เลนส์ : เลือกอย่างไร?..
เลนส์ มีหน้าที่ในการรวมแสงที่สะท้อนออกมาจากวัตถุ ให้ไปตกกระทบบนเซ็นเซอร์รับภาพ ในบางยี้ห้อบางโมเดลเมื่อซื้อกล้อง จะไม่รวมเลนส์นะครับ (ไม่รวมสินค้าจากจีนนะครับ) เพราะลูกค้าแต่ละคนแต่ละงานต้องใช้อุปการณ์ที่ไม่เหมือนกัน โดยทั่วไปแล้ว เลนส์มาตรฐานจะมีความยาวโฟกัสอยู่ที่ 4-12 มม.ครับ
แล้วการเลือกเลนส์ควรต้องเลือกเลนส์ให้เหมาะสมกับอะไรล่ะ ก่อนจะไปถึงตรงนั้น เรามาทำความรู้จักกับเลนส์กันก่อนดีกว่าครับ
ทางยาวโฟกัส
ก่อนอื่นเรามารู้จักคำว่าทางยาวโฟกัส (Focal length) กัน ก่อนครับ ถ้าเอาตามหลักวิชาการเป๊ะ ก็หมายความถึง ระยะจากเลนส์ถึงจุดที่แสงหักเหมาตัดกัน เมื่อแสงเดินทางมาจากวัตถุ หรือระยะจากจุดกึ่งกลางเลนส์ถึงจอรับภาพ (ในกรณีนี้คือตัว CCD หรือ CMOS) ที่ปรากฏภาพชัดที่สุดเมื่อเลนส์จับภาพวัตถุในระยะอนันต์ (ระยะที่ไกลที่สุด)
 |
จาก รูปเราจะเห็นหลักการทำงานของแสงผ่านเลนส์ไปยังวัสดุรับภาพ (CCD ในกล้อง) โดยความยาวโฟกัส(ระยะ f ในรูป) ก็คือระยะห่างระหว่างตัวเลนส์กับวัสดุรับภาพของกล้องนั่นเอง โดยถ้าเราพิจารณาจากภาพก็จะเห็นได้ว่า ยิ่งค่า f มากขึ้นเท่าไหร่ (ยิ่งเลนส์ห่างจาก CCD เท่าไหร่) มุมของภาพก็จะนิ่งแคบลงเท่านั้น
เลนส์ ถ่ายภาพใดก็ตามที่มีความยาวโฟกัสของเลนส์ ยิ่งยาวยิ่งทำให้มุมของการถ่ายภาพแคบ และ ช่วยย่นระยะของทางที่มองเห็นให้ใกล้เข้ามา เลนส์ดังกล่าว ซึ่งได้แก่เลนส์ถ่ายไกล(Telephoto Lens) เป็นต้น นอกจากนี้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสแตกต่างกัน นอกจากสร้างผลทางภาพให้มีขนาดต่างกันแล้ว ยังสร้างผลของช่วงความชัดให้มีความแตกต่างกันอีกด้วย โดยความยาวโฟกัสยิ่งยาวมาก ช่วงความชัดยิ่งสั้นลง ตรงกันข้าม ถ้าความยาวโฟกัสยิ่งสั้นมาเท่าใด ช่วงความชัดของภาพจะมีมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นสรุปได้ว่าความยาวของโฟกัสของเลนส์มีผลต่อการถ่ายภาพ 2 อย่างคือ
1. ทำให้มุมของภาพ กว้างหรือแคบได้ต้องเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งนะครับ
2. ทำให้ช่วงความชัดมีมากหรือน้อยลงได้
 |
ทั้งนี้ทั้งนั้น ทั้ง 2 สิ่งที่กล่าวมาในข้างต้นนี้เราเปรียบเทียบที่การใช้กล้องที่มีขนาดของ CCD sensor size เท่ากัน เพราะในกล้องที่มี CCD sensor size กว้างขึ้นขณะที่ใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสเท่ากัน จะให้ภาพที่มีองศาการมองเห็นกว้างขึ้น ลองดูเปรียบเทียบจากตารางด้านล่างนี้ครับ
Approximate Horizontal angles of view for CCD Chip Cameras
ทางยาวโฟกัสกับความกว้างของมุมรับภาพ (องศา)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ที่มา : www.ezcctv.com
อย่างไรก็ตามเราจะกลับมากล่าวกันอย่างลงลึกถึงเรื่องของ CCD อีกทีในเรื่องถัดไปครับ จะเห็นได้ว่าจะมีเรื่องของขนาดของ CCD sensor เข้ามาเกี่ยวด้วย ซึ่งเลนส์บางชนิดระบุว่าผลิตมาสำหรับ CCD sensor ขนาดใด หากเรานำไปใช้กับ CCD sensor อีกขนาดอาจทำให้ได้ภาพที่ไม่สมบูรณ์ เช่น หากนำเลนส์ที่ผลิตมาสำหรับเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก (สมมติว่าเป็น 1/4?) ไปใช้กับกล้องที่มีเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่กว่า (สมมติว่าเป็น 1/3?) จะ ได้ภาพเห็นเป็นสีดำอยู่บริเวณมุมทั้งสี่ ในทางกลับกันถ้านำเลนส์ที่ผลิตสำหรับเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่มาใช้กับกล้องที่มี เซ็นเซอร์ขนาดเล็ก จะทำให้ได้องศาการมองเห็นภาพต่ำกว่าค่าที่ควรจะเป็นของเลนส์ตัวนั้น ซึ่งจะทำให้สูญเสียภาพที่ควรมองเห็นไป ถ้าใครอ่านแล้วไม่ค่อยเข้าใจลองพิจารณาภาพด้านล่างประกอบดูนะครับ
 |
ม่านรับแสง (iris)
 |
คือม่านที่เปิด-ปิดเพื่อกำหนดขนาดรูรับแสง ซึ่งขนาดรูรับแสงเป็นตัวกำหนดปริมาณแสงที่ผ่านเข้ามา ม่านรับแสงของเลนส์มีสองแบบคือ
1. ม่านรับแสงแบบปรับด้วยมือ (Manual iris) สามารถ ปรับขนาดรูรับแสงโดยใช้มือหมุนปรับวงแหวนที่ตัวเลนส์ ซึ่งในความเป็นจริงเราจะตั้งค่าเอาไว้เลยก่อนติดตั้งเสร็จ เพราะหลังติดตั้งเสร็จแล้วคงยากที่ลูกค้าจะต้องปีนขึ้นไปที่กล้องเพื่อปรับ ค่าเอง
 |
2. ม่านรับแสงแบบปรับอัตโนมัติ (Auto iris) การ ปรับขนาดรูรับแสงทำงานร่วมกับตัวกล้องโดยอัตโนมัติ เลนส์ที่ใช้ม่านรับแสงแบบนี้จำเป็นต้องมีสัญญาณไฟเลี้ยงให้วงจรของม่านรับ แสงทำงาน
 |
ซึ่งจะแบ่งออกเป็น 2 แบบคือ
- แบบไฟตรง (DC controlled iris) เลนส์ auto iris ที่ ใช้สัญญาณไฟตรงจากตัวกล้อง ไม่ต้องมีวงจรขยาย การเปลี่ยนแปลงขนาดของม่านรับแสง ทำงานไปตามการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของแสงจากการทำงานของกล้อง เลนส์ชนิดนี้ส่วนมากจะมีสายพร้อมปลั๊ก 4 ขา (Pin) เพื่อต่อกับกล้อง ปลั๊ก ๔ ขานี้ในอดีตเรียกว่า 4 Pin plug Panasonic standard ซึ่งโรงงานที่ผลิตกล้องเกือบทุกโรงงานจะใช้เป็นมาตรฐานเดียวกัน คือสามารถนำเลนส์ชนิด DC Type ไปใช้ได้กับกล้องได้ เกือบทุกผู้ผลิต
- แบบสัญญาณวิดีโอ (VDO controlled iris) กล้อง จะจ่ายไฟฟ้าไปให้เลนส์ในลักษณะของสัญญาณภาพ โดยจะมีความเข้มของสัญญาณภาพ แตกต่างกันไป เลนส์ที่ใช้กับกล้องที่จ่ายไฟฟ้าแบบนี้จะต้องมีวงจรขยาย (Amplifier) เพื่อเปลี่ยนความเข้มของสัญญาณภาพ เป็นไฟฟ้าเพื่อให้อุปกรณ์ตัวเล็กๆ ที่เรียกว่า กัลวานอมิเตอร์ (Galvanometer) ทำ หน้าที่คล้ายๆ กับมอเตอร์ ทำงาน เพื่อให้ม่านรับแสงเปลี่ยนขนาด ใหญ่ - เล็ก ตามการเปลี่ยนแปลงของแสงในรูปของความเข้มของสัญญาณภาพ เลนส์ชนิดนี้โดยมากจะมีสายสำหรับต่อกับกล้องโดยจะปล่อยปลายสายไว้ (ไม่มีปลั๊ก 4ขา )
ทั้งนี้การจะเลือกใช้เลนส์ Auto iris แบบ ใด จะต้องทราบว่าใช้งานกับกล้องที่จ่ายไฟฟ้าให้กับเลนส์แบบใด โดยศึกษาจากคู่มือของกล้อง เพราะว่าถ้าใช้เลนส์ผิดประเภทกับการจ่ายไฟของกล้อง เลนส์จะไม่ทำงาน หรืออาจจะเสียหายได้ เพราะว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage) ที่กล้องจ่ายให้กับเลนส์ทั้งสองแบบ มีความแตกต่างกันมาก และถ้าใช้เลนส์ผิดชนิดก็จะไม่มีภาพ เพราะว่าเลนส์ไม่เปิดรับแสง
สำหรับเลนส์แบบ Auto iris นี้ แนะนำว่าควรใช้กับกล้องที่ติดตั้งภายนอกอาคารครับ เพราะ auto iris จะ ปรับให้รับแสงในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับตัวกล้องเพื่อให้ได้ภาพที่ออกมาดี ที่สุด แน่นอนว่าเป็นการช่วยป้องกันตัวเซ็นเซอร์จากปริมาณแสงที่มากเกินไปอีกด้วย ครับ
การเลือกใช้ขนาดของรูรับแสงจะเป็นตัวกำหนดปริมาณแสง ซึ่งจะมีผลต่อระยะชัดลึกของภาพ (Depth of field) ด้วย เช่นกัน โดยขนาดของรูรับแสงที่เล็กกว่า รับปริมาณแสงได้น้อยกว่า จะมีระยะชัดลึกของภาพมากกว่า ขนาดของรูรับแสงใหญ่ นอกจากนี้ขนาดรูรับแสงยังเกี่ยวข้องเป็นญาติใกล้ชิดกับ f-stop อีกด้วย ทีนี้เรามารู้จักกับ f-stop กันซักนิดครับ
F-stop
f-stop คือ สัดส่วนระหว่างความยาวโฟกัสและเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสง หรือ
F-number = Focal length / Iris diameter
ตามสูตรแล้ว ค่า F-stop จะแปลผกผันกับค่าของขนาดรูรับแสง หมายความว่า ค่า f-stop ยิ่ง มาก ขนาดรูรับแสงจะยิ่งน้อย เซ็นเซอร์ก็รับแสงได้น้อยลง ภาพที่ได้ก็จะมีความชัดลึกมาก เหมาะที่จะใช้กับพื้นที่ที่มีปริมาณแสงเพียงพอ ตรงกันข้าม f-stop ยิ่ง น้อย ขนาดรูรับแสงจะยิ่งมาก เซ็นเซอร์ก็รับแสงได้มากขึ้น ภาพที่ได้ก็จะมีความชัดลึกน้อย แต่จะให้ภาพที่มีคุณภาพที่ดีในพื้นที่ที่มีปริมาณแสงน้อย
ตารางด้านล่างนี้แสดงถึงค่าเปอฺร์เซ็นต์ของแสงที่ผ่านเข้าไปถึงเซ็นเซอร์ในค่าของ F-stop ต่างๆ
 |
| F-number | f1.0 | f1.2 | f1.4 | f1.7 | f2.8 | f4.0 | f5.6 |
| แสงส่องผ่าน (%) | 20 | 14.14 | 10 | 7.07 | 2.5 | 1.25 | 0.625 |
เลนส์ของกล้อง CCTV ก็มีให้เลือกหลายแบบครับ
1. เลนส์ทางยาวโฟกัสเดี่ยว, เลนส์ที่ซูมไม่ได้ (fix focal length) เลนส์ แบบนี้ส่วนใหญ่เป็นเลนส์มาตรฐานที่มักจะคิดราคารวมมาอยู่แล้วกับตัว กล้องครับ โดยเลนส์ขนาดมาตรฐานนี้ราคาจะเท่ากันหรืออาจต่างกันไม่มาก ดังนั้นเมื่อติดตั้งกล้องแล้วขณะปรับมุม ผู้ให้บริการอาจสามารถเลือกเลนส์เปลี่ยนเพื่อให้ได้ภาพตรงความต้องการของ ลูกค้าได้
 |
2. เลนส์ที่สามารถปรับทางยาวโฟกัสได้ เลนส์ที่สามารถซูมได้ (variable focal length) เลนส์ประเภทนี้ มีทั้งแบบที่ใช้ปรับเองด้วยมือ หรือควบคุมให้สั่งปรับได้จากระยะไกล
 |
 |
ทีนี้มาเรื่องข้อต่อของ(Mount) เลนส์บ้างครับ กล้องวงจรปิดจะมีข้อต่อของเลนส์อยู่ 2 แบบ
1. C-mount มีความยาวช่วงท้ายเลนส์ ถึงหน้าตัวรับภาพ 17.5 มม.
2. CS-mount มีความยาวช่วงท้ายเลนส์ ถึงหน้าตัวรับภาพ 12.5 มม.
กล้อง ที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount ต้องใช้เลนส์ที่มีข้อต่อเป็นแบบ CS-Mount เท่านั้นขณะที่กล้องที่มีข้อต่อแบบ C-Mount สามารถใช้กับเลนส์ข้อต่อแบบ CS-Mount ได้ แต่ต้องใช้แหวนข้อต่อ (5 mm., Adapter Ring) ต่อกลางระหว่างเลนส์กับกล้อง เพราะถ้านำเลนส์ที่มีข้อต่อแบบC-Mount ไปต่อเข้ากับกล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount โดยตรง อาจจะทำให้หน้าตัวรับภาพเกิดความเสียหายได้ เพราะว่าความยาวช่วงท้ายเลนส์ของเลนส์แบบ C-Mount มีความยาวมากกว่าแบบ CS-Mount แต่ ผมจะบอกว่าก็ใส่เลนส์ของผู้ผลิตกล้องนั่นแหลครับ เรื่องทุกอย่างก็จบ ราคาก็ไม่ได้หนีกันมากมายเท่าไหร่เลย เดี๋ยวจะเข้าสำนวน เสียน้อยเสียยากเสียมากเสียง่าย
แล้วเลือกเลนส์เลือกต้องดูอะไรบ้าง
1. เลือกเลนส์ที่กล้องรองรับ CS mount หรือ C mount
2. กล้องทำงานแบบ Auto iris หรือไม่ หากทำได้ ควรเลือกเลนส์ที่รองรับ
3. เลือกทางยาวโฟกัสตามขนาดที่ตรงกับวัตถุประสงค์ (wide, normal, Tele) เช่น จับภาพเฉพาะบนโต๊ะพักงานที่รับแลกเงิน, จับภาพทั้งตัวของลูกค้าที่เดินผ่านหน้าร้าน, จับภาพระยะทางไกล จากรถบรรทุกที่วิ่งเข้า-ออกหน้าโรงงาน, จับภาพกว้างบริเวณหน้าบ้าน เป็นต้น
4. เลือกขนาดของเลนส์ให้สัมพันธ์กับกล้อง
พอจะเห็นภาพบ้างแล้วใช่ไหมครับว่าเลนส์ แบบไหนเหมาะกับเรา ทั้งนี้ทั้งนั้นเอาของจริงไปลองที่หน้างาน และใช้เลนส์ที่มาจากผู้ผลิตกล้องจะแน่นอนที่สุดครับ!