เลนส์โทรทัศน์วงจรปิด (CCTV Lens)

เลนส์โทรทัศน์วงจรปิด (CCTV Lens)

การเลือกใช้ขนาดของเลนส์ (Lens Format) ในอดีตได้มีการสร้างกล้องโทรทัศน์วงจรปิด ด้วยการใช้ตัวรับภาพหลายขนาด ตั้งแต่ ขนาด ๑ นิ้ว ๒/๓ นิ้ว และ ๑/๒ นิ้ว ต่อมามีการพัฒนา จากหลอดวิดิคอนเป็น แผ่นรับภาพ (CCD) ก็มีหลายขนาด เช่นกัน โดยเริ่มจากขนาด ๒/๓ นิ้ว ๑/๒ นิ้ว ๑/๓ นิ้ว และ ๑/๔ นิ้ว การสร้างเลนส์จึงมีหลายขนาด เพื่อให้มีขนาดที่พอดีกับขนาดของตัวรับภาพ และเป็นการประหยัด. ดังนั้น การเลือกใช้เลนส์ควรจะให้มีขนาดเท่ากับขนาดของตัวรับภาพ แต่ว่าเลนส์ที่ใช้กับตัวรับภาพที่มีขนาดใหญ่กว่า สามารถนำมาใช้กับตัวรับภาพที่ขนาดเล็กกว่าได้ เช่น เลนส์สำหรับตัวรับภาพขนาด ๒/๓ นิ้ว สามารถนำมาใช้กับตัวรับภาพขนาด ๑/๒ นิ้วได้ แต่ในทางกลับกัน ไม่สามารถที่จะนำเลนส์ที่ใช้กับตัวรับภาพที่เล็กกว่า มาใช้กับตัวรับภาพที่มีขนาดใหญ่กว่าได้ ชนิดของข้อต่อเลนส์ (Lens Mount)
	เลนส์จะมีข้อต่อที่ใช้กับกล้องโทรทัศน์วงจรปิดอยู่ ๒ แบบคือ C-Mount และ CS-Mount ข้อต่อแบบ C-mount จะมีความยาวช่วงท้ายเลนส์ ถึงหน้าตัวรับภาพ ๑๗.๕ ม.ม. ข้อต่อแบบ CS-Mount จะมีความยาวช่วงท้ายเลนส์ถึงหน้าตัวรับภาพ ๑๒.๕ ม.ม.         ดังนั้นการเลือกใช้เลนส์ต้องเลือกให้ถูก คือ กล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount ก็ควรจะใช้เลนส์ที่มีข้อต่อเป็นแบบ CS-Mount กล้องที่มีข้อต่อแบบ C-Mount ก็ควรใช้เลนส์ที่มีข้อต่อเป็น แบบ C-Mount แต่เลนส์ที่มีข้อต่อเลนส์แบบ C-Mount สามารถที่จะใช้กับกล้องที่มีข้อต่อแบบ         CS-Mount ได้โดยใช้แหวนข้อต่อ (5 mm., Adapter Ring) ต่อกลางระหว่างเลนส์กับกล้อง ถ้านำเลนส์ที่มีข้อต่อแบบC-Mount ไปต่อเข้ากับกล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount โดยตรงโดยไม่ใช้แหวนข้อต่อ อาจจะทำให้หน้าตัวรับภาพเกิดความเสียหายได้ เพราะว่าความยาวช่วงท้ายเลนส์ของเลนส์แบบ C-Mount มีความยาวมากกว่าแบบ CS-Mount.
รูรับแสง (Aperture) และการเปิด-ปิด ม่านรับแสง (Iris)         รูรับแสง คือ จุดที่ให้แสงผ่านเข้าไปในเลนส์ ขนาดของรูรับแสงสามารถเปลี่ยนไปได้ ด้วยการเปิด-ปิดม่านรับแสง (Iris) การเปิด-ปิดม่านรับแสงของเลนส์มี ๒ ชนิด คือ         ก. เปิด-ปิด ด้วยมือ (Manual Iris) การปรับขนาดของม่านแสง เพื่อให้ขนาดของรูรับแสงเปลี่ยนแปลง ใช้มือหมุนวงแหวนปรับขนาดม่านแสง (Iris Ring) ที่ตัวเลนส์ ตัวเลขค่ามาก เช่น 16 ขนาดของรูจะเล็ก ปริมาณแสงจะผ่านได้น้อย ตัวเลขค่าน้อย เช่น 1.2 ขนาดของรูจะใหญ่ ปริมาณแสงจะผ่านได้มาก         ข. เปิด-ปิด อัตโนมัติ (Auto-Iris) การปรับขนาดม่านแสง ทำงานอัตโนมัติร่วมกับการทำงานของกล้อง กล้องจะมีวงจรไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับเลนส์ชนิดนี้ วงจรไฟฟ้าที่กล้องจะจ่ายไฟฟ้าให้กับเลนส์มี ๒ แบบ คือ แบบ สัญญาณภาพ(Video Type) และแบบ ไฟตรง (DC Type)  แบบสัญญาณภาพ (Video Type) กล้องจะจ่ายไฟฟ้าไปให้เลนส์ในลักษณะของสัญญาณภาพ โดยจะมีความเข้มของสัญญาณภาพ แตกต่างกันไป เลนส์ที่ใช้กับกล้องที่จ่ายไฟฟ้าแบบนี้จะต้องมีวงจรขยาย (Amplifier) เพื่อเปลี่ยนความเข้มของสัญญาณภาพ เป็นไฟฟ้าเพื่อให้อุปกรณ์ตัวเล็กๆ ที่เรียกว่า กัลวานอ-มิเตอร์ (Galvanometer) หรือ เรียกเป็นอย่างอื่น ทำหน้าที่คล้ายๆ กับมอเตอร์ ทำงาน เพื่อให้ม่านแสงเปลี่ยนขนาด ใหญ่ - เล็ก ตามการเปลี่ยนแปลงของแสง ในรูปของความเข้มของสัญญาณภาพ เลนส์ชนิดนี้ โดยมากจะมีสายสำหรับต่อกับกล้องโดยจะปล่อยปลายสายไว้ (ไม่มีปลั๊ก ๔ขา )  แบบไฟตรง (DC Type) กล้องจะมีวงจรไฟฟ้า จ่ายไฟกระแสตรง (DC) ให้กับเลนส์โดยตรงเลย เลนส์ที่ใช้กับกล้องแบบนี้ ไม่ต้องมีวงจรขยาย การเปลี่ยนแปลงขนาดของม่านแสง ทำงานไปตามการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของแสง จากการทำงานของกล้อง เลนส์ชนิดนี้ ส่วนมากจะมีสายพร้อมปลั๊ก ๔ ขา (Pin) เพื่อต่อกับกล้อง ปลั๊ก ๔ ขานี้ในอดีตเรียกว่า 4 Pin plug Panasonic standard ซึ่งโรงงานที่ผลิตกล้องเกือบทุกโรงงานจะใช้เป็นมาตราฐานเดียวกัน คือสามารถนำเลนส์ชนิด DC Type ไปใช้ได้กับกล้องได้ เกือบทุกผู้ผลิต         ดังนั้นการเลือกใช้เลนส์อัตโนมัติ จะต้องทราบว่าใช้งานกับกล้องที่จ่ายไฟฟ้า ให้กับเลนส์แบบใด โดยศึกษาจากคู่มือของกล้อง เพราะว่าถ้าใช้เลนส์ผิดประเภทกับการจ่ายไฟของกล้อง เลนส์จะไม่ทำงาน อาจจะเสียหายได้ เพราะว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage) ที่กล้องจ่ายให้กับเลนส์ ทั้งสองแบบ มีความแตกต่างกันมาก และถ้าใช้เลนส์ผิดชนิด ก็จะไม่มีภาพ เพราะว่าเลนส์ไม่เปิดรับแสง
การเลือกใช้ขนาดของรูรับแสงจะมีผลต่อความชัดลึกของภาพ (Depth of Field) ความชัดลึกของภาพหมายถึง ภาพที่เห็นมีความคมชัดของภาพตั้งแต่หน้าเลนส์ ไปจนสุดสายตา มีความคมชัด เท่ากันหมด ในบางภาพจะเห็นว่ามีความคมชัด ความชัดเจน เพียงบางส่วน เช่นระยะต้นๆ แสดงว่าภาพนั้นไม่มีความชัดลึกของภาพ ความชัดลึกของภาพ มีผลต่อภาพที่เห็น เช่น ดูภาพจากกล้องที่ติดตั้ง ที่ทางเดินหน้าอาคาร ถ้ามีคนเดินมาในระยะไกล เราก็ไม่สามารถจะทราบได้ว่าเป็นใคร ในปัจจุบัน เลนส์ซูมบางรุ่นสามารถจะทำงานได้ทั้ง Manual-Iris และ Auto-Iris โดยเลือกการทำงานที่ตัวควบคุมฯ และบางรุ่นทำงานได้พร้อมกันทั้ง Auto-Iris และ Manual-Iris ในขณะที่ทำงานแบบ Auto อยู่สามารถที่จะให้เปิด หรือปิด Iris ด้วยมือพร้อมกันได้เลย
ความยาวโฟกัส (Focal Length) และ มุมมองภาพ (Angle of View) ความยาวโฟกัสแบ่งได้ ๒ ชนิดใหญ่ๆ คือ:  ความยาวโฟกัสคงที่ (Fixed Focal Length) โรงงานผู้ผลิตเลนส์จะ เป็นผู้กำหนดค่าความยาวโฟกัสของเลนส์ที่จะผลิตออกมาขาย จะมีค่าแตกต่างกันไปหลายขนาด เช่น 8.0 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 1/3 นิ้ว) 12 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 1/2 นิ้ว) 16 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 2/3 นิ้ว) เป็นต้น การเลือกใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสคงที่นี้ ควรเลือกใช้ตามความต้องการที่จะได้ขนาดของภาพ         ความยาวโฟกัสจะมีความสัมพันธ์กับมุมมองภาพ ความยาวโฟกัสที่มีค่าตัวเลขมาก มุมมองภาพจะแคบ ความยาวโฟกัสที่มีค่าตัวเลขน้อย มุมมองภาพจะกว้าง  ความยาวโฟกัสปรับได้ (Variable Focal Length) ยังแบ่งออกได้ หลายแบบดังนี้         ปรับขนาดภาพด้วยมือ (Manual Zoom) เลนส์ชนิดนี้ยังแบ่งได้อีกหลายชนิดเช่น ปรับขนาดภาพและแสงด้วยมือ (Manual Zoom & Manual Iris) ใช้มือ ปรับขนาดภาพ(หมุนวงแหวนขนาดภาพ) และขนาดรูรับแสง (หมุนวงแหวนปรับขนาดม่านแสง) ปรับขนาดภาพด้วยมือแสงอัตโนมัติ (Manual Zoom & Auto-Iris) การใช้งานปรับขนาดภาพด้วยมือ แต่การเปิด-ปิดม่านแสงอัตโนมัติ เลนส์ชนิดนี้ ส่วนมากจะมีค่าในการปรับขนาดภาพไม่มากนัก โดยทั่วไปประมาณ ๒ ถึง ๓ เท่า เท่านั้น         ปรับขนาดภาพด้วยมอเตอร์ (Motorized Zoom) เลนส์ชนิดนี้จะมีมอเตอร์อยู่ภายในตัวเลนส์ ทำหน้าที่ขับให้วงแหวนขนาดภาพเปลี่ยนแปลง (เปลี่ยนค่า ความยาวโฟกัส) ไปตามที่ต้องการ ด้วยตัวควบคุม เลนส์ชนิดนี้ยังแบ่งได้อีก ๒ แบบ คือ เปิด-ปิดม่านแสงด้วยการควบคุม (Manual Iris) เช่นเดียวกันกับการเปลี่ยนขนาดของภาพ จะมีมอเตอร์ทำหน้าที่ เปิด-ปิดม่านแสง หรือจะเรียกว่าควบคุมด้วยมือก็ได้ และ เปิด-ปิดม่านแสงอัตโนมัติ ( Auto Iris) การทำงานของเลนส์ แบบนี้ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น.