دیافراگم دوربین مداربسته چگونه کار میکند ؟

دوربین مدار بسته به عنوان ابزار حیاتی در زندگی روزمره ی ما، سبب امنیت و آرامش خاطر ما می شوند، حال شرایطی را تصور کنید که دوربین نتواند تصاویر مناسب را ارائه دهد و هیچ تصویر مناسبی در دسترس ما نباشد. در این شرایط، عملا دوربین نتوانسته انتظارات مورد نظر ما را برای کنترل و نظارت محیط پیرامون را فراهم سازد. به صورت کلی، برای آنکه تصویر مناسبی از یک دوربین مداربسته در دسترس باشد، می بایست شرایط مناسبی را مهیا ساخت که بیشترین انتظارات ما برآورده شود که این شرایط عبارتند از : شرایط نوری مناسب، زاویه و ارتفاع نصب مناسب، شرایط نصب استاندارد و اصولی و …. می باشد. در دسترس بودن نور استاندارد و مناسب برای دوربین ها در هر محیطی امکان پذیر نیست چرا که ممکن است شرایط نوری به هر دلیلی تغییر کند، بنابراین شرکت های تولید کننده ی نظارت تصویری در هنگام طراحی دوربین های خود از ویژگی های چشم انسان به منظور دریافت نور کافی و لازم برای سنسور دوربین مداربسته استفاده کردند و دیافراگم دوربین مداربسته را برای این منظور قرار دادند که در این مقاله به شرح عملکرد آن می پردازیم.

دیافراگم دوربین مداربسته چیست ؟

قطعا هریک از ما در شرایط نوری مختلفی قرار گرفته ایم که حتی گاهی نور زیاد موجب آزار به چشم ما شده است و به صورت ناخودآگاه، چشم خود را بسته ایم یا مردمک چشم ما تنگ شده است و مانع ورود زیاد نور به داخل چشم شده و در شرایط نوری کم و یا محیط تاریک نیز، مردمک چشم ما گشاد شده تا نور بهتری به چشم ما برسد. دیافراگم دوربین مداربسته، نیز نقشی مشابه مردمک چشم را دارند که شامل تیغه های می شود که نسبت به نور حساس بوده و باز و بسته می شود. دیافراگم دوربین مداربسته از طریق اتصال به یک حسگر متصل دریچه را بزرگ یا کوچک  می کند. این دریچه به اپرچر (Aperture)  معروف است.

همانطور که گفتیم اگر نور محیط زیاد باشد دریچه کوچکتر و اگر نور محیط کم باشد دریچه بزرگ می شود تا نور بیشتری را جذب کند. با استفاده از این مکانیزم ساده بدون هیچ گونه مشکلی تصویر مناسبی از دوربین ایجاد می شود.

ارتباط دیافراگم دوربین مداربسته با عملیات فوکوس

باید به این نکته توجه داشته باشید که میزان باز و بسته شدن دیافراگم دوربین مداربسته، تنها بر روی نور ورودی لنز تاثیر نمی گذارد، بلکه بر میزان و توانایی فوکوس دوربین نیز تاثیرگذار است، بنابراین هر چه دریچه دیافراگم دوربین بازتر باشد میزان فوکوس دوربین کمتر می شود.

برای درک بهتر این موضوع فرض کنید، شما و فردی دیگر در یک راستا و در فواصل مختلف از یک دوربین مداربسته قرار گرفته اید. دوربین نیز در حالت فوکوس بر روی شما قرار گرفته، اما در حالت اولیه (دیافراگم بسیار بسته) دوست شما را هم با وضوح خوبی نشان می دهد. حال هرچه دیافراگم دوربین را بازتر کنیم تصویر تشکیل شده از دوست شما تارتر به نظر می رسد.

تاثیر دیافراگم بر روی فوکوس و وضوح تصاویر در دوربین های مداربسته، باعث شده تا کاربرد دیافراگم اتوماتیک در دوربین های مداربسته بسیار محدود شود. بدین ترتیب تولید کنندگان دوربین های مداربسته سعی کرده اند، دیافراگم دوربین را تا جای ممکن کوچک نگه داشته تا از این طریق بتوانند در بازه بزرگی از تصویر، فوکوس را حفظ نموده و تصاویر را با وضوح بهتری ارائه نمایند. تقریبا می توان گفت که هیچ یک از دوربین هایی که دارای لنز ثابت هستند دیافراگم قابل تنظیم ندارند. دیافراگم دوربین مداربسته به صورت اتوماتیک را تنها می توانید در دوربین های مداربسته باکس با لنزهای قابل تنظیم ببینید.

عدد F در دیافراگم دوربین مداربسته

بازه دیافراگم دوربین مداربسته را معمولا در کنار مشخصه های نور (حداقل نور مورد نیاز) می نویسند و آن را با عدد F نمایش می دهند. به میزان قابیلت لنز دوربین جهت عبور دادن نور عدد F گفته می شود. بازه دیافراگم در بیشتر دوربین های مداربسته f1.2 یا f1.4 است. بعضی از انواع دوربین با سنسور تصویر بزرگ تر ممکن است دیافراگم های بزرگتری هم داشته باشند. همانطور که در شکل زیر مشهود است، هر چقدر که عدد F بزرگ تر باشد، تیغه های دیافراگم کم تر باز می شود و در نتیجه دریچه ی اپرچر به میزان کم تری باز می شود.

تاثیر شاتر بر ارائه ی تصاویر

سرعت شاتر، یکی از فاکتورهای مهم در هنگام خرید دوربین مداربسته که می توان با تغییر در آن، تصاویر مناسبی را دریافت کرد که در واقع مدت زمانی است که شاتر باز می شود و سنسور دوربین در معرض نور قرار می گیرد و می تواند نور کافی و لازم را دریافت کند.

در هنگام نصب دوربین مداربسته برای مشاهده و نظارت پلاک می بایست شاتر را به گونه ای تنظیم کرد تا نور کافی و مناسب به دوربین برسد، چرا که سرعت شاتر بسیار زیاد در برخی شرایط ممکن است موجب سفید شدن تصاویر و روشنایی بیش از حد آن می شود و سرعت پایین آن نیز منوجب تیره تر شدن تصاویر می شود.

سرعت پایین شاتر، امکان تار شدن اشیای متحرک را کاهش خواهد داد و سرعت بالای آن در برخی شرایط به خصوص شرایطی که خودروها در حال حرکت هستند مناسب نیست و به همین دلیل است که در این شرایط توصیه می گردد که سرعت شاتر دوربین مداربسته را کاهش دهند.

دیافراگم چیست؟

در تعریف بسیار ساده دیافراگم مانند یک دریچه است. دریجه ای

که میزان عبور نور از لنز را تنظیم میکند. ساختار دیافراگم دوربین ها

با تقلید از ساختار عنبیه چشم انسان ساخته شده.

در طول شبانه روز، میزان نور محیط بسیار تغییر می کند. چیپ تصویر

دوربین ها نمی تواند این تصویر را در چنین بازه بزرگی از سطح نور

بسازد. برای بر طرف کردن این مشکل از دیافراگم استفاده می

شود. دیافراگم دوربین مدار بسته به یک حسگر متصل است که با

دریافت نور محیط دریچه را بزرگ یا کوچک می کند. اگر نور محیط زیاد

باشد دریچه کوچکتر  می شود و اگر نور محیط کم باشد دریچه بزرگ

می شود تا نور بیشتری را جذب کند. از طریق این مکانیزم ساده

می توان بدون مشکل تصویر دوربین را یک بازه نوری بسیار وسیع

ساخت.

رابطه دیافراگم با فوکوس دوربین

میزان باز و بسته بودن دیافراگم دوربین تنها بر روی نور ورودی تاثیر

نمی گذارد. باز بودن دیافراگم، میزان فاصله فوکوس دوربین را نیز

تحت الشعاع قرار می دهد. هر قدر دیافراگم دوربین باز تر باشد

فاصله فوکوس دوربین کمتر است. برای درک بهتر فرض کنید شما

و دوستان در فاصله های مختلفی از یک دوربین قرار گرفته اید.

دوربین بر روی شما فوکوس کرده، اما در حالت اولیه (دیافراگم

بسیار بسته) دوست شما را هم با وضوح خوبی نشان می دهد.

حال هر چه دیافراگم دوربین را باز تر به نظر می رسد. تاثیر

دیافراگم بر روی فوکوس دوربین های مدار بسته باعث شده

استفاده از دیافراگم اتوماتیک در دوربین های مدار بسته بسیار

محدود باشد. تولید کنندگان دوربین های مدار بسته سعی می

کنند، دیافراگم دوربین را تا جای ممکن کوچک نگه دارند تا از این

طریق بتوانند در بازه بزرگی از تصویر فوکوس را حفظ کنند. تقریبا

هیچ یک از دوربین های لنز ثابت، دیافراگم قابل تنظیم ندارند.

دیافراگم اتوماتیک را تنها می توانید در دوربین های مدار بسته

باکس با لنزهای قابل تنظیم ببینید.