دوربین مداربسته دید در شب

دوربین مدار بسته دید در شب در واقع یک دوربین مدار بسته می باشد که مجهز به LED های مادون قرمز می باشد. این لامپ‌های ال.‌ای.دی نوری Infrared یا همان مادون قرمز را تولید میکنند. ساز و کار به این صورت است که با توجه به اینکه چشم انسان قادر به دیدنِ نور مادون‌قرمز نیست، وقتی این نور از LEDهای یک دوربین مدار بسته خارج میشود، ما هرگز متوجه آن نخواهیم شد به تصویر زیر دقت کنید؛ محدوده‌ی وسطِ عکس، محدوده‌ی دید انسان را نشان میدهد. یعنی نور‌های مرئی که چشم ما قادر به دیدن آن‌ها است، در این محدوده قرار دارند، مثل نورها و رنگ‌های عادی بفش، آبی، قرمز، نارنجی و همه‌ی رنگهایی که ما انسان‌ها میتوانیم ببینیم. در کنار این محدوده، رنگ‌هایی وجود دارند که چشم انسان به هیچ وجه قادر به دیدن آن‌ها نیست و برای دیدن آن‌ها نیاز به ابزار وسایل خاصی است.

در همین تصویر زیر، به دو محدوده‌ی ابتدا و انتها دقت کنید. محدوده‌ی سمت راست، نورهای مادون قرمز یا همان (IR (Infrared است و این محدوده توسط چشم انسان قابل دیدن نیست. به همین صورت، در محدوده‌ی سمت چپ هم نورهای فرابنفش یا همان (UV (Ultraviolet نمایش داده شده که این نورهای نیز توسط چشم انسان قابل دید نیست.

امواج مادون قرمز به قسمتی از طیف امواج گفته می شود ، همانطور که گفتیم، چشم انسان قادر به دیدن این طیف از نور نیست اما به وسیله سنسورهای تصویر دوربین ها قابل شناسایی هستند. 
لذا در هنگام شب و با کاهش نور محیط قطعه حساس به نور کاهش لوکس نوری را متوجه می شود و ال-ای-دی های دوربین را روشن می نماید. نور تابیده شده از این LED ها پس از برخورد با اجسام بازتاب می نماید و توسط حسگر دوربین (سنسور) جذب و تصویر دید در شب ایجاد و ضبط می گردد. این عملکرد کلی دوربین های مدار بسته دید در شب می باشد. این دوربین‌های اغلب تصاویر را به صورت سیاه و سفید، یا سبز و سفید نمایش میدهند و رنگی نیستند.
در ابتدا لازم است بدانید که چندین نوع تکنولوژی مختلف برای دوربین‌های دید در شب وجود دارد. معمول‌ترین نوع این تکنولوژی‌ها، تکنولوژی‌های استفاده از نور اینفرا رد (مادون قرمز) و دوربین‌های دارای ساختار تشدید کننده نور هستند؛ مورد اول بیشتر در دوربین‌های امنیتی و نظارتی و دومی بیشتر در دوربین‌های قابل حمل (مثل آن‌هایی که سربازان نیروهای ویژه استفاده میکنند) استفاده میشود.
تکنولوژی و طرز کار دوربین‌های دید در شب قابل حمل
همانطور که گفتیم، دوربین‌های دید در شبی که قابل حمل هستند، ساختار متفاوتی با دوربین‌های مدار بسته دارند. طرز کار این دوربین‌ها به این صورت است که این دوربین‌ها سعی میکنند با استفاده نورِ کمی که در محیط وجود دارد، تصاویر را ضبط کنند، سپس با استفاده از ساختارِ تشدید کننده‌ای که دارند (مثل یک آمپلی‌فایر)، نور را تشدید میکنند و آن را قوی‌تر میکنند و تصویر را روشن‌تر میکنند. سپس این نورِ تقویت شده از صفحه‌ای فسفری عبور میکند و تصویری سفید و سبز رنگ را برای ما نمایش داده میشود.
برای توضیح بیشتر، باید بدانید که نور در اکثر محیط‌ها وجود دارد، حتی در محیط‌هایی که ما فکر میکنیم تاریک هستند! البته ممکن است یک محیطِ کاملا تاریک نیز وجود داشته باشد، ولی در شرایط معمول، چنین محیط‌هایی معمولا خیلی کم هستند. مثلا یک شبِ تاریک را در نظر بگیرید که چشم ما نمیتواند چیزی را به درستی ببیند، در این شرایط وقتی از دوربین‌های دید در شب استفاده کنیم، این دوربین‌های میتوانند از نور‌های جزئیِ محیط مثل نورِ مهتاب و ستاره‌ها که روی زمین میتابد، تصویر را به ما نشان دهد! بله، با همین نور کم!
و البته اگر یک محیط کاملا تاریک باشد، یعنی به هیچ عنوان نوری در آن نباشد (نه نور ماه، نه نور ساختمان‌ها و…) دوربین‌های دید در شبی که این ساختار را دارند نمیتوانند کمکی به ما بکنند. بصورت کلی دید در شب دوربین های مدار بسته از یکسری LED بهره می برد. حال این LED های اینفرارد می توانند به اشکال و انواع مختلف باشند. عملکرد کلی آنها یکسان است و بیشتر با هدف کاهش مصرف انرژی و زیبا تر شدن ظاهر دوربین از LED های مختلف استفاده می نمایند. در زیر بعضی از انواع آن را بر خواهیم شمرد:
1. LED های دید در شب معمولی
2. LED های دید در شب SMD
3. LED های مخفی پشت فیلتر
4. LED های دید در شب لنزدار
5. …
برد مفید دید در شب دوربین مدار بسته
شرکت های تولید کننده دوربین مدار بسته معمولاً با توجه به تعداد LED و همچنین کیفیت و میزان نوردهی آنها حداکثر متراژ دید در شب را اعلام می نمایند. ولی باید توجه داشته باشید که در شرایط نرمال کاری و با توجه به غبار موجود در هوا و … عملاً میزان برد مفید دید در شب کمتر از مقدار اعلام شده می باشد. بخصوص دوربین های مدار بسته چینی اندکی مسافت دید در شب دوربین های مدار بسته خود را با اغراق بیان می کنند.

آیا تصویر دید در شب سیاه و سفید است؟
تصویر دید در شب لزوماً سیاه سفید نیست. ولی اکثر برندهای تولید کننده دوربین های نظارتی و سیستم تصویری مدار بسته دستگاه های خود را بگونه ای تنظبم می کنند که در هنگام روشن شدن ال-ای-دی های infrared دستگاه ، تصویر از رنگی به سیاه و سفید تغییر یابد تا تصویر شفاف تر باشد و Grain آن کمتر باشد. البته بعضی از مدل ها این اختیار را به ما می دهند تا از داخل OSD Menu دوربین بتوانیم تصویر را رنگی نماییم.

امروزه ، یکی از ویژگی هایی که برخی از دوربین های مداربسته را منحصر به فرد میسازد low light بودن ، یا قابلیت و قدرت کارکرد آنها در شرایط نوری بسیار ضعیف است که به همین دلیل این دوربین ها را با نام های گوناگونی چون Low Light یاStarlight رده بندی میکنند.

در این مقاله سعی بر آن داریم تا نحوه کارکرد این دوربین ها را در حداقل نور ممکن و فاکتورهای لازم برای عملکرد در این شرایط رابررسی نمائیم.

“حساسیت به حداقل نور ” تعریفی است که پائین ترین سطح نور ممکن را برای ارائه تصویر شفاف در یک دوربین با قابلیت Starlightتعیین میکند.اکثر دوربین های معمولی درشرایط نوری مناسب و یا نرمال ، تصاویر را دریافت میکنند اما ، هنگامی که صحنه تاریک است و نور مناسب یا کافی وجود ندارد ، چه نوع دوربین هایی به کمک خواهند آمد و چه ویژگی هایی باید داشته باشند.

برای تعیین میزان حساسیت دوربین های Starlightو اینکه در چه میزان از حداقل نور ممکن قادر به کار کردن هستند ، هنوز استاندارد دقیقی وجود ندارد اما استاندارد کلی برای ایجاد مشخصه های حداقل نور در دوربینها تحت عنوان) Lux شدت روشنایی یا روشن سازی در واحد های متریک تعیین میشود )مطرح شده است یک لوکس برابر با یک لومن ( واحد تابش ) در هر متر مربع است و حداقل سطح نور را توسط آن بیان میکنند. اما معیارهای بیشتری به جز Lux در این امر دخیل هستند.
در زیر نمونه های عملی ازمیزان های لوکس متفاوت را بیان کردیم

10 لوکس برابراست با نور خیابان

100-1.000 لوکس برابراست با نور محیط کاری

10000 لوکس برابراست با نور اتاق جراحی

50000لوکس برابراست با نور تابش خورشید
مشخصات دوربین های Starlight

دوربین های Starlight، با فراهم کردن حداقل لوکس بهترین شرایط را برای ارائه تصویری شفاف فراهم میکنند. امااین پروسه چندان ساده نیست .آنها باید در یک میزان مشخصی از f-stop لنز ، فریم و میزان تقویت IRE لوکس مورد نظر را ارائه دهند.متاسفانه فرمول یکسان و یا مشخصی برای این هنوز ثبت نشده است و تنها با بیان ساختار زیر میزان لوکس مشخص میشود:

COLOR 0.1LUX ,F1.2

B/W 0.02LUX,F1.2

در این فرمول سطح تقویت سیگنال ، سرعت شاتر مشخص نشده است ، اما ممکن است برای سازنده دیگری ، فرمول به طریق دیگری بیان شود.