سنسور تصویر برداری دوربین مدار بسته

حسگر دوربین

وظیفه حسگر دوربین تبدیل پرتو های نور متمرکز به سیگنال ویدئویی متغییر در زمان است و این سیگنال ویدئویی پس از تولید به وسیله ی تجهیزات مخابراتی ( کابل کواکسیال، زوج تابیده شده، فیبر نوری و امواج رادیویی ) از طریق بستر انتقال به مرکز انتقال می یابد.

حسگرهای حالت جامد (Solid-State) برای تبدیل روشنایی تصویر به سیگنال ویدئویی از آرایه های سیلیکونی فوتو- حسگر ( پیکسل-Pixel ) استفاده می کنند. این سیگنال پس از تقویت به منظور نمایش به نمایشگر منتقل می شود. حسگرهای حالت جامد از نظر فن آوری ساخت به چهار دسته اصلی ۱) CCD، ۲) CPD، ۳) CID، ۴) COMS تقسیم می شوند.در صنعت ساخت دوربین های حفاظتی از دسته اول و چهارم استفاده می شود و توان مصرفی آنها از کسری از وات شروع و به ۸ الی ۲۰ وات برای دوربین های لوله کاتدی ختم می شود .

شارژ الکتریکی پیکسل ها در زمان شکل گیری تصویر روی حسگر دوربین به ولتاژ تبدیل می شود. این ولتاژ ها با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال ( Analog to Digital-A/D) به یک دسته عدد تبدیل می شوند و برای پردازش های بیشتر نظیر تنظیم شدت روشنایی و رنگ به واحد پردازش تصویر ارسال می شوند.

چشم انسان تصویر را یکجا نمایش می دهد اما سیگنال ویدئویی در دوربین معمولی یا مادون – قرمز حرارتی پس از پیمایش نقطه به نقطه ی پیکسل های افقی و عمودی حسگر های سیاه – سفید یا رنگی تولید می شود – پیمایش از کنج بالایی سمت چپ تصویر شروع شده و در کنج پایین سمت راست خاتمه می باید.

دوربین های رنگی با اختراع و استفاده از الگوریتم اصلاح رنگ بایر ( bayer array ) و سیستم تعادل رنگ سفید در ساخت دوربین، تولید شدند. در شکل الف نمونه ای از فیلتر سطری اصلاح رنگ بایر نشان داده شده است. این فیلتر از فیلترهای آبی – سبز و قرمز – سبز تشکیل شده است. به علت حساسیت زیاد چشم به رنگ سبز، در این فیلتر رنگ سبز به رنگ های آبی و قرمز بیشتر استفاده شده است. فیلتر دیگری که از آن برای ذخیره اطلاعات رنگی استفاده می شود . فیلتر رنگی CMYG (فیروزه ای، گلبهی، زرد و سبز) است شکل ب . با افزایش تعادل پیکسل های حسگر جزئیات بیشتری از صحنه قابل فیلم برداری می شود.

حسگرهای سیاه – سفید و رنگی برای تولید تصویر شفاف و بدون نویز طوری طراحی می شوند که در طی شبانه روز با تغییرات سطح روشنایی سازگار شوند. نتیجه چنین طراحی هایی ساخت دوربین های CCD، CMOS، LLL ICCD و مادون قرمز حرارتی است. بیشترین کاربرد به ترتیب متعلق به CCD، COMS، ICDD و مادون قرمز حرارتی است. به علت حساسیت به نور نزدیک به مادون قرمز حسگرهای CCD و CMOS علاوه بر کاربری های روزانه معمولاً در برخی مواقع از آنها در کاربری های شبانه هم استفاده می شود( شکل حسگر). نقاط قوت و ضعف های موجود در فن آوری ساخت حسگرهای CCD و CMOS باعث شده است که کاربری های متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال به علت فن آوری پیشرفته ی ساخت حسگرهای CCD، این حسگرها در دوربین های صنعتی استفاده می شوند و به علت فن آوری ساخت استاندارد حسگرهای CMOS، این حسگر ها در ساخت حافظه ی رایانه های شخصی استفاده می شوند. از حسگرهای ICCD برای کاربری شبانه و تحت شرایط روشنایی بسیار کم استفاده می گردد و در تاریکی مطلق، مه و گرد و غبار بهترین گزینه حسگرهای مادون قرمز حرارتی هستند.