انواع دوربین دید در شب

دوربین دید در شب  

کاربردها و ضرورت‌ های و نکات فنی دوربین دید در شب

مقدمه و تعریف

دوربین‌ های دید در شب دستی (Handheld Night Vision Cameras) تجهیزاتی قابل‌ حمل هستند که به کاربر امکان می‌دهند در شرایط نور کم یا تاریکی مطلق، محیط پیرامون را مشاهده و ضبط کند.

این دوربین ‌ها به‌ جای استفاده از لوله ‌های تقویت‌کننده تصویر سنتی (Image Intensifier Tube) که در نسل ‌های قدیمی ‌تر دوربین دید در شب به کار می‌رفت، بر پایه سنسورهای CMOS حساس به نور نزدیک مادون قرمز (NIR) طراحی شده‌اند.

ضرورت و اهمیت استفاده

ضرورت استفاده از این نوع دوربین‌ها در حوزه‌های مختلف ناشی از توانایی آن‌ها در افزایش دید در تاریکی است:

·         امنیت و حفاظت

·         استفاده در گشت‌های شبانه نیروهای انتظامی یا حراستی.

·         تشخیص افراد یا اشیاء مشکوک در تاریکی.

·         نظامی و دفاعی

·         عملیات شناسایی و مراقبت در شب.

·         کمک به سربازان برای دید در محیط‌های کم‌نور بدون لو رفتن موقعیت (با استفاده از نور مادون قرمز نامرئی).

·         صنعت و زیرساخت

·         بازرسی خطوط لوله، شبکه برق، یا تجهیزات صنعتی در شب.

·         پایش محیطی برای جلوگیری از سرقت یا خرابکاری.

·         امور شهری و غیرنظامی

·         جستجو و نجات (Search & Rescue) در شب.

·         فعالیت‌های طبیعت‌گردی، کوهنوردی و حیات‌وحش‌نگری.

·         کاربردهای پلیسی و آتش‌نشانی در شرایط تاریک.

·         ضرورت علمی و تحقیقاتی

·         بررسی و فیلم‌برداری از حیات وحش شب‌زی.

·         مطالعات محیط‌زیستی و اکولوژیک.

کاربردهای عملی

·         ضبط تصویر و ویدئو در تاریکی مطلق (با استفاده از LEDهای مادون قرمز داخلی).

·         دید رنگی در شرایط نور کم (با فناوری CMOS پیشرفته).

·         امکان بزرگ‌نمایی اپتیکی و دیجیتال برای بررسی دقیق اجسام.

·         نمایش زنده تصویر روی نمایشگر داخلی یا اتصال به نمایشگر خارجی.

·         عکاسی و فیلم‌برداری حرارتی ترکیبی در برخی مدل‌ها (ترکیب NIR + سنسور حرارتی).

مزیت‌های استفاده از CMOS در دوربین دید در شب دستی

·         مصرف انرژی پایین‌تر نسبت به لوله‌های تقویت‌کننده تصویر.

·         دوام و مقاومت بیشتر (چون قطعه مکانیکی حساس مانند لوله خلاء وجود ندارد).

·         قیمت مناسب‌تر به دلیل فناوری رایج CMOS.

·         قابلیت ضبط دیجیتال مستقیم بدون نیاز به مبدل.

·         اندازه و وزن کمتر، مناسب برای نسخه‌های دستی و قابل‌حمل.

·         امکان عملکرد دوگانه: دید در روز و شب در یک دستگاه.

نکات فنی مهم در انتخاب و استفاده

حساسیت سنسور (Lux Rating)

هرچه مقدار لوکس پایین‌تر باشد، دوربین توانایی بهتری در نور کم دارد (مثلاً 0.001 Lux).

محدوده طیفی (Spectral Range)

دوربین‌های CMOS دید در شب معمولاً در بازه 400 تا 1100 نانومتر عمل می‌کنند (نور مرئی + مادون قرمز نزدیک).

رزولوشن تصویر

از 640×480 پیکسل تا Full HD و 4K در مدل‌های جدید.

رزولوشن بالاتر = جزئیات بیشتر در شناسایی اهداف.

منبع نور مادون قرمز (IR Illuminator)

برخی مدل‌ها دارای LED مادون قرمز داخلی هستند.

توان خروجی و طول موج (معمولاً 850nm یا 940nm) در کیفیت دید موثر است.

بزرگنمایی (Optical & Digital Zoom)

بزرگنمایی اپتیکال شفاف ‌تر است ولی دیجیتال باعث افت کیفیت می‌شود.

نمایشگر داخلی

LCD یا OLED داخلی با اندازه ۲ تا ۴ اینچ.

برخی مدل‌ها امکان اتصال به هدست یا مانیتور خارجی دارند.

حافظه و ضبط تصویر

پشتیبانی از کارت حافظه SD برای ضبط عکس و ویدئو.

قابلیت انتقال داده به کامپیوتر یا موبایل.

باتری و مصرف انرژی

بیشتر دوربین‌های دستی از باتری لیتیوم-یونی یا قلمی استفاده می‌کنند.

مدت زمان شارژدهی باید متناسب با مأموریت یا کاربری انتخاب شود.

مقاومت محیطی

دارای IP54 و بیشتر، ضد گرد و غبار و مقاوم در برابر ضربه در برخی مدلها.

بسیار مهم برای کاربردهای نظامی یا طبیعت ‌گردی.

ابعاد و وزن

باید سبک و قابل حمل باشد (معمولاً 300 تا 1000 گرم).

محدودیت‌ها و چالش‌ها

دید در شب CMOS در تاریکی مطلق کاملاً وابسته به پرتو IR است.

کیفیت تصویر در بردهای خیلی بلند از نسل سوم دوربین‌های تقویت‌کننده تصویر پایین‌تر است.

LEDهای IR در طول موج ۸۵۰ نانومتر کمی قابل مشاهده ‌اند و ممکن است موقعیت کاربر لو برود (در مدل‌های ۹۴۰ نانومتر این مشکل کمتر است).

جمع‌بندی

دوربین ‌های دید در شب دستی بر مبنای CMOS یک گزینه مدرن، اقتصادی و کارآمد برای مشاهده در شرایط تاریک هستند.

برای کاربری‌ های غیرنظامی و امنیت شهری بهترین انتخاب محسوب می‌شوند.

در ماموریت‌ های نظامی پیشرفته هنوز مدل‌ های مبتنی بر لوله‌ های تقویت‌کننده تصویر نسل ۳ و ۴ مزیت دارند، ولی CMOS در حال نزدیک شدن به کیفیت آن‌هاست.

ضرورت استفاده از این دوربین‌ها در امنیت، تحقیقات، جستجو و نجات و طبیعت ‌گردی غیرقابل انکار است.

 

مقایسه‌ی دوربین دید در شب دستی بر پایه‌ی CMOS با مدل‌های لوله‌ی تقویت‌ کننده تصویر (IIT/Gen2/Gen3) رو از نظر قیمت، تعمیرات، نگهداری و مسائل جانبی:

 

تفاوت قیمت

 

دوربین CMOS

فناوری CMOS به‌دلیل تولید انبوه در صنایع تصویربرداری (موبایل، دوربین مداربسته، خودرو و …) بسیار ارزان‌تر است.

قیمت معمولاً در محدوده ۱۵۰ تا ۱۰۰۰ دلار (بسته به رزولوشن، کیفیت لنز و امکانات جانبی).

حتی مدل‌های نیمه‌حرفه‌ای با کیفیت Full HD حدود ۳۰۰–۵۰۰ دلار هستند.

 

دوربین‌های نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر

ساخت لوله‌ی تقویت‌کننده تصویر پیچیده و گران است.

قیمت معمولاً از ۲۵۰۰ دلار تا بالای ۱۰,۰۰۰ دلار (بسته به نسل و برند).

مدل‌های نظامی و نسل ۳، به‌ویژه با ویژگی‌ هایی مثل اتوفوکوس یا ضد تابش نور شدید، بسیار گران ‌اند.

 

تعمیرات و نگهداری

تعمیر و نگهداری مدلهای  CMOS

قطعات دیجیتال هستند، عمر بالا و نیاز به نگهداری خاصی ندارند.

در صورت خرابی، معمولاً ماژول CMOS یا برد الکترونیکی تعویض می‌شود.

تعمیر ساده‌تر و هزینه‌ی بسیار پایین‌تر (گاهی تعویض کامل دوربین به‌صرفه‌تر از تعمیر است).

ضد ضربه و مقاوم‌تر در برابر شوک مکانیکی چون لوله خلاء ندارد.

 

تعمیر و نگهداری دوربین‌ های نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر

بسیار حساس  به ضربه و نور شدید (مثلاً نور چراغ‌ قوه یا خورشید می‌تواند لوله را بسوزاند).

در صورت خرابی لوله، تعمیر تقریباً غیرممکن است و باید کل لوله تعویض شود (هزینه بالا).

نگداری دشوارتر: نیاز به محافظت در برابر نورهای شدید، رطوبت و دماهای خیلی بالا یا پایین.

عمر مفید لوله‌ های نسل ۲ و ۳ بین ۴۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ ساعت است، بعد از آن کارایی افت می‌کند.

 

مصرف انرژی و باتری

 دوربین های مدل CMOS  مصرف کم (۴ تا ۸ وات معمولاً). باتری ‌های لیتیومی کوچک یا قلمی کفایت می‌کنند.

دوربین ‌های نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر مصرف نسبتاً کمتر در حالت تقویت تصویر (چون لوله با ولتاژ بالا کار می‌کند اما جریان پایین است). ولی گاهی نیازمند باتری‌های خاص یا پک‌ های بزرگ‌تر هستند.

 

قابلیت ارتقا و سازگاری دوربین دید در شب

 دوربین های دید در شب CMOS

به ‌راحتی می‌تواند با فناوری ‌های جدید  Wi-Fi، GPS، ذخیره‌سازی  دیجیتال، نمایشگر رنگی ترکیب شود.

امکان ضبط مستقیم فیلم و عکس روی کارت حافظه.

 

 

دوربین‌ های دید در شب نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر

بیشتر برای نمایش مستقیم تصویر طراحی شده‌اند و قابلیت ذخیره‌سازی دیجیتال به‌طور پیش‌فرض وجود ندارد (نیاز به آداپتور و تجهیزات اضافه).

ارتقا سخت ‌تر است چون به سخت‌ افزار لوله وابسته است.

 

دوام و طول عمر

 

دوربین های دید در شب CMOS

طول عمر الکترونیک معمولاً ۵ تا ۱۰ سال یا بیشتر بسته به کیفیت ساخت.

نور شدید آسیبی وارد نمی‌کند (فقط باعث اشباع تصویر می‌شود).

مناسب برای استفاده روز/شب بدون نگرانی.

 

دوربین‌ های دید در شب نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر

حساسیت بالا به نور: یک ‌بار قرار گرفتن در معرض منبع قوی می‌تواند لوله را خراب کند.

طول عمر عملیاتی محدود.

مناسب فقط برای استفاده شبانه (روزانه با فیلترهای خاص).

 

مقایسه قیمت و تأمین قطعات یدکی دوربین دید در شب

 

دوربین های دید در شب CMOS

قطعات ارزان و در دسترس جهانی (ماژول‌های CMOS استاندارد هستند).

برندهای متعدد و رقابت زیاد = خدمات بهتر.

 

دوربین‌ های دید در شب نسل دوم و سوم با سلول تقویت تصویر

قطعات یدکی کمیاب و گران.

بیشتر تحت کنترل صادراتی (به‌ویژه نسل ۳ آمریکایی).

در برخی کشورها واردات آن نیازمند مجوز است.

 

مقایسه تجربه کاربری دوربین های دید در شب

CMOS  تصویر رنگی در نور کم، قابلیت دیجیتال، مناسب کاربران غیرنظامی، امنیتی و طبیعت‌گردی.

نسل دو و سه  کیفیت تصویر بهتر در تاریکی مطلق، دید طبیعی‌تر (کمتر دیجیتال)، انتخاب اصلی برای نیروهای نظامی.

 

جمع‌بندی:

 

اگر دنبال هزینه کمتر، تعمیر آسان، قابلیت ضبط و کاربردهای عمومی (امنیتی، شهری، طبیعت‌گردی، صنعتی) هستی → CMOS بهترین گزینه است.

اگر نیاز به دید کاملاً حرفه‌ای، شناسایی در تاریکی مطلق، و کاربرد نظامی یا عملیات ویژه داری و بودجه کافی داری → IIT نسل ۲/۳ مناسب‌تر است.

 

دلایل عدم تمایل بیشتر مامورین نظامی و یا نگهبانان به استفاده از دوربین دید درشب لوله ای یا دارای سلول استفاده چیست.

 

مهمترین دلیلش گرانقیمت بودن و پرداخت خسارت احتمالی به سازمان‌ها میباشد.

بیشتر توضیح می دهیم:

واقعیت اینه که انتخاب تجهیزات دید در شب توسط نیرو های نظامی یا امنیتی فقط به کیفیت تصویر ربط نداره، بلکه هزینه، تعمیرپذیری، ریسک خرابی و مسائل لجستیکی نقش بزرگی دارن.

بیایم دلایل اینکه چرا بسیاری از مأمورین یا حتی نگهبانان از دوربین‌های لوله‌ای (IIT/Gen2/Gen3) استفاده نمی‌کنند رو باز کنیم:

۱. قیمت بسیار بالا و محدودیت بودجه

یک دوربین لوله‌ای نسل ۲ یا ۳ ممکنه ۲۵۰۰ تا ۱۰,۰۰۰ دلار قیمت داشته باشه.

خرید تعداد زیاد برای نیرو های معمولی یا نگهبانان از نظر اقتصادی منطقی نیست.

سازمان ‌ها معمولاً تجهیزات گرون رو برای واحدهای خاص (کماندو، نیروهای ویژه) نگه می‌دارن، نه برای هر سرباز یا مأمور عادی.

۲. ریسک بالای خرابی و خسارت

لوله ‌های تقویت ‌کننده تصویر بسیار حساس به نور شدید، ضربه و شرایط محیطی هستن.

اگر نگهبان یا مأمور در حین وظیفه ناخواسته لنز رو به سمت نور چراغ ماشین یا پروژکتور بگیره، ممکنه لوله بسوزه → هزینه تعمیر یا تعویض تقریباً معادل خرید یک دستگاه جدیده.

خیلی از سازمان‌ ها نمی‌خواهند مرتب خسارت سنگین پرداخت کنن، به‌خصوص وقتی نیروها آموزش تخصصی کامل ندیدن.

۳. مسائل لجستیکی و تعمیرات

تعمیر و نگهداری لوله‌ های نسل ۲ و ۳ به تجهیزات خاص و متخصص نیاز داره.

در صورتی که خراب بشه، اغلب باید به کارخانه یا نمایندگی اصلی ارسال بشه → زمان ‌بر و پرهزینه.

در مقابل، دوربین‌ های CMOS دیجیتال یا حرارتی ساده ‌تر هستن و در صورت خرابی سریع تعویض می‌شن.

۴. سیاست سازمانی و توزیع تجهیزات

معمولاً تجهیزات دید در شب لوله‌ای در اختیار نیروهای خاص (عملیات ویژه، مرزبانان ویژه، تک‌تیراندازها) قرار می‌گیره.

نگهبانان عادی یا مأموران گشت شهری از مدل‌ های CMOS دیجیتال یا دوربین‌های حرارتی ساده‌ تر استفاده می‌کنن.

این موضوع به سیاست "مدیریت ریسک تجهیزات" مربوطه: یعنی سازمان تصمیم می‌گیره تجهیزات گرون رو فقط به نفرات کلیدی بده.

۵. کاربرد عملی و نیاز واقعی

بسیاری از مأموریت‌های نگهبانی یا گشت معمولی، به کیفیت فوق‌العاده IIT نیازی نداره.

در این مأموریت‌ها،  CMOS  دیجیتال یا حتی چراغ‌ قوه‌های مادون‌قرمز + دوربین ساده  کفایت می‌کنه.

تجهیزات فوق‌ حرفه‌ای فقط زمانی منطقی هستن که عملیات در تاریکی مطلق و شرایط جنگی یا ضد تروریستی انجام بشه.

 

۶. خطر لو رفتن موقعیت

برخی لوله‌های دید در شب در برابر نور لیزر یا IR دشمن حساس هستن و می‌تونن آسیب ببینن.

همین باعث می‌شه در شرایط خاص، استفاده از اون‌ها پرریسک باشه.

۷. نکته روانی و مدیریتی

سازمان ‌ها می‌دونن که نیرو های عادی یا نگهبانان همیشه مراقب تجهیزات گرون نیستن.

اگه هر مأمور یک دستگاه چند هزار دلاری دستش باشه و در اثر بی‌ احتیاطی یا خطا آسیب ببینه، هزینه‌های سازمان سرسام ‌آور می‌شه.

و در صورت خرید دوربین های گران قیمت و بخصوص زمانی که سیاست سازمان ها دریافت خسارت از مامورین است، درصد استفاده از دوربین ها را کاهش داده و این امر باعث تهدید سازمان ها خواهد شد.

بنابراین، منطقی ‌تره ابزار مقرون ‌به ‌صرفه، بادوام، و راحت ‌قابل ‌جایگزین بهشون داده شود تا میزان استفاده برای ماموریت ها به حد اکثر برسد.

جمع‌بندی:

گران‌قیمت بودن و ریسک خسارت اصلی‌ترین دلایل هستن که نگهبانان یا مأموران عادی از دوربین‌های لوله‌ای استفاده نمی‌کنن.

به همین خاطر سازمان‌ها ترجیح می‌دن:

تجهیزات CMOS دیجیتال یا حرارتی سبک و ارزان برای گشت و نگهبانی.

در صورت وجود دوربین های ارزان قیمت میتوان تعداد و میزان استفاده را افزایش داد و از خطرات احتمالی برای سازمان جلوگیری نمود

تجهیزات IIT گران‌تر فقط برای نیروهای ویژه و عملیات خاص.