مطالب علمی

به نام خدا

" هر چه علم بالاتر برود, قدرت خدا آشکارتر می شود."

 

  در این بخش ما در رابطه با دوربین بحث می کنیم و تلاش داریم که نحوه عملکرد دوربین و تنظیمات و تا حد ممکن تعمیرات آن را مورد بررسی قرار دهیم.

 

   بطور کلی سه مدل دوربین در سازمان وجود دارد:

 1.ENG

 2.EFP

 3.STUDIO

 

 

   

 

   بطور کلی سه مدل دوربین در سازمان وجود دارد:

 1.ENG

 2.EFP

 3.STUDIO

دوربین های ENG, EFP در وضعیت هد(Head) مشترک هستند و تفاوت آنها درBack دوربین است. ENG دارای VTR است و ویزیور آن 1.5اینچی میباشد.

  در EFP 3 نوع adaptor موجود است که بنا به نوع خروجی آن دسته بندی می شود.

نوع اول با خروجی Triax است . نوع دوم آن Multipin و آخرین مدل آن فیبر نوری است. این دوربین ها دارای سیستم OCP,CCU هستند که دارای ویزیورهای 5و7 اینچی می باشند.نقطه ضعف آنها نوع لنز آنها است که محدودیت هایی دارد.

  ENG : ( Electronic News Gathering ) : به معنای دوربینی است که توانایی گردآوری خبر را دارد. در واقع این دوربین ها به منزله دوربینهای پرتابل هستند.

   EFP (Electronics Field Production)

   Studio CAM: در واقع دارای لنز بزرگی است که مدل های V200,V300 توسط سازمانم صدا و سیما خریداری شده است.

   وزن دوربینهای استودیویی بیشتر است و نوع CCD آن نسبت به EFP ارجح تر است. این نوع دوربینها همیشه کامل نیستند و با CCU , OCP کامل می شوند. البته همانطور که میدانید در  EFP کل سیگنال ویدئو درخود آن ساخته می شود. ولی در دوربینهای استودیویی اینطور نیست.

  ENG ها نیز همانطور که می دانید به دو صورت هستند:

   1.یکپارچه مانو UVW100 , VBP300 , VBP700

   2. نوع همراه با آداپتور

 

 

 

 

 

 

 Head   دوربینها

    head دوربینها به سه قسمت تقسیم می شود:

1.                  لنز

2.                  CCD

3.                  processor

 

 LENZ

 دو مدل لنز وجود دارد:

الف) لنز prime : که فاصله کانونی آن ثابت است و در دوربینهای فیلمبرداری استفاده می شود.

ب) لنز ZOOM :تصویربرداری ازصحنه های با سرعت زیاد از خصوصیات این لنز می باشد(به دلیل سرعت عمل بالا در تغییر فاصله کانونی).

 

Focal lenz : فاصله کانونی

   تذکر : همانطور که می دانید اندازه تصویر با تغییرات فاصله کانونی تغییر می کند ( لنز در واقع مجموعه ای از عدسی هاست که ما ان را یک عدسی فرض می کنیم). با تغییر فواصل بین عدسیهای داخل آن در واقع فاصله کانونی آن یا focal lenz تغییر می کند.

بارل(Barel) : بارل لوله ای است شیاردار شامل دو عدسی به نامهای Varector و Compensator که یکی از عدسیها ثابت و دیگری بوسیله شیار تغییر می کند.   ( شیارها دوعدد هستند یکی عمودی و یکی افقی وعدسیها داخل لوله این شیارها قرار گرفته اند )

در واقع بارل واحد ZOOM دوربین است که در آن Varector وظیفه تغییر فاصله کانونی را به عهده دارد و Compensator وظیفه focus نگه داشتن تصویررابه عهده دارد.

 روی حلقه بارل یک سری شماره وجود دارد. این اعداد نشانه قدرت ZOOM دوربین است که با واحد میلیمتر مشخص شده است واز min تا max مدرج گردیده است. این قدرت ZOOM به عنوان ZOOM Ratio معرفی می شود که ازاین فرمول بدست می آید:

 

 

 

 

                                            ZOOM Ratio=Max/Min

مثال : ZOOM Ratio=107/6.7=16       

هر میزان zoom ratio بیشتر باشد لنز بهتر است.

 نوشتن این عدد در قسمت servo موتور آن به صورت زبر بسیار مهم است:

                                               6.7*16 

 

ا ستفاده فاصله کانونی کم وفاصله کانونی زیاد   :

لنز Wide

لنز Tele

لنزWide  :  فاصله کا نونی آن کوچک است یعنی زاویه دید ان پهن می باشد وzoom ratio  ان کمتر از 8 است ( زاویه دید نسبت معکوس با فاصله کانونی دارد).

لذا لنز wide  برای استفاده در استودیو بهتر است .

لنزTele  : لنزهایی با zoom ratio  بالاتر از 19 .

نکته : لنزهای با zoom ratio  19 لنزهای استاندارد هستند.

هرچه این عدد یعنی  zoom ratio  بالاتر باشد قدرت لنز بالاتراست وهرچه لنزTele تر باشد اندازه ان بزرگتر و گرانتر است.

بارل دارای 2 شیار است یکی افقی ودیگری عمودی.

extender  : یک گروه لنز است که فاصله zoom را دو برابر می کند

min    6.7*2=13.4                                               

max   107*2=214                                                  

زمانی که حداقل فاصله کانونی مورد نیاز باشد لنزwide استفاده میشود.

 

  تعریف زاویه دید:  زاویه ای که سوژه با آن دیده می شود و تصویرآن روی CCD می افتد وبستگی به سایز CCD دارد.

cte  = L = عدد ثابت                                             L/2F = tang(α/2)

فاصله کانونی=F  = عدد متغیر در لنزها  

D = زاویه دید

 L : سایز سوژه( ارتفاع سوره – عرض سوژه)

 

 

 

 

 

با فرض این که ما دارای دو فاصله کانونی باشیم2.1 اینچ و2.3 اینچ :

   tang(α/2)=cte   = 1.2 or 3.2           A=L/2F                                                                                                                       

F.N   =Number –F  

  میزان عبور دهی نور بستگی به شفا فیت عدسی ها ی لنز دارد.هرچه عدسیها شفافیت بیشتری داشته باشند میزان عبور دهی نوربیشتر است . f.n نشاندهنده این شفافیت است.

Max) -  قطر گذردهی نور( /  ) - Max  فاصله کانونی) F=

            

   برای عبور بیشترین میزان نور به ماکزیمم قطر گذر دهی نوراحتیاج داریم . بنابراین فا صله کانونی باید ماکزیمم با شد.هر چه F.N بیشتر باشد شفافیت کمتر است.

 

Iris    یا دیافراگم : دریچه ای که کنترل میزان نور عبوری برای رسیدن به CCD را به عهده دارد. در بهترین وضعیت ممکن یعنی دیافراگم باز(کاملا باز) F.N همان عددی است که برای میزان بازی دیافراگم مینویسیم .

                                    R/R'=1.4 =2√     S/S'=R²/R'²   _   

 

 نسبت مجذور دو مساحت به هم 2√ (در حد یک step است)

 

Step یک معیار تغییراست که به منظور تثبیت F.N استفاده می شود .این معیار با توجه به فرمول S/S'=R²/R'²  در حالت R/R' برابر 1.4=2√ است که به ان F.step  میگویند. هر چه F.step  بیشتر باشد دریچه Iris بسته تر است.

Focus : دو نوع مکانیزم فوکسینگ وجود دارد :

1 .conventional

2 . I F=Inernal-Focusing  

دو نوع هود وجود دارد که روی لنز قرارقرارمی گیرد :

الف- هود مربع

ب- هود دایره

 

 

 

 

 

 

 

   هود دایره هنگام فو کسینگ با قسمت فوکس می چرخد ولی هود مربع ثابت است. در واقع هود مربع ¸ فلروگوسینگ که باعث از بین رفتن تصویر روی CCD می شود را کاهش می دهد.

روی حلقه( ring ) فوکس چند شماره نوشته شده است که اعداد نشانگر میزان فاصله focus می باشد.

          MOD=minimum  object  distance              

Mod : بیانگر حداقل فاصله فوکس است. یعنی حداقل میزان فاصله ای که لنز می تواند فوکس کند.

هرچه لنز wide تر باشد این mod کوچکتراست.

 

    عمق میدان لنز: مساحتی که در اطراف سوژه است وما با فوکس کردن سوژه این مساحت را هم فوکس می بینیم.هرچه لنزwide ترباشد ¸عمق میدان بیشتر است و هر چه عمق میدان بیشتر باشد¸ تصویر ما سه بعدی تر است.

      زاویه دید: البته قبلا ما به ان اشاره کردیم مسافتی از کل محیطی که می خواهیم تصویر برداری کنیم وان را روی ccd می بینیم.

   F.N = F/D

   Tang(α/2)=(L/2)/F=L/2F

   =D ماکزیمم قطر گذردهی

تبصره : یاداوری    S/S'=R²/R'²   _   1.4=R/R'                

     F stop   _      F N             1.4,2,2.8,…         کوچکترین عدد

    یعنی مساحت عدد بزرگتر نصف مساحت عدد کوچکتراست.

 

Macro     : وظیفه ان کوچکتر کردن MOD است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  در لنزفوق مقادیر خواسته شده را بدست اورید.

الف- mod

ب-zoom ratio

ج- محدوده focal lenz ( حالت عادی , حالت  extender )

د- قطردیافراگم در بازترین حالت دیافراگم  را بدست اورید.

    Mod=minimum  object  distance    _    %9=MOD                     

Zoom ratio= Max/Min[ZOOM]=144/9=16  _  Zoom ratio=16

    F.N=F/D   _   144/1.8=80     _                   

Focal lenz  _  min = 9 ,  max =144    _                                         

درحالت extender :    min=18 ,  max=88  

قطر دیافراگم در حالت باز¸ D است که از فرمول F.N=F/D  بدست می آید.

 

   قسمت مکانیکی لنز:

ما از3 نوع رینگ صحبت کردیم: 1- فوکس  2-zoom  3-iris

برای حرکت هرکدام ازاین 3 قسمت نیازبه servo موتورداریم.

تکنیک کنترل zoom وfocus مانند هم است که به روش کنترل سطح dc انجام می شود. نوع موتورانها dc است. ولتاژمنفی باعث راست گرد یا چپ گرد و ولتاژمثبت هم بهمین صورت است.

در لنزهای ENG عموما امکان کنترل اتوماتیک focus وجود ندارد واین کاردستی انجام می شود ولی لنزهای EFP دارای موتورمجزا هستند.

درواقع اتوماتیک zoom وmanual فوکس هستند.

Iris     دارای یک موتور الکترونیکی است که به وسیله دامنه سیگنال ویدئو انجام می شود. این سیگنال تبدیل به یک ولتاژdc می شود که به یک مقایسه کننده داده می شود.

بازو بسته شدنiris بوسیله بالا و پائین رفتن سیگنال ویدئو انجام می گیرد.این سیستم اتوماتیک دو حالت دارد:

1: pick

2: Average

 

 

 

 

 

 

Pick : دیافراگم براساس pick سیگنال کنترل می شود.

یعنی ازpick سیگنال نمونه برداری می کند. (مثلا back grand سوژه روشن و سوژه تاریک) لذا iris براساس نور باز می شود.

Average: از average سیگنال نمونه برداری می کند.

Speed iris  یا gain iris : سرعت حرکت دیافراگم را مشخص می کند.

z.s : سرعت zoom

i.g : iris gain

F.S : سرعت فوکس

جنس عدسی ها:

امروزه لنزها یا از نوع digi power هستند یا Digi zoom شامل یک cpu که قدرت bitrate انها برای کنترل zoom استفاده می کنند.resolution ان 32 بیتی است که امکانات جدیدی به لنزمی دهد.مثل تغییر محدودzoom که به انzoom limit گویند وعبارتند از:

Quick zoom یا atter shot  ¸ دکمه ای است که درهرزمان که بخواهد به انتها وابتدای فاصله کانونی می رود ودرهرزمان که دکمه رها شود به وضعیت قبلی خود برمی گردد.

White shot preset یاframing preset یک شات تعریف شده برای لنزاست که با زدن ان دکمه روی تنظیمات اعمال شده ازقبل برمی گردد.

Quick frame : با فشاردادن این دکمه شما می توانید روی سوژه به طور دستی فوکس کنید وبا رها کردن ان سیستم براساس ان فوکس تنظیم شده ادامه کارمیدهد.

Stabilizer ها یا تثبیت کننده های تصویر: به منظور جلوگیری از لرزشی هنگام حرکت دوربین روی موتور.ماشین وغیره.یکسری stabilizer طراحی شده است.

Vary-angle-prism که جلوی دوربین بسته میشود واساس کار ان بدین صورت است :دو شیشه بسیارشفاف که بین ان یک مایع( liquid ) است وبا ضریب شکست بالا. این مایع باعث می شود که محور نوری نسبت به عدسی ثابت باشد وبرای حرکتهای فرکانس بالا استفاده می شود مثل هلیکوپتریا ماشین با سرعت بالا.

نوع دیگری تثبیت کننده درون خود لنز نصب می شود که active

می باشد.

نوع سوم که بین لنز ودوربین جاسازی می شود و active است.

مشخصاتی که روی لنزها وبرخی کاتالوگ های دوربین ها وجود دارد.

Sm=servo-manual                                         

Xa        101 x  8.9                                      

 

 

 

یاداوری :

دردوربین پتانسیومترهای وجود دارد به نام iris set که برای تنظیم iris به کارمی روند.

روی servo لنز3 پتانسیومتر بانامهای c-o-s قراردارد.

{o } یعنی تنظیم میزان بازiris . {c } یعنی تنظیم میزان بسته شدن .

{ s } یعنی تنظیم سرعت حرکت باز وبسته شدن iris .

عدسی هایی دردوربین وجود دارد که اندازه تصویر را تعیین می کند.

( عدسی های انتها یی ) درواقع این عدسی ها میزان فوکس در ماکرواز

اجسام بسیارنزدیک را تنظیم می کند.

مکان ان روی macro وpackege ان عدسی است که back focus را

به عهده دارد.( اهرمی دارد به نا م فلانژبک که عمل back focus را انجام می دهد.

قویترین wide ها ی ساخته شده 4/5 mm است که امکان تصویر

برداری ازکل سوژه در فاصله کم را ایجاد می کند.

ازلنزwide برای زمانی که امکان traveling نیست استفاده می شود

وظیفه دوربین تبدیل به سیگنال الکتریکی است.

نوردارای دومشخصه است:

1- شدت نور

2- درجه حرارت نوریا رنگ نور

شدت نور: میزان قدرت که روشنایی بوجود می اورد ان را باlux

می سنجند ووسیله اندازه گیری lux متراست. میزان نورقابل رویت در یک مترمربع.

 

Lumen : میزان نوری که ازیک لامپ یا منبع نوری ثابت منتشرمیشود.

Foot candles : شدت نور قابل رویت دریک foot مربع.

رنگ نور: نوع رنگ را براساس کلوین اندازه گیری می کنند با استفاده از( کلوین متر) .

اساس کاران با توجه به خاصیت فلورسنت وتنگستن می باشد که فلورسنت دارای کلوین بالاست وتنگستن دارای کلوین پایین است.

هر چه نورقرمزترباشد کلوین کمتری دارد( نورهای گرم کلوین کمتری دارد)

نور خورشید دارای کلوین بالاتری است پس نوران سرد است.

نور ابی دارای کلوین بسیاربالا است.

ما برای جبران تغییرات ازدونوع فیلتردردوربین استفاده می کنیم.

Nd : neutral density . فیلترهای خنثی هستند که باعث کاهش شدت نورمی شوند ولی درپهنای باند تاثیری ندارند وهمچنین درکلوین هم دخلو تصرفی ندارند. درواقع nd باعث تغییرطول موج نورمی شوند وبه نوع رنگ تاثیری ندارد.

مقادیرnd موجود دردوربینها:

 

یعنی %50 شدت نورتوانایی عبور دارد:

 

 

البته همانطورکه می دانید ما با بستن iris می توانیم ازشدت نوربکاهیم ولی بااین کاردرواقع سبب تخریب عمق میدان شده ایم .لذا بهتراست ازفیلترهای nd استفاده کنیم چرا که فیلترهای nd تاثیری روی میدان ندارند.

اینها بوسیله فیلترهای optic انجام می شود؟

دومین فیلترهایی که ما داریم فیلترهای colr collectin یا c.c است.

تمام دوربینهای مورد استفاده درسازمان صدا وسیما با مدارفرکانسی بر اساس 3200 گلوین طراحی شده اندکه براین اساس ازفیلترهای c.c استفاده می کنندووظیفه انها تطبیق نورها با گلوین های مختلف با کلوین 3200 است که به دوصورت انجام می شود.

c.c 1-optically    2-electronically

c.c ها به دودسته تقسیم می شوند: نورهای سرد و نورهای گرم.

از4000 گلوین به بالا نورسرد محسوب می شوند وکمترازان نورگرم.

دردوربینها فیلترهای مختلف دیگری به قرارزیرطراحی شده اند .

 

ترکیبی از این فیلترها دردوربینهای پرتابل استفاده می شوند( ترکیبی از فیلترهای nd وc.c )

مواردی که برای فیلترمضراست : رطوبت( شرجی) یا خرابی coating روی ocp ؟ یعنی با تغییرفیلترتوسط ocp فیلترانتخابی با شماره واقعی ان روی دوربین متفاوت است.

روی حلقه فیلترها یکسری led قراردارد که کدهای باینری برای مشخص کردن نو ع فیلترها می فرستند.

بلوک ccd : نورورنگ های موجود درطبیعت باید به rgb تبدیل میشوند.

دردوربینهای لامپی اینه های داکروئیک وجود داشته که وظیفه تبدیل نور

بهrgb را به عهده داشت ( منشورهایی که روی انها نقره اندود شده بود و

اندازه انها ازمنشور( prism ) بزرگتربود)

 

 

دردوربینهای ccd منشور( prism ) که عمل تجزیه نور را به rgb انجام

می دهند چون یک دیوپترoptic است برای ان یک f.n درنظر می گیرند

( f.n=    ) .

برای جلوگیری ازکانورژانسی که دردوربین های لامپی وجود داشت درعمل قرارگیری ccd ها دقت بالایی درنظرگرفته شده است.این عمل

دراتاق cleen room انجام می گیرد وبوسیله این ccd ها را

می چسبانند.

 

 

 

یاد اوری :

-                                           شدت نوربه دوروش کنترل می شود: iris وفیلتر

-                                           فیلتر3200 یک شیشه ساده است وبقیه فیلترهستند.

-                                           دومدل فیلترcolor collection داریم فیلترهای optic وفیلترهای

    الکترونیکی .

    -استفاده ازnd به عمق میدان اثرندارد وبنابراین ازانها بیشتراستفاده

می شود.

    -درنورهای با کلوین بین 1500 k-4000 k ازفیلتر3200 استفاده

    می شود واز4000 c بالا ازفیلتر5600 درکل ما فقط دونوع فیلترnd

داریم 3200 k و5600 k وبقیه به صورت الکترونیکی انجام می شود.

ccd :

-                                           باند هدایت وباند ظرفیت.

-                                           %83 الکترون ولت برای ژرمانیوم لازم است که الکترونها ازباند ظرفیت به باند هدایت منتقل می شوند.

Pixel : کوچکترین قسمت یک تصویرپیکسل نام دارد. ازاین واحد برای

اندازه گیری resolution وسایزتصویراستفاده می شود.

برای مثال 640* 480 پیکسل resolution یک مونیتورvga است.

شکل مقابل ساختاریک ccd را نشان می دهد.

 

 

 

 

 

Ofg : over flow gate : چاه مکش الکترون است. که الکترونها ازطریق ان دارای ofd می شوند.

Ofd : over flow drain : چاه سرریزالکترون است که الکترون سرریزشده به ان می ریزد ودیگراستفاده نمی شود.

Sensor : واحد حساس به نوراست.

Rog : read out gate : مشخص کننده زمان عبورالکترونها ازsensor

به vertical رجیستراست و درواقع ازان به رجیسترالکترون

منتقل می شوند؟

Vertical register : محل ذخیره سازی الکترون است.

مدل فوق نوع خاصی از ccd است که معروف به مدل it است.

Bad pixel : به طورکلی دونوع bad pixel وجود دارد یکی زمانی که

دیافراگم را می بندیم وblaek level را حدود 50 mv قرارمی دهیم. یک

نقطه نورانی می بینیم که نشانه sensor سوخته است وهمواره الکترون ازان سرازیراست. نوع دیگرbad pixel بدین ترتیب است که sensor هیچ وقت ازالکترون پرنمی شود ودریک سطح سفید یک نقطه مشخص سیاه می بینیم که به ان belemish هم می گویند.

-                                           اخرین دوربین های ساخته شده دارای 520 mk پیکسل دارند.

پیکسلها به سه روش کنارهم قرارمی دهند:

1.it;internal    transfer =gvc,sony    ایکیگامی

2.fe:field / frame   transfer =bosh,phlips

3.fie:field / fram   internal   transfer =gvc,sony   ایکیگامی

درمدلf t کل تصویردرواقع روی تعدادی ازپیکسلها که درردیف وستون هستند نقش می بندند, f I دارای دوقسمت است , قسمت اول که نورروی ان می تابد وقسمت دوم محل ذخیره اطلاعات قسمت اول است.

تعداد پیکسلهای این دوقسمت با هم برابراست.انتهای انها یک شیفت رجیسترقراردارد که تعداد پیکسلهای ان مساوی یک ردیف از

Sensor های یک قسمت است.

دردوربینهای f t استفاده ازshutter ( مکانیکی) اجباری است که فرکانس حرکت ان 50 frame درثانیه است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

درانتهای storage یک شیفت رجیسترقراردارد.

همانطورکه می دانید تعداد خطوط در{blanking  field } بلنکینگ میدان حدود25 خط است , درگیرنده یک زمان بین میدان زوج وفرد

وجود دارد, که دراین زمان اطلاعات تصویری هرپیکسل به قسمت ذخیره منتقل می شود وبعد میدان دیگرشروع میشود ودرهمین زمان اطلاعات میدان فوق دررجیسترخروجی خارج می شود.

زمانی که اطلاعات ازقسمت تصویری به قسمت ذخیره شیفت پیدا میکند.

یک شاترمکانیکی مانع ورود نوربه pixel های تصویرمیشود سرعت shutter برابراست با فرکانس زمان میدان . سرعت shtter توسط سینک ژنراتوردوربین قابل کنترل است. دراین نوع ccd فاصله سنورها

کم است پس resolution بالاترخواهد بود.

Ccd های مدل I t :

کنارهرسنسوریک شیفت رجیسترقراردارد لذا resolution کمترواندازه

ان ازنوع f t بزرگتراست.

با ورود اولین خط میدان بعدی اخرین خط میدان فعلی خارج می شود.

52 ms از64 ms هرخط حاوی اطلاعات است و12 ms بلنکینگ

میدان می باشد.

درمدل I t ازشاترالکترونی استفاده می شود واستفاده شاترموقعی که

تصویرمثغییراست وتغییرمیدان الکتریکی داریم ملموس تراست از

زمانی که تصویرثابت وبدون تغییرباشد.

درزمانی که تصویرمتحرک است استفاده ازشاترمانع ایجاد هاله وپسماند

تصویری می شود. سرعت شاترمکانیکی درf t محدود است ودرi t بدلیل

الکترونیکی بودن سیستم شاترمحدودیت وجود ندارد.

مدل f I t : کنارهرsensor یک شیفت register وجود دارد وهمه ناحیه

ذخیره که با این کاردرزمان blanking میدان درکارانجام می شود.

Smear : زمانی که الکترونهای اضافی دوسنسورکه با ید به ofg

(0ver flow gate ) برود , اززمینه پخش شده وبعد وارد vertical reg

شده وهمراه تصویرخارج شود.

خطهای سفید عمودی روی تصویربوجود اید( یک نوارسفید پهن) smear

ایجاد شده است.

برای حل مشکل سرعت انتقال ازvertical reg را زیاد می کنیم تا الکترونهای زاید دیگروارد ofg شده وخارج شود دراین صورت smear

بوجود نمی اید.

حداقل smear برای دوربینهای I t ,  120 d b است.

 

 

 

 

 

 

درمانیوم با گرفتن %89 الکترون ولت وسیلیسوم با 1/2 الکترون ولت از

باند ظرفیت به باند هدایت میرود.

Rog یا read out gat , درزمانهای انتخاب شده توسط ما , الکترونها را

به vertical رجیسترانتقال می دهد.

Ofd : over flow drain , چاه الکترونی است. الکترونهای اضافی توسط ofg که درمحیط پخش شده باشد, جمع اوری شده وبه ان وارد

میشود.درزمان بین میدان زوج که حدود 20 خط است , کارانتقال الکترونها به قسمت ذخیره ونهایتا خروجی ویدئوانجام می شود.

دوروش : 1- hole accomolator diod ( I t دارای rog وfog و...)

2- mous capacitance

شیفت رجیسترافقی( out put registor ) درتمام انواع ccd ها وجود دارند. مشکل قابل توجه درf t شاترمکانیکی است که با فرکانس میدان

کارمی کند وهرالمان مکانیکی درمحیط الکترونیکی باعث ایجاد تلورانس

وعدم هماهنگی به صورت بسیارکم می شود.

زمان الکترون درشیفت رجیسترعمودی را کم شده است تا حالت smear ازبین برود smear درi t , 120 d b ودر140 d b  f I  -

سرعت شاتردردوربینها :

هرچه سرعتهای شاتربالاترمیرود یعنی سریعترمقابل سنسورها بسته شود, بنابراین نورکمتری به سنسورها خورده ولذا ویزیون کمترمی شود

لذا مجبوریم دیافراگم را بازکنیم , تا ویدئومناسبتری داشته باشیم.

زمان مفید یک خط 52 ms است ومثلا پیکسلها حدود780 باشد زمان یا

فرکانس نمونه برداری به راحتی بدست می اید . پس فرکانس نمونه برداری 15 mh3 است.

ضربان یا aliasing : درهرسیستم نمونه برداری هرگاه فرکانس تصویر

به فرکانس نمونه برداری نزدیک باشد حالتی موجی بوجود می اید ( مثل پیراهن راه راه یا حصیر) این پترن , aliasing نام دارد.

فرکانس سمپل برداری باید حداقل دوبرابرفرکانس تصویر( پهنای باند) باشد.

برای اندازه گیری aliasing حتما خروجی y را اندازه گیری می کنیم تا مشخص شود مشکل ccd است یا قسمت دیگر.

زیرا خروجی composite پال 4.43 هم می تواند ضربان ایجاد کند که باعث گمراهی ما درتشخیص aliasing می شود.

فیلترهای lowpass ( low pass filter )  فرکانس های بالا را ازبین می برد ( اپتیکی ) وتصویربا فرکانس بالا را تقریبا مات نشان می دهد.

این فیلترها قبل ازپریزم وبعدازلنزقرارمی گیرد.

راه حل دوم کم کردن ضربان: برای دوربینهایی با ccd 3 : special offsetting ( افست فضایی ) است. اگر نقطه ای ازتصویرخارج ازسنسورمثلا روی rog یا غیره قرارگیرد, ان نقطه روی سنسورنیافتاده ودیده نمی شود- لذا درقراردادن ccd ها rgb , g راکمی جلوترقرار

می دهیم تا ان نقطه را ccd , g بخواند , r,b با یک فازخوانده می شوند

وg دریک فاز دیگر.

 

 

 

 

 

 

 

 

دراین صورت شکل رزولیشن resulation وهم شکل aliasing تا

حدودی حل می شود.

رابطه بین اندازه سنسوروکل سطح پیکسل( field faetor )

هرچه نسبت سطح سنسوربه کل اندازه پیکسل بزرگترباشد , نورو

اطلاعات بیشتری به ان وارد می شود ولی این سطح سنسورمشکل پاسخ

روزنه را بوجود می اورد(apper ture response ) یعنی اگرسنسوربزرگ شود دوخط روی سنسورقرارمی گیرد واین دوخط یک

یک خط دیده می شوداما اگرکوچکترباشد نصف یک خط روی سنسور

قرارمی گیرد وحساسیت ازدست می رود. برای حل این مشکل

( حساسیت) ازسیستم hyper had استفاده می کنیم یعنی روی هرپیکسل

یک میکرولنزمی گذاریم ولذا نوربیشتری به ان تابیده والکترون بیشتر

ازاد شده وحساسیت بالا می رود. درواقع این عمل سبب افزایش چگالی

نورروی سنسوراست که باعث بالارفتن حساسیت می شود.

حداقل سنسورتولیدی 11 m است.

نوع دیگرccd های ساخته شده توسط power had,sony است که

فاصله بین دولنزhyper had را ازبین برده اند , تا نورزیادی ازخلاء

بین سنسوروارد نشود.

Smear در-120 d b,hyper had  است.

علت تشکیل smear همانطورکه می دانید 1-افزایش نور 2-نفوذ نوربه

Vertical  register 3- نفوذ نورها با طول موج بالاست.

نوع دیگری ازccd ها هستند که مشکل smear را تا -140 d b

کاسته به power  had ex معروف هستند که شکل انها مانند زیر

است .

 

 

نویزهای موجود دردوربینها به دودلیل بوجود می ایند:

1-                                      بالانس نبودن پیکسلها

2-                                      حرارت: ccd ها حساس به حرارت هستند. باتغییرات درجه

حرارت جریان سیاهی انها دچارتغییرشده ونویزایجاد می شود.

سیگنال خروجی ازccd ها حدود میلی است ولی کمی نویزدارد

اما سیگنال خروجی ازسنسورضعیف وعاری ازنویزاست که پس

ازعبورازمدارات الکتریکی دارای نویزمی شوند.

درروربینهای لامپی :

پردازشهای ویدویو: video  processing

بلوکccd دارای 3 قسمت مهم است

1-                                      تقویت کننده sample & hold

2-                                      تایمینگ

3-                                      Driver

Sample & hold : با روش carrelated  double  sampling  یعنی

دوبارسمپل کردن ازسیگنال خروجی ccd ومقایسه وترکیب انها باهم, تا

حدودی نویز خروجی ازccd کاهش می یابد.

بهترین دوربینی که به تازگی توسط سازمان خریداری شده , dx- de 30

( power had ex  ) است که سیگنال به نویزان 6z db می باشد.

Timing : برای شیفت افقی وعمودی درccd وشاترالکترونیکی نیاز

Timing داریم هرگونه shift وخواندن اطلاعات درccd توسط timing

انجام می شود طریقه خواندن اطلاعات ازccd به دوروش است.

1- fram  integration   2- filde  integration

Driver : پا لسها برای انتقال به timing نیازمند ولتاژاست که بازهم

درdriver تولید می شود.

تعدادی تقویت کننده درمداروجود دارد که به ccd چسبیده اند. وبرخی

دیگرهم به صورت جدا ازccd هستند.

Frame  integration  field : همانطورکه می دانید برای کاهش

پهنای باند , سیستم interlace بوجود امد ( میدان زوج وفرد)

میدان زوج وفرد نسبت به هم شیفت دارند ویک خط بصورت مقابل

دیده می شود, فرد کامل شروع می شود ودرانتها به صورت نیمه تمام

می شود وزوج نیم شروع می شود وکامل تمام می شود.

درهرframe اطلاعات هرمیدان مربوط به همان میدان است ( زوج یا فرد) درfield تصویرصحیح نداریم ولی دواطلاعات زوج وفرد را با

هم جمع شده وپشت سرهم خارج می شوند که دراین حالت resolution

عمودی کم می شود.

 درتصاویرثابت برای اینکه resolution عمودی کم نشود ازframe استفاده می کنیم . این انتخاب توسط timing صورت می گیرد.

تصویردربلوک ccd های معیوب ازچارت خطوط به صورت معوجج دیده می شود که با frame ( تصاویرثابت ld ) و field هم حل نمی شود,

دراین وضعیت باید بلوک ccd عوض شود ؟

Enhance  vertical  definition

System : ( e.v.s ) { شرکت sony وgvc } :

مقداراطلاعات هرپیکسل , field مخالف را تنظیم ومحدود نموده تا قسمتی کوچک ا ضافه شده وجیتر( gitter ) برطرف شود. این تنظیم

درمنوی timing قابل اجراست. اگرمقداران کم باشد به سمت frame رفته و resolution عمودی خوب شده وجیترپیدا می کند واگرمقداررا

زیاد کنیم برعکس.

شاترمکانیکی : اگرزمان تصویربرداری را درهرمیدان تنظیم کنیم , سوژه دنباله دارمی شود. برای حل این مشکل ازشاترالکترونیکی

استفاده می شود تا دستورلازم داده شود.

مثلا اززمان دیده شدن موقعیت دوم سوژه شروع کندهرچه زمان تصویر

برداری کمترباشد توانایی تولید الکترون کم شده وسیگنال ضعیف

می شود که به ازای هرحرکت شاترنیازبه stop 1 بازشدن iris است.

سیستم clear sean  :

Sean convertor : تبدیل vga کامپیوتربه ویدئوsdi و.... را به عهده دارد. همانطورکه می دانید کامپیوترinter lace نیست چون نیازی به کم

کردن پهنای باند نداریم .

برای تصویربرداری با 80 h3 یا ازکامپیوترهایی با این فرکانس , تصویربرداری باندها ( نوارها ) وخطهای سیاه وسفید خواهد بود.

با استفاده ازclear sean بصورت خطی فرکانس برداشت اطلاعات از

Ccd را یک هرتز, یک هرتزتغییرمی دهد ( 1- 200 h3 )

( تصویربرداری ازمانیتورکامپیوتریا تبدیل ان به ویدئو)

Extended  clear scan : درتصویربرداری ازفیلم ( 24 فریم ) فرکانس زمان میدان ( یا برداشت تصویر) را از30 تا 20 هرتزکاهش داده می شود ( تله سینما وپرده سینما برای تصویربرداری ) این عمل در

منوی دوربین انجام می گیرد.

Dynamic  range : توانایی سنسوربرای تشخیص پائین ترین دامنه نوری تصویروبالاترین دامنه نوری تصویردریک شات ( تصویر)

را dynamic  rang گویند .

85000 : max      جریان سیاهی که حتی موقعی که نورنمی تابد وجود

دارد .

 

 

درصد رنج دینامیک : عبارتست ازدامنه حداکثردامنه تصویربه حداقل دامنه تصویر( ماکزیمم دینامیک رنج موجود 600% )

 

 

اشکال تاش { shading }

1-                                      تاش سیاهی – sawtooth – parabula

2-                                      تاش سفیدی – sawtooth – parabula

تاش سیاهی: ازعدم برابری جریان سیاهی پیکسلهای سیاهی بوجود

می اید.

تشخیص تاش سیاهی : هیچ نوری به ccd برخورد نمی کند ولی شکل

تصویردرخط سیاهی درحالت sawtooth بصورت             است ودر

حالت purabula بصورت             شکل اصلی ان بایستی بصورت                               

      باشد.

منشا تولید تاش سیاهی ccd است که درهردومیدان ( عمودی) وهمچنین

خطهای افقی بوجود می اید . برای اصلاح ان سیگنالی را برعکس سیگنال بوجود امده به ان اعمال می کنیم وان را اصلاح می کنیم ودر

واقع پالسی مخالف تاش توسط مولدی خاص اعمال می شود تا اصلاح

گردد. منوی automatic shading برای اصلاح این تاش

استفاده می شود.

برای هرکانال r.g.b شکل فوق بوجود می اید .

میدان پائین تصویرنسبت به بالای ان بنفش ترمی شود که درهرسه کانال

رنگ موجود است.

بعدازهربارتنظیم , این تنظیمات دربلوک ccd ذخیره می شود

( باتریbeakup دارد)

تاش سفیدی : تاش سفیدی ارتباط به لنز, پریزم ومنشوردارد.

 

 

 

نورپردازی درتاش سفیدی مهم است ونمی توان گفت که تاش سفیدی

وجود دارد یا نه.

البته با لوکس مترتمام گوشه هایی که نورمی تابدرا باید تست کردایا نور

به یک اندازه به تمام نقاط ان سطح سفیدی می رسد یا نه.

مدارتصحیح تاش سفیدی درمدارپروسسور انجام می شود نه دربلوک ccd .

اگربصورت یک کانال نگاه شود ( بالا, پائین , وسط , چپ , راست ) سفید- خاکستری است .

باید rgb بصورت سه کانال دیده شود . چرا که بایستی درحالت سطح سفیدی همه انها به سطح برسند.

تاش سفیدی – بیشترلنزوقطعات نوری – کمتربلوک ccd درواقع این تاش

مربوط به حالت برلنزها وفیلترها ست مثل بدی caotting لنزو... که با سیگنال خاصی قابل جبران هستند.

- حداکثرولتاژی که ازدوربین می تواند خارج شود 700 mv است ,

( ویدئو) یعنی تمام قسمتهای سوژه ازنورکم تا دامنه حداکثرتصویر.

این قضیه که ممکن است بعضی ازقسمتها ازاین سطح ولتاژبالاتربروند,

باعث بوجود امدن مدارات غیر خطی مثل knee می شود. که باعث حفظ

رنج دینامیکی ccd می شود.

درknee شیب خط ازknee point به حد کمتری می رسد ودرمحدوده دید اشکارسازقرارمی گیرد تا دیده شود.

 

 

 

قسمتهایی ازتصویرکه نورزیادتری دارند , با وضوح کمتری نمایش داده

می شوند ( درحالت استفاده ازknee )

Dynamic contrast  control  { dcc } درسیستم پرتابل استفاده

می شود که خود دوربین توانایی جابجایی knee point را درتصاویرمختلف دارد کلیدی وجود دارد که بازدن ان بصورت

Knee  automatic تنظیم می شود.

  Pre:knee : مداری است که عمل knee را یک step جلوتروبا یک رنج کمترانجام می دهد , وسیگنا ل را برابراجرای درست compress درمدارknee اماده می کند.

این مداربلافاصله بعدازمدارsample&hold قراردارد.

دامنه سیگال خروجی ازccd بالاست ( zv ) لذا درمدارات بعدی مثل knee باید انرا به 700 mv رساند.

مدارknee باید به سه مدارrgb اعمال شود.

 

هرکدام ازپردازشها تک تک روی rgb صورت می گیرد. اگراجازه دهیم که رنگ b نیزبه نقطه knee ( knee point ) برسد- اصالت رنگ از

بین می رود , بنابراین ازknee saturation function  استفاده می کنیم

که هریک ازاین سه کانال که به ناحیه knee رسید, بقیه کانالها نیزبه هم

برسد وروی هم تطبیق شوند تا اصالت رنگها ازبین نرود.

White – clip : مداری است که سیگنالهای خارج شده ازسه کانال را دریک سطح محدود می کند. درواقع سیگنال رادرحدود 750 mv ثابت

نگه می دارد وسیگنالی که بعد ازعمل knee ازاین حد بگذرد ازبین

می برد.

موقعی که درقسمت سچوره تصویر, رنگ وجود داشته باشد , کانالها دریک رنج مساوی clip نشده اند وتنظیم نیستند. این نواررنگی دیده شده باید تنظیم شود وخروجی ان یک خط صاف شود وروی قسمت سچوره شده تصویر, رنگ نداشته باشد وسفید باشد. این نواررنگی درقسمت سچوره بصورت هاله رنگی است که زیاد به میزان white clip رنگ

مربوطه وابسته نیست .

Colour  matirix ( masking ) : اگرrgb ازمدارات خاصی بگذرد

ترکیبات خاصی برای رنگها بوجود می اید که عبارتند از:

} r-g,r-b,b-g,g-r } که این ترکیبات دارای پتانسومترهای رنگی هستند

وسیگنالهای خروجی را به rgb اعمال می کنند ودارای حالت preset یا

Reset هستند. بهتراست به این پتانسومترها دست نزد وازحالتهای reset

استفاده

تقویت ( gain ) : دربرخی دوربینها -3 db,0,+3db,6,9,12,18,36 که ازفرمول                                                         بدست می اید.

جدول مقابل رابطه بین f . stop  وd b را نشان می دهد. بهتراست از

تقویت gain کمتر استفاده شئد , بدلیل افزایش نورواستفاده ازf . stop بیشترتوصیه می شود.

فلرflare :

یک سری پرتوهای نوری که انحرافات نابجایی هستند , فلررا بوجود

می اورند که مسبب ان لنزاست ( لنزوprism )

این نورهای سرگردان که حاصل انحرافات وانعکاسات نابجا می باشند , وارد ccd شده وباعث بالارفتن cain سیگنال می شوند.

درواقع تغییرسطح dc ( روشنایی ) وتغییرکمتراست ( سفیدی وسیاهی )

درحالت بازشدن iris ( دیافراگم ) این انحرافات نابجا دیده می شود که

نیازبه مدارات اصلاحی فلرflare می باشد.

مدارتصحیح flare :

 

 

تنظیم flare : درابتدا flare را با g تنظیم کرد. سپس با درنظرگرفتن ان

درکانال rb را تنظیم می شود , برای این کارازصفحه gray seale استفاده می شود ودوربین ازاین چارت تصویرمی گیرد تا flare تنظیم

شود.

دیاف دوstep بالا برده می شود. دراین حالت نباید پله اول جابجا شود ,

این سطح را بوسیله g تنظیم کرده , سپس composite انرا گرفته واگر

موج غیر خطی روی پله اول وجود داشت , با تغییرflare , rb به حالت

خطی انرا می رسانیم نتیجتا flare تنظیم شده است؟

 

 

 

Pedestal : سطح pedestal : عبارت است ازتاریک ترین سطح سیگنال ویدئو وپائین ترین سطح ویدئو ,

سطح black level  : بیشترین سطح سیگنال سینک است.

اندازه pedestal حدود 20 mv تنظیم می شود. درواقع فاصله بین

Black  level وpedstal , 10 تا 20 mv است.

اولین قدم درتنظیم دوربین تنظیم pedestal است.

اگرسطح سیاهی تنظیم نباشد دروکتورچند نقطه ای دیده می شود.

مدارتصحیح gamma : رابطه تبدیل نوربه سیگنال الکتریکی درccd

یک رابطه خطی است.

 

 

ولی درgrt , تبدیل جریان یا سیگنال الکتریکی به نوریک رابطه غیر خطی است. بنابراین دردوربین مدارتصحیح گاما را قرارداده شده است.

بطوری که تابع تبدیل ان عکس تابع تبدیل درgrt است ( نوربه سیگنال دردوربین          وسیگنال به نوردرgrt                

فرق knee وgamma : knee درقسمتهای انتهایی دامنه اعمال می شود.

ولی گاما درکل سیگنال اعمال می شود. درگاما هرسه کانال باید بالا باشند

به کمک چارت gray  scale , اول g را تنظیم می کنیم سپس کامپوزیت

را اعمال می کنیم. اگردرخط 400 mv پهنا دیده شد باید r وb را تنظیم کنیم تا بصورت خط دراید , روی خاکستریها یک رنگ قهوای می بینیم

ویک سطح سیاه نداریم.

 

 

 

برای تنظیم pedestal دیاف کامل بسته است وknee وگاما کارنمی کند ,

ولی برای تنظیم گاما باید دیاف بازشود.

Sawtooth : یک مولد سیگنال تست بنام sawtooth دردوربین وجود دارد. درواقع دردوربین دومسیروجود دارد: یکی خروجی ccd به

پردازشگرودیگری خروجی sawtooth به پردازشگر.

 

 

 

 

مداربعدی white balance  : بطورکلی ما سه نوع white balance داریم .

1- auto کاغذ سفید با نورمحیط , دوربین با تغییرgain هرکدام ازرنگها

سفید را می سازد.

2- manual

3- preset : 3200,4600,5600,7500,flursent

دراستودیو نورپردازیهای گرم وسرد فضای خاصی برای white balance  را می دهد که این فضا مشخص کننده یک کلوین خاص است که باید white balance انجام شود.

Manual : استودیو مکانی است که بوسیله پتانسیومترهایی گین سه کانال

قابل دسترسی .

Preset : برای دوربینهای پرتابل است که باید دوربین قبلا تنظیم شده

بوده ودرحافظه قرارداشته باشد که مقادیران دربالا امده است.

Awt ( auto ) همان automatic white traey است.

که درصحنه های با کلوین های متغییر( مثل رقص نور ) البته رنگ استاندارد را نمی دهد ( بهتراست استفاده نشود حتی اگرازاین وایت بالاس

استفاده نکنیم منشکل خاصی ایجاد نمی شود چون یک افکت است.

جبران سازی detail : detail یک جبران سازاست که فرکانسهای

بالای حذف شده را جبران می کند .

همانطورکه می دانید درفرکانسهای بالا ونزدیک به فرکانس sample ما

پدیده ضربان یا aliasing را داشته باشیم که برای جبران ازlpf ها

استفاده می کردیم که بین لنزودوربین قرارداشت که سبب حذف برخی

فرکانسهای بالا می شود.

 

 

 

 

Detail دارای 4 قسمت است :

1- leve    2- crispening    3- level dependent   4- skin

Detail یک سیگنال تصحیح وضوح تصویراست که بوسیله خود تصویر

ساخته شده وبه مولفه های rgb اضافه می شود برای ساختن ان ما سیگنال (a ) را به اندازه 50 نانو ثانیه تاخیرمی دهیم وانرا b می نامیم

سپس سیگنال تصویررا 100 نانو ثانیه شیفت ( تاخیرمی دهیم ) و

C می نامیم.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سیگنال فوق { 2b – [ a +c ]  } همان سیگنال detail است که به سه کانال rgb اضافه می کنیم درحالت horizontal است ودرحالت vertical هم داریم که دران یک خط delay می دهیم.

اگربخواهیم detail به جاهایی ازتصویرکه دانه ان x است اضافه نشود

ولی ازان به بالاتراضافه شود که به ان level  dependent گویند, که

بوسیله یک مدارclipper فقط ازدامنه x به بالا را حساب می کند که این

عمل بوسیله یک مدارcrispening انجام می شود.

Skin به جاهایی که رنگ ان صورتی است detail را اعمال نکند که

بوسیله رنگ پوست ان اقلیم می توانیم ازان استفاده کنیم .

مدارمقابل شکل کارویزوراست :

0000000000000                                                                                                                                                                                                                  

تماس با ما

همه چیز درمورد دوربینهای صدا وسیما فصد چیست؟ روایت دین و سلامت

مسواک(۱)

  لیست وبلاگ های فارسی

احمد مزارعی