دوربین مدار بسته آنالوگ چیست؟
دوربین مدار بسته آنالوگ (Analog cctv):
دوربین آنالوگ جزء سیستم تجهیزات الکترونیکی محسوب می شود که برای تبدیل سیگنال های الکترونیکی به تصاویر قابل رویت در تجهیزات تلویزیونی کاربرد دارد این عملیات در دوربین مدار بسته به وسیله یک حسگر الکترونیکی دوربین یا Imaging sensor انجام می گیرد. CCD یا CMOS از انواع دیگر این حسگرها می باشند.
در دوربین های مدار بسته آنالوگ خروجی دریافت شده توسط حسگر به یک تقویت کننده فرستاده شده که به طور مستقیم به خروجی فرستاده می شود به همین دلیل این نوع از دوربین های مدار بسته کم هزینه بوده و از ساختمان ساده ای تشکیل شده اند. این سیگنال های ارسال شده توسط دوربین های مدار بسته آنالوگ برای ساده سازی مطابق یکی از استاندارهای تلویزیونی رایج PAL یا NTSC به دستگاه دی وی آر DVR ضبط کننده تصاویر ارسال می شود بنابراین می توان دوربین آنالوگ را به طور مستقیم به TVوصل کرده و تصاویر آن را مشاهده نمود.
امروزه نسل جدید دوربینهای تحت شبکه آی پی IP یا دیجیتال که در مقایسه با دوربین های مدار بسته آنالوگ بسیار پیشرفته ترند، جایگزین آنها شده که از رزولوشن و وضوح به مراتب بالاتری نسبت به دوربین های آنالوگ بهره مندند. این رزولوشن در دوربین های مدار بسته آنالوگ با مشخصه تیوی لاین مورد سنجش قرار می گیرد و هر چقدر این تیوی لاین بالاتر باشد. کیفیت تصویری دوربین مدار بسته نیز بالاتر خواهد بود اما بزرگترین محدودیت دوربین های مدار بسته انالوگ در مقایسه با دوربین های HD یا IP همان محدودیت شدید کیفیت تصویر در آنهاست.
عمق میدان
عمق میدان در یک سیستم نوری فاصله ای است که یک جسم در صحنه می تواند به سمت جلو یا عقب نسبت به لنز جا به جا شود و همچنان در یک فوکوس خوب باقی بماند. به بیان دیگر، گستره ای از فواصل می باشد که اجسام می توانند به لنز دوربین مدار بسته نزدیک شده یا از آن دور شوند و همچنان در فوکوس باقی بمانند. در حالت ایده آل این گستره می بایست بسیار بزرگ باشد: از چند فوت فاصله از لنز تا صدها فوت، به طوری که اساسا تمامی اجسام مورد نظر در صحنه دارای فوکوس تیزی می باشند. در عمل این امر محقق نمی شود چون که عمق میدان (۱) به صورت معکوس با فاصله کانونی متناسب است. و (۲) به صورت مستقیم با عدد اف متناسب است. لنزهای با فاصله کانونی ثابت و متوسط و بزرگ که با عدد اف پایینی کار می کنند، f/1.2 تا f/4.0 در گستره کاری مفیدشان که از ۲ یا ۳ فوت تا صدها فوت می باشد به صورت تیز بر روی تصویر فوکوس نمی کنند. لنزهای با فاصله کانونی بلند، ۳۰۰-۵۰ میلی متر، دارای عمق میدان کوتاهی بوده و می توانند تنها در فواصل کوتاه تصاویر تیزی را ایجاد نمایند و فوکوس آنها می بایست به صورت دستی یا خودکار هنگامی که اجسامی در فاصله های مختلف از صحنه مورد مشاهده قرار می گیرند، تنظیم گردد.
وقتی این لنزها با عنبیه خودشان نزدیک به f/8 تا f/16 به کار می روند، عمق میدان به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می یابد و اجسام موجود تقریبا در تمامی فواصل صحنه در فوکوس تیزی قرار دارند. آنها می توانند تصاویر تیزی از چند فوت تا ۱۰۰-۵۰ فوت حتی هنگامی که با عدد اف پایینی کار می کنند ایجاد نمایند.
عنبیه دستی و خودکار
عنبیه لنز به صورت دستی یا خودکار جهت بهینه سازی نوری که به سنسور می رسد تنظیم می گردد. عنبیه دستی توسط حلقه ای که بر روی لنز قرار دارد تنظیم می گردد. عنبیه خودکار از یک مکانیزم داخلی و موتور (یا گالوانومتر) به منظور تنظیم عنبیه استفاده می کند.
عنبیه دستی
لنز ویدئویی با عنبیه دستی دارای ورقه های فلزی متحرکی است که عنبیه را تشکیل می دهند. مقدار نوری که هنگام نصب دوربین مدار بسته به دوربین می رسد توسط چرخاندن یک حلقه خارجی عنبیه تعیین می گردد، که این ورقه های داخلی را باز و بسته می کند.
سنسور دوربین های CCD و CMOS می توانند با عنبیه دستی در تغییرات گسترده ای از سطح نور کار کنند ولی هنگامی که در گستره سطح نوری کامل خود به کار می روند، که شامل نور خورشید تا نورپردازی ضعیف در شب می شود، نیاز به عنبیه خودکار خواهند داشت. برخی از این دوربین ها از شاتر الکترونیکی (بخش ۳.۵.۵) استفاده می کنند و به عنبیه خودکار نیازی ندارند.
عملکرد عنبیه خودکار
لنزهای با عنبیه خودکار دارای یک مکانیزم نوری الکترونیکی هستند که به وسیله آن مقدار نوری که از لنز عبور می کند بسته به مقدار نور موجود از صحنه و حساسیت دوربین مدار بسته تنظیم می شود.
سیگنال ویدئویی دوربین مدار بسته اطلاعاتی را تأمین می کند که برای تنظیم نور عبوری از لنز به کار می رود. سیستم گاهی این چنین عمل می کند: اگر صحنه برای دوربین مدار بسته بیش از حد روشن است، سیگنال ویدئویی قوی خواهد بود (بزرگ از لحاظ اندازه). این سیگنال قوی یک موتور یا گالوانومتر را فعال خواهد کرد که باعث می شود دهانه مدور عنبیه لنز چرخیده و از لحاظ قطری بسته شود، که این امر منجر به کاهش مقدار نوری که به دوربین میرسد می شود. هنگامی که مقدار نوری که به دوربین می رسد یک سطح سیگنال از پیش تعیین شده را ایجاد می کند، موتور یا گالوانومتر موجود در لنز متوقف شده و سطح نوری را در لنز ثابت نگه می دارد. به همین ترتیب اگر نور بسیار کمی به دوربین مدار بسته برسد، سطح سیگنال دوربین کوچک خواهد بود و موتور یا گالوانومتر موجود در عنبیه خودکار دیافراگم عنبیه را باز می کند تا اجازه دهد نور بیشتری به دوربین برسد. در هر دو شرایط با نور کم و یا نور زیاد مکانیزم عنبیه خودکار بهترین تصویر را از لحاظ کنتراست ایجاد می نماید. عنبیه های خودکار جهت جبران سازی گستره کامل نوری از نور خورشید تا تاریکی موجود هستند.
دو نوع لنز با عنبیه خودکار وجود دارد: درایو مستقیم و درایو ویدئویی. دو روشی که برای کنترل این دو نوع لنز به کار می رود عبارتند از: درایو موتور DC (یا گالوانومتر) یا درایو سیگنال ویدئویی. با روش درایو موتور DC دوربین همه قطعات الکترونیکی مورد نیاز را دارا بوده و به صورت مستقیم موتور DC موجود در لنز را با یک سیگنال مثبت یا منفی جهت باز یا بسته نمودن عنبیه متناسب با سطح نور محیط درایو می کند. با روش ویدئویی سیگنال ویدئویی دوربین مدار بسته قطعات الکترونیکی موجود در لنز را درایو می نماید که آنها سپس موتور DC (یا گالوانومتر) موجود در لنز را درایو می کنند.
یک ویژگی که در برخی از لنزهای با عنبیه خودکار موجود است حداکثر – متوسط نامیده می شود که اجازه بهینه سازی تصویر را می دهد در حالی که هنوز در صحنه تغییرات نوری وجود دارد. صحنه ای با اجسام با کنتراست بالا به شکل بهتری با تنظیم عنبیه خودکار در حالت کنترل ''حداکثر'' جبران سازی می شوند، به گونه ای که لنز از نقطه های روشن و روشنایی های صحنه چشم پوشی می کند.
صحنه های با کنتراست کم به شکل بهتری توسط تنظیم کنترل کننده در حالت ''متوسط'' جبران سازی می شود. لنزهای با عنبیه خودکار می بایست فقط با دوربین هایی که دارای بهره ویدئویی ثابت در سیستم خود هستند استفاده شوند. لنزهای با عنبیه خودکار نسبت به موارد دستی با نسبتی در حدود دو تا سه برابر گران تر است.
چگونگی تهیه دوربین مدار بسته دید در شب مناسب.
قواعدی برای انتخاب دوربین های IR و LOW-LUX
جامعیت و طراحی مناسب یک سیستم بستگی به انتخاب درست محصولات IR و دید در شب دارد. در نظر گرفتن دقیق دوربین مدار بسته و محصولات جانبی اش مانند لامپ های IR، لنزها، پوشش محافظ و منبع تغذیه قبل از تعیین وجود یا عدم وجود اشعه IR می تواند با محصول سازگار باشد و یا روی کیفیت تصاویر اثر بگذارد.
بخش پیش رو چند راهنمایی را معرفی می کند که به کمک آن می توان سازگاری محصول را مانند امنیت محصولات نصب شده تضمین نمود.
دقت به دریچه دیافراگم دوربین
سایز دریچه دیافراگم دوربین مدار بسته در حال کوچک شدن است و در حال حاضر سایزهای متنوعی از 11/.8 اینچ تا 1/4 اینچ در بازار موجود است. سایز دریچه دیافراگم دوربین مدار بسته مشخص کننده میزان نوری است که می تواند از لنز عبور کند و به سنسور تصویر برسد. دریچه دیافراگم بزرگتر، اکسپوژر یا پرتودهی به تصویر را بیشتر می کند در حالی که دریچه دیافراگم کوچکتر این را کم می کند. نکته حائز اهمیت دیگر این است که در لنز فاصله کانونی و سایز دریچه دیافراگم نسبت عکس دارند. مثلا لنزهای 4 میلیمتری فاصله کانونی 1.2 تا 1.4 دارند اما لنزهای 50 میلیمتر تا 200 میلیمتری ماکزیمم فاصله کانونی 1.8 تا 2.2 می توانند داشته باشند. در نتیجه این امر روی پرتودهی نور اثر می گذارد و هنگامی که با یک فیلتر IR استفاده شود می تواند روی دقت رنگ نیز اثرگذار باشد.
تشخیص دوربین هایی که به نور کم نیاز دارند
حداقل نرخ تابش نور یک دوربین مدار بسته پایین ترین آستانه نوری لازم را برای ضبط یک ویدئو یا گرفتن عکس یا کیفیت قابل قبول و قابل تشخیص مشخص می کند. سازندگان دوربین مدار بسته حداقل نور لازم را برای دریچه دیافراگم دوربین های مختلف مشخص می کنند که همان حداقل تابش مورد نیاز یا نرخ حساسیت دوربین است. اگر حداقل نرخ نور دوربین مدار بسته بیشتر از طیف نور IR باشد، فاصله مؤثر تحت تأثیر قرار می گیرد که این امر منجر به نقص تصویر می شود. تصویر حاصل دارای مرکزی روشن و حاشیه ای تاریک خواهد بود. به همین جهت سازگار با نور کم بودن یا نبودن دوربین می تواند یک عامل تأثیرگذار و حیاتی برای پارت تصویری در محیط های کم نور باشد.
با توجه به گزینه های دوربین های سیاه / سفید یا روز / شب، دوربین های رنگی / مونوکروم، جدا از امکانات نوری تعبیه شده در دوربین، سنسور CCD نیز گستره وسیعی از طیف دارد که آن را نسبت به نور مرئی و IR حساس میسازد.
بدین ترتیب، دوربین قادر است در هر دو شرایط نور کم یا شب یک تصویر مونوکروم شفاف و واضح ارائه دهد. هنگامی که دوربین روز / شب، سیاه / سفید استفاده می شود، قادر است سیگنال رنگی را ارسال کند. سنسور CCD سیگنال ها را به رنگ های اولیه قرمز، آبی و سبز انتقال می دهد تا یک خروجی تصویر واقع در طیف مرئی را ارائه دهد. فناوری حاضر حساسیت روز/ شب، رنگی / مونوکروم نسبت به نور IR را ممکن می سازد.
نظارت تصویری مخفی در شرایط نور کم و شب
کارایی هوشمندی از فناوری MASKINGقادر است به نورهای IRاجازه پوشش تنها ناحیه، ساختمان یا زیربناهایی که نیاز به نظارت دارند را بدهد و از خروج نور و آشفته ساختن یا مقدار زیاد نور در تصویر و ویدئو جلوگیری می کند. سنسورهای نوری اپتیکی که نسبت به نور و گرما حساسند را می توان طوری تنظیم کرد که فقط در صورتی که نور از حد بحرانی کمتر شد یا فرد مشکوکی نزدیک شد واکنش نشان دهد.
مکان یابی سریع دوربین های IR
لنزها و اندازه دوربین های CCDدر حال کوچک شدن هستند و در نتیجه روز به روز در حال پیشرفت هستند. آنها امروزه امکان تنظیمات متعدد کانونی و فاصله را دارند. اندازه و وزن کاهش یافته دوربین ها و لنزها به دوربین اجازه نصب با انعطاف پذیری بیشتر را می دهد. امروزه تنظیم و زوایا و موقعیت ها مانند PTZ و امکانات دوربین IRممکن است. هنگامی که دوربین دید در شب در اتصال با دوربین های IRیا روشنایی های IRو تنظیمات مختلف قرار میگیرد این امکان وجود دارد تا دوربین دید در شب را در لحظه روی نقطه مورد سؤال متمرکز کرد.
سازگاری بین دوربین و لنز
دوربین ها معمولا با شاتر اتوماتیک و ویژگی هایی همچون AES و AGC همراه هستند. این ویژگی ها می توانند ضبط در حالت دید در شب را بهبود بخشند.
الزام دیگری که دوربین های دید در شب دارند این است که لنزها باید دارای مدهای اتوماتیک باشند تا به طور خودکار تفاوت نورهای بین روز و شب را تنظیم کنند.
شرایط منبع تغذیه دوربین
هنگام استفاده از تابش IR، شامل لامپ LED، IRهای IR، جریان و ولتاژ منبع تغذیه در ابتدا و انتهای سیستم نظارتی باید واحد و مشخص باشد. فاصله کابل هم روی سیستم اثرگذار است چون جریان حین طی کردن این فاصله ضعیف میشود. اگر لامپ های IRزیادی در فاصله خیلی دور از منبع تغذیه جریان مستقیم 12 ولتی ممکن است باعث بالاتر بودن ولتاژ نزدیک ترین روشنایی به منبع تغذیه، شود در حالی که برای آنهایی که دورتر هستند ولتاژ به طور قابل ملاحظه ای کمتر و ضعیف تر است. به علاوه نوسانات ولتاژ ممکن است طول عمر لامپ های IR را کاهش دهد. در عین حال اگر ولتاژ پایین تر از حد معمول باشد ممکن است عملکرد نیز تحت تأثیر نور ناکافی و فاصله قرار گیرد. بدین ترتیب توصیه می شود که از یک منبع تغذیه جریان متناوب 240 ولتی استفاده شود چون نوسانات جریان مستقیم بین جریان متناوب 100 تا 240 ولت، قدرت خروجی پایدار و عملکرد پایدار لامپ ها را تضمین می کند.
