Чтобы получить качественное видеоизображение в системе видеонаблюдения, нужно учитывать не только возможности и технические характеристики самих видеокамер, но и правильно подобрать объективы с учетом условий объекта съемки. Объектив для видеокамеры – это система оптических линз с фильтрами, которая обеспечивает передачу видимого светового и цветового спектра на матрицу камеры, что позволяет получить видеоизображение окружающего пространства. Именно поэтому, выбор объектива является одной из самых важных и достаточно сложных процедур. Качественный объектив может обеспечить отличную съёмку с использованием бюджетной камеры и наоборот, плохой или неправильно подобранный объектив на сверхпрогрессивной дорогой видеокамере абсолютно испортит всё качество.
 
При подборе объектива камеры видеонаблюдения необходимо учитывать такие особенности, как характеристики самой видеокамеры, место установки видеокамеры (улица, помещение) и область, которую необходимо фиксировать видеокамерой. После определения этих условий необходимо сопоставлять их с особенностями объективов.

Самым основным параметром при подборе объектива является формат светочувствительной матрицы и тип посадочного места (крепления под объектив), которыми оснащена видеокамера. 
Светочувствительные матрицы, которые используются в видеокамерах для фиксации изображения, имеют определённый размер, который чаще всего обозначается в дюймах. Существуют такие основные форматы матриц  1/2", 1/3" или 1/4". Чем больше размер матрицы, тем больше она вмещает в себе светочувствительных пикселей, а значит и обеспечивает качественнее видеоизображение, но с увеличением размера матрицы существенно увеличивается и  цена видеокамеры, поэтому наибольшее распространение получили камеры с матрицами 1/3" и 1/4". Физический размер матрицы необходимо знать, чтобы подбирать под них объективы и вычислять угол обзора, получаемый в сочетании камеры с объективом.
Объективы, предназначенные для матриц большего формата, могут быть применены для камер с матрицами меньшего формата, если соответствует посадочное место. Например, если имеется объектив под камеру 1/2", то он подойдёт и для 1/3" или 1/4", но объектив для камеры 1/4" подойдёт только для камеры с матрицей аналогичного формата, на  1/2", 1/3" использовать нельзя, поскольку матрица будет частично перекрыта и видеоизображение будет неполное с черной окантовкой по краям, искажениями и т.д.
Основные типоразмеры посадочных мест для видеокамер M12, С и CS. Объективы должны полностью совпадать с посадочном местом видеокамеры, однако на камеры с CS креплением, можно установить объектив С если использовать специальное переходное кольцо толщиной 5 мм.

  
Угол обзора, фокусное расстояние и дальность съёмки

Угол обзора – это величина, которая характеризует область захвата по диагонали, которую сможет передавать видеокамера. Угол обзора зависит от фокусного расстояния между объективом и светочувствительной матрицей, а также размера самой матрицы. В зависимости от угла обзора разделяют такие объективы:
Нормальные – угол в пределах 30-65 градусов.
Широкоугольные – угол от  75 градусов и более.
Длинофокусные (узкоугольные) – угол от 30 градусов и меньше.
Нормальные объективы обеспечивают самую точную передачу изображения объекта без каких-либо искажений. Стандартные углы обзора 30-45 градусов соответствуют оптимальному зрительному восприятию перспективы человеческого глаза.
Широкоугольные объективы используются для максимального обзора обширных территорий, однако в этом случае существенно снижается детализация объектов в кадре. Вы сможете видеть обширную зону, но рассмотреть лицо человека, находящегося на расстоянии более 5 метров от камеры будет невозможно.
Длинофокусные объективы применяются для видеонаблюдения в коридорах, контроля периметров и направленной съёмки отдельных отдалённых участков, например, въезда на территорию или входа в здание с отдалённого расстояния, что позволит отчётливо рассмотреть лицо посетителя и номерной знак автомобиля.

Фокусное расстояние
В технических характеристиках объективов не указывается такой параметр как угол обзора, вместо него применяется параметр «Фокусное расстояние». Зная характеристику, матрицы и фокусного расстояния, можно легко вычислить и угол обзора, а также максимальную и минимальную дальность отчётливой съёмки.
Фокусное расстояние указывается в миллиметрах и рассчитывается по формуле:
F=w*S/W или F=h*S/H
F - фокусное расстояние.
w – вертикальный размер матрицы.
W –вертикальный размер объекта.
h – горизонтальный размер матрицы.
H – горизонтальный размер объекта.
S – расстояние от камеры до объекта.

Используя первую или вторую формулу, вы сможете подобрать объектив по фокусному расстоянию, который обеспечит отличную съёмку по ширине или высоте объекта. Чтобы узнать размеры матрицы можно измерять её обычной линейкой или, не замеряя определить размер по формату:
Матрица формата 1/4" имеет размер по вертикали 2,4 мм и по горизонтали 3,2 мм.
Матрица формата 1/3" имеет размер по вертикали 3,6 мм и по горизонтали 4,8 мм.
Матрица формата 1/2" имеет размер по вертикали 4,8 мм и по горизонтали 6,4 мм.
Пример расчёта: имеется фасад жилого здания длиной в 10 метров, за которым необходимо установить видеонаблюдения с помощью камеры с матрицей 1/3 дюйма. Камера расположена на столбе, который установлен за 15 метров от объекта, подставляем данные в формулу:
F=4.8*15/10=7,2. Округляем результат и получаем фокусное расстояние 8 мм.


 
Чтобы определить угол обзора объектива, по известным данным, необходимо воспользоваться формулой:
Q=2arctg(D/2F)
Q-угол обзора, D – размер матрицы, F – фокусное расстояние.


 
При определении области обзора камеры следует также учитывать, что физические особенности развёртки мониторов исключают часть изображения, получаемого с камеры (10% потерь суммарно с четырёх границ кадра).
При определении фокусного расстояния следует также учитывать законы оптических линз:
Увеличение фокусного расстояния приводит к уменьшению угла обзора.
Чем меньше диагональ матрицы, тем меньше угол обзора при одном объективе.
Для оптимального распознания объектов в кадр, необходимы такие размеры - лицо человека должно составлять 2/3 кадра, номер автомобиля – 1/4 кадра, определение силуэта – 1/10 кадра.

Характеристики объективов в соотношение с матрицами различных форматов

Для матриц 1/2"


 
Для матриц 1/3"


 
Для матриц 1/4"


 
В соответствии с данными в таблице вы сможете быстро определить фокусное расстояние объектива, который под особенности вашего объекта.

Фиксфокальные, вариофокальные и трансфокаторные объективы

Объективы видеонаблюдения производятся с  фиксированным и переменным фокусным расстоянием. Объективы с неизменяемым (фиксированным) фокусным расстоянием называются фиксфокальными или монофокальными, а объективы с переменными фокусными расстояниями называются вариофокальными.
Фиксированные объективы получили наибольшее применение, поскольку значительно дешевле варифокальных и обеспечивают лучшую фокусировку и детализацию объекта, необходимо лишь правильно подобрать объектив и настроить его на оптимальное изображение на объекте.

Вариообъективы
Вариофокальные объективы позволяют изменять положение объектива по отношению к светочувствительной матрице, тем самым регулировать фокусное расстояние и настраивать угол обзора, который оптимально подойдёт для конкретных условий. Объективы варифокальные идеально подходят для тех, кому необходимо периодически менять фокусировку, угол и дальность съёмки, а так же для тех, кто боится ошибиться в выборе фиксфокального объектива или не уверен в необходимой зоне обзора.


 
Вариофокальные объективы управляются специальным кольцом, которое позволяет изменять фокусное расстояние и соответственно параметры обзора. В характеристиках вариобъективов указывается диапазон углов обзора или диапазон фокусных расстояний, например, варифокальный объектив 2.8 - 12 мм, может обеспечить угол от 65 до 17 градусов для камер 1/3 дюйма.

Трансфокаторы
Трансфокаторы или трансфокаторные объективы – это вариофокальные объективы, оснащённые электроприводом для дистанционно управляемого изменения фокусного расстояния. Также трансфокаторы могут оснащаться оптической системой увеличения для изменения масштаба без потери в качестве. Степень увеличения объектов (кратность зума) определяется отношением максимального фокусного расстояния к минимальному. Оптическое увеличение может быть усилено цифровым зумом. Таким образом, оператор системы видеонаблюдения, сидя перед монитором, сможет управлять оптическим зумом, приближать или отдалять обзор на отдельных областях съёмки, расширять область обзора через пульт управления или видеорегистратор.

Диафрагма объектива
Диафрагма – это устройство внутри объектива, которое обеспечивает изменение размера отверстия, через которое свет попадает на светочувствительную матрицу. Диафрагма регулирует количество света, которое попадёт на матрицу и существенно влияет на качество выходного изображения. 
 
С помощью регулировки диафрагма изменяется отверстие проникающего света объектива, что обеспечивает исключение «засветки» матрицы. Если камера устанавливается внутри объекта с постоянным одинаковым уровнем освещения, можно использовать объективы с ручной регулировкой диафрагмы.


 
При установке видеокамеры на улице или в помещениях с частым изменением уровня освещения необходимо устанавливать объективы с автоматической регулировкой диафрагмы, что будет самостоятельно подстраиваться под освещение и исключать чрезмерное или недостаточное пропускание света на матрицу.
Объективы с АРД делятся на два типа по способу управления: по постоянному току DD (direct drive) и по видеосигналу VD (video drive). Отличие АРД заключается в месте расположения электронного блока управления – DD внутри камеры, VD внутри объектива. Считается, что автоматическая регулировка диафрагмы по видеосигналу более точно производит настройку диафрагмы, в особенности это заметно на объектах, с очень частыми сменами уровня освещения.
На трансфокаторах (вариобъективах с сервоуправлением) может быть установлена АРД с дистанционным управлением.

Светосила объектива
При использовании высокочувствительных видеокамер (в том числе и мегапиксельных) необходимо учитывать светосилу объектива – величину, которая характеризует количество пропускаемого светового потока, пропорционально квадрату относительного отверстия объектива.
Светосила указывается в значениях знаменателя максимального относительного отверстия – в виде 1:1,4 или 1,4. Чем больше светосила у объектива – тем больше света через него может проходить, соответственно тем больше возможностей качественной съемки в плохом освещении.


 
Мегапиксельные объективы
С появление современных IP, HD и прочих прогрессивных видеокамер и новых стандартов сжатия видеоизображения получили популярность новые мегапиксельные объективы. Значительных различий в технических характеристиках мегапиксельных объективов в отличие от стандартных не имеется, однако есть несколько факторов, на которые следует обратить внимание для получения наилучшего качества съёмки. 
Разрешающая способность – основная характеристика мегапиксельных камер, которая характеризует пропускную способность объектива к матрице видеокамеры. Подбирая мегапиксельный объектив необходимо, чтобы его разрешение соответствовало разрешению видеокамеры. Также мегапиксельные объективы могут оснащаться системой ИК-коррекции для предотвращения расфокусировки при переходе в ночной режим съёмки. 
Чтобы получить наивысшее качество видеоизображения используйте мегапиксельный объектив со стеклянными линзами, что обеспечат высокую цветопередачу и качество съёмки, а также в металлическом корпусе, который исключит возможность перекоса линз и повреждения внутренних элементов при механических воздействиях.
Подробнее

Варифокальные объективы - оптические модули для видеокамер, предназначенные для быстрого изменения угла и дальности обзора за счет смены фокусного расстояния. Они существенно повышают точность настройки камеры и качество передаваемого изображения. Их использование существенно повысилось с появлением «бюджетных» оптических моделей с диапазоном  фокусного расстояния 2,8-12 мм и 4-9 мм.
 

Важнейшим параметром варифокального объектива является диапазон фокусных расстояний:

  • Короткофокусные - модули с диапазоном изменения фокусных расстояний 1,6-3,4 мм.
  • Среднефокусные - фокусные расстояния меняются в диапазоне 3-8 мм и 2,8-10 (12) мм.
  • Дальнофокусные - с четырехкратным (х4), десятикратным (х10) и двадцатикратным (х20) зумом, и фокусными расстояниями 10-40 мм, 5-50 мм и 5-100 мм.

По светочувствительности они делятся на:

  • Сверхчувствительные - устанавливаются на монохромные и цветные камеры, поддерживающие режим «День-Ночь».
  • Объективы повышенной четкости - предназначены для комплектации монохромных и цветных камер с высоким разрешением.
  • Стандартные - рассчитаны на универсальные монохромные и цветные камеры. 

Многие производители комплектуют свои устройства функцией автоматической регулировки диафрагмы.

При выборе варифокального объектива стоит обратить внимание на такие показатели как размер относительного отверстия, степень геометрических искажений и наличие ИК-коррекции.

  • Размер относительного отверстия (соотношение диаметра отверстия входного зрачка и заднего фокусного расстояния объектива) определяет светосилу и указывается цифровым индексом и символом F.
  • Геометрические искажения (бочкообразные и подушкообразные) зависят от типа линз, установленных в объективе, и диапазона фокусных расстояний.
  • Наличие системы инфракрасной коррекции обеспечивает высокое качество и четкость изображения при смене освещения - при дневном свете, свете ламп накаливания и в темноте.
Подробнее
DH-PLF20C0-D
Код товара: 0030710
12MP фиксированный объектив 4K Starlight; Формат: 1/1.7"; Фокусное расстояние: 3.2mm; Апертура: F2.0; Крепление: CS; Управление диафрагмой: DC drive; Габаритные размеры: Φ44.2x39.2mm
13 000.00 руб.
HV0733D-6MP
Код товара: 0028969
Вариофокальный 6Мп объектив 1/1.8"; 7-33мм F0.95-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.5м; АРД DC; угол обзора гор. 51.6°~16.7°; размер Ф66х97мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 478.8гр.
32 291.50 руб.
HV1140P-8MPIR
Код товара: 0028971
Вариофокальный 8Мп объектив 1/1.8"; 11-40мм F1.5-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.1м; АРД P-Iris; ИК-коррекция; угол обзора гор. 36.7°~11.5°; размер Ф48х93.3мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 271.2гр.
22 941.50 руб.
HV1250D-MPIR
Код товара: 0028970
Вариофокальный 3Мп объектив 1/1.8"; 12-50мм F1.5-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.3м; АРД DC; ИК-коррекция; угол обзора гор. 33.8°~8.8°; размер Ф48х84.8мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 254.1гр.
14 441.50 руб.
TV2713D-5MP
Код товара: 0028975
Вариофокальный 5Мп объектив 1/2.7"; 2.7-13мм F0.95-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.1м; АРД DC; угол обзора гор. 116.8°~29.5°; размер Ф61х81.6мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 155гр.
11 041.50 руб.
TV2710D-MPIR
Код товара: 0028973
Вариофокальный 3Мп объектив 1/2.7"; 2.7-12мм F1.2-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.1м; АРД DC; ИК-коррекция; угол обзора гор. 97.2°~24.3°(1/3"); размер Ф48.5х61.3мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 100гр.
5 091.50 руб.
HV0415D-MP
Код товара: 0028968
Вариофокальный 3Мп объектив 1/1.8"; 4-15мм F1.5-С; крепление CS; мин.рабочее расстояние 0.1м; АРД DC; угол обзора гор. 101.9°~31.3°; размер Ф50.2х73.8мм; -20 °C ~ 60 °C; вес 102гр.
10 106.50 руб.
SLA-550DV
Код товара: 0019816
Объектив 1/3" вариофокальный 5 ~ 50мм, F1.8 DC auto Iris, CS-mount.
4 860.00 руб.
WV-LZA61/2SE
Код товара: 0011582
Объектив с автоматической регулировкой диафрагмы и переменным фокусным расстоянием. 1/3", 2х ZOOM, f=3.8-8 мм, ручное управление, F1.4-2.0, 35.1-75.3 град., АРД, цвет серебро.
6 200.00 руб.
SLA-M2890DN
Код товара: 0024568
Объектив 1/2.8" мегапиксельный, вариофокальный 2.8 ~ 9мм, F1.2, DC Iris, CS mount .
11 160.00 руб.

Распродажа

KLB-2970
Код товара: 0005642
1/3", M=12x0,5, Board lens, f=2.97, (130 deg), F2.0,
281.60 руб.
KLB-1600
Код товара: 0005640
1/3", M=12x0,5, Board lens, f=16.0, (19 deg), F2.0,
238.50 руб.