اجزاء دوربين مداربسته

 

دوربين ها از 4 قسمت تشكيل شده اند:

CCD .1

2 . قسمت تغذيه

3 . قاب و بدنه

4 . پايه هاي دوربين

 

(CCD: (Charge Coupled Device

CCD جايگزين فيلم در دوربين هاي عكاسی مي باشد و در سال 1970 در آزمايشگاه بل

توسط دو پژو هشگر به نام هاي بويل و اسميت اختراع شد .

هدف از اين اختراع استفاده از CCD به عنوان حافظه بود اما به زودي آشكار شد

كه از آن براي كاربردهاي ديگر از جمله تصويربرداري مي توان استفاده نمود.

CCD  يك سنسور حساس به نور مي باشد كه نور را به سيگنال الكتريكي تبديل مي كند

و از تركيب صدها جزءكه كنار يكديگر قرار گرفته اند ( مانند خانه هاي يك جدول) ساخته شده است.

هر جزء كه وظيفه تبديل يك بخش از تصوير به سيگنال الكتريكي را دارد

پيكسل يا فوتو سا يت خوانده مي شود . هر قدر تعداد پيكسل ها در واحد سطح بيشتر باشد

بخش هاي ظريف تري از تصوير را مي توان مشاهده كرد .

به اين ترتيب وضوح و كيفيت تصوير با بالارفتن تعداد پيكسل بيشتر مي شود .

هر پيكسل از يك ديود و خازن تشكيل گرديده است .

به طوريكه نور فقط به ديود مي تواند بتابد و خازن از تابش نورپوشيده شده است .

ديود وظيفه تبديل نور به الكترون را به عهده دارد الكترون هاي توليد شده

در خازن ذخيره مي شود هر قدر نور تابيده شده شديدتر باشد ميزان الكترون بيشتري توليد شده

و خازن ها به ميزان بيشتري شارژ مي شوند . وقتي نور به فتو ديود مي تابد

فوتون با برخورد به اتم باعث تهيج الكترون هاي آن شده به طوريكه اگر انرژي آن به ميزان معيني باشد

مي تواند الكترون را از اتم جدا كند.

با استفاده از يك رجيستر سريال ولتاژ آنالوگ پايين ترين سطر به صورت سريال خوانده مي شود

سپس پيكسل هاي سطر بالاتر ولتاژ خود را به پيكسل هاي همجوار سطر پايين تر مي دهند

و به اين ترتيب تمام سطر ها يك رديف جابجا مي شوند .

اين روال براي تمام پيكسل هاي فريم ادامه مي يابد .

ولتاژ خوانده شده توسط يك مبدل از آنالوگ به ديجيتال تبديل مي شود تا در مدارات بعدي استفاده شود.

اولين CCD براي پردازش تصوير توسط كمپاني فيرچيلد الكترونيك در سال 1974

با ابعاد 100 پيكسل در 100 پيكسل ساخته شد. بازدهي اين قطعه بسيار پايين بود.

با بالارفتن تكنولوژي ابعاد پيكسل ها در CCD از ابتدا تاكنون كاهش زيادي يافته است

به طوريكه از 12 ميكرومتر در سال 1987 به 6.2 ميكرومتر در سال 2001 رسيده است

هم اكنون دوربينهاي 5  مگاپيكسل به بازار عرضه گرديده است

به اين ترتيب قطر CCD هاي مورد استفاده در دوربين هاي مدار بسته از

يك اينچ به2/1و سپس 3/1 و بلاخره4/1به اينچ رسيد. اما از طرف ديگر

كاهش يافتن ابعاد CCD منجر به دريافت نور كمتر توسط آن مي شد. 

(OCL ( One Chip Lense یا لنز روی CCD

با بهره گيري از اين تكنولوژي مشكل ابعاد كم CCD ها بر طرف شد

و كيفيت تصوير نيز بالاتر رفت زيرا بر روي هر پيكسل يك لنز قرار داده شد

تا نور بيشتر ي را بر روي پيكسل انتقال دهد . شركت سوني براي اين تكنولوژي خود نام  hyper HAD را انتخاب كرد.

EX-View نيز يك ابداع در زمينه تكنولوژي CCD مي باشد كه توسط شركت سوني ارائه گرديده است .

در اين نوع CCD اتصال PN مربوط به هر فتوديود كه به عنوان يك پيكسل در تصوير عمل مي كند

به نوعي ساخته شده است كه تبديل نور تابيده شده به الكترون در آن به صورت موثرتري انجام شود .

علاوه براين روي هر فتوديود يك لنز با ابعاد ميكروسكوپي تعبيه شده است

تا تصوير (نور)را دقيقاً روي اتصال PNمتمركز كند. اين عمل منجر به بالا رفتن

حساسيت CCD تا دو برابر براي نور مرئي و 4 برابر براي نور مادون قرمز

با طول موج 800 تا 900 نانومتر مي شود. لازم به ذكر است

كه ميزان لوكس در نوع HAD Superسوني هم براي نورهاي مرئي و هم براي نور مادون قرمز مي باشد.

 

مشكل مربوط به CCD هاي نوع EX-View آن است كه به خاطر فن آوري بالا

و مشكل بودن ساخت آن تعداد كمي از اين نوع CCD توسط سوني ساخته مي شود

طبق اظهارات SONY.CO در CCD هاي نوع EX-View فتوديودهاي صدمه ديده

اما هنوز از كار نيفتاده بيشتري نسبت به CCD هاي Super HADوجود دارد

اين پيكسل ها ممكن است از كار بيفتند كه به صورت نقاط سياه و يا سفيد در تصوير مشاهده ميشوند

و ديگر قابل اصلاح نيستند اين پيكسل هاي از كار افتاده هم در زمان كار

و هم در هنگام ذخيره درانبار افزايش مي يابند به عنوان مثال يكCCD  نوع EX-View

هنگام خروج از كارخانه سوني ممكن است 3 پيكسل سوخته داشته باشد

اما اين تعداد هنگام نقل و انتقال به 5 عدد و زماني كه CCD در كارخانه سازنده دوربين قرار دارد

به 7 عدد و هنگام نصب روي دوربين به 12 عدد برسد

همين تعداد هنگام خريدن آن توسط كاربر نهايي ممكن است به 15 تا 30 عدد برسد

اين روال تا جايي ادامه مي يابد كه تما م پيكسل هاي صدمه ديده در حين توليد از كار بيفتد.

سوني ادعا مي كند كه افزايش پيكسل هاي سوخته به دليل اشعه هاي كيهاني است كه به كره مي تابد .

به علت حساس بودن پروسه توليد اين نوع CCD توليد آن دركارخانه سوني كم مي باشد

و قيمت آن تنها براي كاربردهاي صنعتي يا علمي مناسب مي باشد و استفاده ازآن در كاربردهاي معمولي به صرفه نيست.

 Super HAD يا Ex-wives HAD

شركت سوني با بهره گيري از اين تكنولوژي توانست كيفيت تصاوير را

تا ميزان دو برابر دوربين هاي هايپرهد بالا ببرد براي دستيابي به اين تكنولوي

فاصله بين ميكرولنزهاي روي پيكسل ها كاهش يافته است به اين ترتيب لايه زيرين نور بيشتري را جذب مي كند .

با اينكار پديده اسمير  (Smear) يا خطهاي باريك وپهن افقي كنار

منابع نور نيز در تصويربه50/1كاهش يافته است . زيرا تغيير در ساختار پيكسل ها

ازانعكاس هاي غير ضروري نور به روي CCD جلوگيري مي كند.

(BLC (Back Light Compensation

هنگامي كه دوربين مي خواهد تصوير فردي كه كنار منبع نور يا پنجره مي باشد را بگيرد

دوربين پشت صحنه بسيار روشن با چهره تيره از فرد را نشان مي دهد.مشكل از آنجا به وجود مي آيد

كه دوربين ميزان باز بودن Iris را بر اساس معدل نور تصوير محاسبه مي كند

وقتي اين معدل از ميزان لازم بيشتر است دوربين با بالا بردن سرعت شاتر

و كاهش روزنه لنز ميزان نوريا BLC دريافتي را كاهش مي دهد لذا قسمت هاي كم نور تصوير تيره مي شود .

با استفاده از الگوريتم جبران ساز نور پس زمينه تصوير به 6 منطقه تقسيم مي شود

و هر منطقه مي تواند يك ضريب وزني داشته باشد مثلا اگر منطقه مركزي داراي ضريب 9 باشد

حتي اگر در آن نور كمي باشد عدد آن در معدل گيري براي تنظيم روزنه لنز تعيين كننده مي باشد

لذا تصوير در بخش مركزي شفاف مي شود درعين حال تصوير در بخش هاي پر نور خيلي شفاف ديده نمي شود.

(WDR (Wide Dynamic Rang

تكنولوژي WDR براي حل مشكل ناشي از استفاده از BLC  به وجود آمد

در اين تكنولو ژِي دو فيلد مربوط به يك فريم تصوير يكي با سرعت شاتر بالا و

ديگري با سرعت شاتر پايين دريافت مي شود . وقتي اين دو تصوير با هم تركيب مي شوند

در تصوير فريم نهايي تمام بخشهاي تصوير شفاف ديده مي شود حتي اگريك بخش تصوير پر نور و بخش ديگر كم نور باشد.

(3CCD Three-chip)

3CCDعبارتي است كه براي توصيف يك سيستم تصوير سازي مورد استفاده

يكسري دستگاه هاي ضبط و پخش ويدئو بكار مي رود . دوربين هاي CCD 3 داراي سه CCD مجزا هستند

كه هر كدام اندازه گيري مجزايي را از نورهاي قرمز ، سبز و آبي انجام مي دهند .

نور وارد شده به درون لنز، بوسيله يك منشور شكسته مي شود .

اين منشور طول موج مناسب نور را به درون CCD مربوط به آن هدايت مي كند

نور آبي به درون CCDنور آبي و الي آخر.

دوربين هاي 3CCD ، بطور كلي براي فراهم آوردن كيفيت تصوير فوق العاده

نسبت به دوربين هاي داراي تنها يك CCD   كه بايد براي پركردن شكاف از يك فيلتر باير و درونيابي استفاده كنند،

مورد توجه قرار مي گيرند. البته اين دوربين ها نسبت به دوربين هاي

با يك CCD بطور كلي گرانقيمت تر هستند.خبرگان صنعت گاهي به دوربين هاي 3CCD اصطلاحاً

دوربين هاي سه چيپ(Three Chip)   مي گويند.

 

 

 IMAGE ENHANCER

تقویت کردن تصویر :این فن آوری سبب میشود تا در تصاویر تولید شده

لبه های اشیا مشخص تر شوند و در تصاویر ارائه شده اشیا کاملا متمایز از یکدیگر به نظر آیند.

White Balance

بالانس سفیدی تصویر : در صورتیکه شعله یک شمع را در مقابل یک دوربین ببینیم مشاهده میشود

که نقاط سفید رنگ شعله به صورت آبی کم رنگ و نقاط کم دماتر در شعله

به رنگ زرد مایل به قرمز دیده میشود در صورتیکه در واقعیت اینگونه نیست

و یا زمانیکه رنگ لباس های اشخاص در دوربین مشاهد شود دیده میشود

که رنگ آنها در محیط درون اتاق با محیط خارج از اتاق که نور بیشتری در آن است

تفاوت پیدا میکند اما در چشم انسان این اتفاق نمی فتد . دلیل این امر در این است

که چشم انسان رنگ سفید موجود در محیط را متناسب با درجه حرارت آن رنگ احساس میکند

و بقیه رنگ ها را با توجه به درجه حرارت رنگ سفید موجود در محیط تشخیص میدهد .

این فن آوری که در دوربین مجهز به AWB استفاده میشوند

باعث رفع این مشکل در تصاویر به دست آمده از دوربین میگردد و

تصاویر با رنگ های واقعی تری متناسب با درجه حرارت رنگ سفید موجود در محیط میدهد .

 

 

تصحیح اتوماتیک سیگنال

این فن آوری باعث میشود که سیگنال ورودی در صورتیکه به طور ناگهانی افزایش و یا کاهش یابد

این مقدار تغییر ناگهانی را از بین برده و به سیگنال اولیه قبل از تغییر تنظیم کند .

البته باید توجه داشت که این امر باعث میشود در شرایط نوری پایین ، بر روی تصاویر به دست آمده نویز ایجاد میگردد.

 تصحیح اتوماتیک حساسیت

این فن آوری در دوربین امنیتی باعث میگردد که میزان روشنایی به دست آمده

از تصاویر تهیه شده توسط دوربین در یک حد متعادل قرار گیرد این امر با کنترل سرعت شاتر دوربین تعیین میشود

و با تغییر سرعت شاتر به جای تغییر در کوچک شدن یا بزرگ شدن لنز

میزان نور ورودی را در حد متعادل قرار میدهد. این فن آوری AES در مناطقی که

فرکانس برق منطقه 50 هرتز باشد قابل استفاده نخواهد بود. .

تصحیح لزرش

در مناطقی که مقدار فرکانس برق 50 هرتز میباشد

نور متصاعد شده از لامپ های فلورسانس و یا لامپ های جیوه ای باعث ایجاد پرش در تصاویر به دست آمده

از دوربین میشود دلیل این امر هم در این است که سیکل فرکانس خاموش و روشن شدن لامپ

در این مناطق هر 50/1 ثانیه است و سرعت شاتر 60/1 ثانیه و تولید 60 فرم در ثانیه است

از این رو در این مناطق در صورتیکه سرعت شاتر را به 120/1 افزایش دهیم

این مشکل حل خواهد شد اگر چه این امر باعث میشود تا تصویر به دست آمده مقداری تیره تر گردد.

تصحیح حداکثر حساسیت

این فن آوری باعث میشود تا سرعت شاتر کاهش یابد این امر زمانی مناسب است

که بخواهیم از موضوع مورد نظر مدت زمان بیشتری تصویر داشته باشیم .

اگر چه این عمل سبب از بین رفتن تعدادی از فرم ها و یا ایجاد نویز در تصویر نیز میشود

اما با ترکیب با فن آوری دید در روز و شب میتواند به صورت بهینه تری مورد استفاده قرارگیرد.

 دید در شب

در صورتیکه بخواهیم از منطقه ای تصویر داشته باشیم که میزان روشنایی در آن از یک لوکس کمتر باشد

میتوان فیلتر قطع اینفرار را از مقابل CCD دوربین برداشت در این صورت

منبع ساطع کننده اینفرار به عنوان منبع نوری برای دوربین به کار برده میشود

و در نتیجه میتوان درمناطق تیره نیز از اشیا تصویر داشت .

البته استفاده از این فن آوری باعث میشود که دوربین رنگی نیز در این شرایط کاری تصاویر مونوکروم تولید نمایند.

 

 


 فیلتر کردن نقاط خاص از دید دوربین

در هنگام تصویر گرفتن از مناطق خاص در صورتیکه نیاز باشد

تا بخش خاصی از مکان مورد نظر مورد مونیتورینگ دوربین قرار نگیرد

مانند پنجره های ساختمان های اطرف میتوان تا حداکثر 4 بخش را توسط

این فیلتر از مونیتور شدن توسط دوربین حذف نمود . این فن آوری بر روی دوربین متحرک

و هنگام زوم کردن دوربین نیز قابل استفاده میباشد .

 

پايه هاي دوربين

دوربین

پایه تمام دوربين ها به خودي خود قابليت نصب به ديوار و يا سقف و تيرچه هاي فلزي و … را ندارند

و مي بايست بر روي پايه اي نصب شده و فيكس گردند تا بتوانند در يك وضعيت ثابت وظايف خود را بدرستي انجام دهند ،

لذا به منظورهاي گوناگون پايه هاي گوناگوني نيز وجود دارند

اگر دوربين هایي كه در سقف اماكن نصب مي شوند و

داراي پايه اي مخصوص چون دتكتورهاي سيستم اعلام حريق هستند

را ناديده بگيريم( بعنوان استثناء) مي توان پاية دوربين ها را به دو قسمت ثابت و متحرك تقسيم نمود.

1 . پايه هاي ثابت(camera bracket)   

پايه هاي ثابت به پايه هايي گفته مي شود كه بصورت ثابت به روي ديوار

و يا هر محل ديگري نصب مي شوند و دوربين بر روي آن سوار مي شود

از اين پايه ها زماني استفاده مي كنيم كه فقط يك نقطه براي كنترل و حفاظت مدنظرباشد.

پس از اينكه(دوربين) در ناحية مورد نظر تنظيم وتصاوير دلخواه دريافت گرديد

توسط پیچ مربوطه پايه ثابت ميشود ، اين پايه ها نيز داراي انواع گوناگون و مشخصات گوناگوني هستند

برخي كوتاه و برخي بلند و … .

 2. پايه هاي متحرك  (PT (Pan/Tilt      

پايه هاي متحرك به پايه هائي گفته مي شوند ،

كه بصورت متحرك در جهت عمودي و افقي قابل تغييرباشند

اگر چه بخودي خود به صورت ثابت نصب مي شوند اما بعلت وجود مدارات فرمان و …

در درون آنها ،قابليت دريافت فرمان از راه دور را دارند لذا با بكارگيري آنها

و حركت دوربين از راه دور مي توان محيط هاي وسيع تري را در زوايايي مختلف كنترل كرد .

اين پايه ها نيز در اشكال و مدل هاي مختلفي وجود دارند كه متناسب با نياز مي توان آنها را بكار گرفت .

دو مدل از اين نوع پايه ها وجود دارند كه در زير به شرح جداگانه هريك مي پردازيم :

پايه متحرك Indoor    

اين پايه متحرك در داخل مكان هاي سرپوشيده و مسقّف بكار گرفته مي شود

و از راه دور كنترل شده وولتاژ كار آن بصورت دلخواه و انتخابي

در رنجهاي  AC) 24 V / 110V/220V )مي باشد. جنس آنها ازآلومينيوم و يا پلاستيك ساخته مي شود .

پايه متحرك Outdoor

اين پاية متحرك در بيرون از مكان هاي مسقّف و در فضاي باز استفاده مي شود

اگرچه مشخصاتي شبيه به پايه هاي Indoor دارد اما برخي مشخصه هاي آن متفاوت است

از وجه تمايز آن مي توان به جنس بدنه آن  و وزن آن كه معادل 7 بر ابر  (Indoor )است و سرعت آن اشاره نمود .

يونيت كنترل پايه هاي متحرك دوربين ها

اين يونيت وظيفه كنترل و هدايت پايه هاي متحرك دوربين را به عهده دارد

كه با آن Pan Unit Control مي گويند .با بخش  Pan حركت افقي دوربين وبخش Tilltحركت عمودي دوربين كنترل ميگردد.

برخي ازاين يونيت ها داراي بخش zoom جهت دوربينهاي باقابليت زوم ميباشند

كه قابليت زوم كردن را علاوه بر حركت افقي وعمودي دوربين به اپراتور مي دهد.

 

شرکت مهندسی دیدگستر

 

اجزاء دوربين مداربسته
  • دارای انواع پایه های متحرک مناسب
  • قابلیت فیلتر کردن نقاط خاص از دید دوربین
  • قابلیت دید در شب و تصحیح حداکثر حساسیت
4.7