообще не применять. К примеру, почему объективы ведущих фирм дороже объективов малоизвестных фирм? Потому, что в распоряжении их конструкторов во много раз больше сортов стёкол и технологий их обработки. Назначены и выполняются жесточайшие требования по качеству изготовления линз, используется патентованное многослойное просветляющее покрытие линз, приняты меры для компенсации температурных деформаций, приводящих к потере разрешения, автодиафрагма со спот - фильтром работает устойчиво во всем диапазоне освещенностей. Всё это означает, что продукция соответствует ICO 9001.

Следует учесть еще одну особенность. Мы, как правило, работаем с малоконтрастными изображениями, поэтому только разрешающей способностью объектива качество изображения не определяется, а в большей степени определяется функцией передачи контраста. Следует очень осторожно относиться к заявлениям, что, мол, объектив фирмы "UNNAME" даёт разрешение "много" пар линий на миллиметр. А какой при этом контраст? Что останется от малоконтрастного изображения? Вот поэтому то мы и рекомендует использовать объективы известных производителей. Как сказано в известной рекламе: "Здесь не обманут!".