מדוע מצלמת הדאש שלך נעשית "עיוורת" בקיץ? צלילה עמוקה לביטול מיקוד תרמי של העדשה

דמיינו את התרחיש הזה:

זהו יום קיץ לוהט, 35°C (95°F) בצל. אתה מחנה את המכונית שלך במגרש פתוח כדי לאכול ארוחת צהריים. כשאתה חוזר, אתה מוצא שריטה חדשה על הפגוש שלך. אתה אומר בביטחון לנהג השני, "תירגע, יש לי מצלמת דאשבון. בוא נסתכל על הצילומים."

אבל כשאתה מנגן את הסרטון, אתה קופא.הצילומים מטושטשים, כאילו צולמו בחדר אדים. אתה לא יכול לקרוא את לוחית הרישוי, וכל העולם נראה כאילו הוא נפגע בפילטר טשטוש כבד.

התגובה הראשונה שלך עשויה להיות להאשים את היצרן: "שילמתי עבור 4K! למה הזבל האיכותי כשאני באמת צריך את זה?"

אל תנפץ את המכשיר שלך עדיין. יכול להיות שזו לא בעיית פיקסלים. סביר להניח שנתקלת ב"רוצח הקיץ" של האופטיקה:ביטול מיקוד תרמי.

היום, בהסתמך על 10 שנות הניסיון שלי בטכנולוגיה, אני הולך לפרק את הפיזיקה מאחורי התופעה הזו ולחשוף כמה סודות בתעשייה.

א. מה זה "ביטול מיקוד תרמי"? (מקבלים את הטמפרטורה של העדשה)

במילים פשוטות, "ביטול מיקוד תרמי" (או שינוי תרמי) מתרחש כאשר עדשת המצלמה שלך מאבדת מיקוד בגלל חום.

תחשוב על עדשת מצלמת הדשבורד כעלעין אנושיתוחיישן התמונה בתוררִשׁתִית. בעולם מושלם, האור עובר דרך העדשה ומתמקד בחדות ממש על החיישן (רשתית).

עם זאת, מצלמות הדשבורים חיות בסביבה אכזרית. תחת אור שמש ישיר של קיץ, הטמפרטורה מאחורי השמשה הקדמית שלך יכולה בקלות לזנק70°C או אפילו 80°C (176°F).

במצב "ברביקיו" זה, מרכיבי העדשה עוברים שינויים פיזיים. נקודת המוקד משתנה - נעה קדימה או אחורה. אם המוקד הזה מתרחק משטח החיישן אפילו בכמהמיקרונים(דקה יותר משערה), תמונת "4K HD" שלך הופכת מיידית לבלאגן מטושטש.

II. האשם: המלחמה בין "זכוכית" ל"פלסטיק"

למה הפוקוס משתנה? הסיבה המרכזית היאהתרחבות והתכווצות תרמית. אבל השאלה האמיתית היא:ממה עשויה העדשה שלך?

בייצור אופטי, ישנם שני שחקנים עיקריים:זְכוּכִיתושרף (פלסטיק).

1. מקדם ההתרחבות

הנה מונח מעט טכני:מקדם התפשטות תרמית ליניארי.

• זְכוּכִיתהוא מסוג "קריר, רגוע ואסוף". הוא יציב תרמית ומתרחב מעט מאוד בעת חימום.

• פּלָסטִיהוא הסוג ה"מרגש". כאשר הוא מתחמם, הוא מתרחב משמעותית.

אם יצרן מצלמת הדשבורים שלך רצה לקצץ בעלויות, ייתכן שהם השתמשו ב-הכל פלסטיקעדשה או אהיברידית זכוכית-פלסטיק (G+P).

כשהטמפרטורה עולה, עדשות הפלסטיק נעשות עבות יותר, העקמומיות שלהן משתנה, ואפילו מקדם השבירה שלהן (כמה הן מכופפות את האור) משתנה. זה כמו להרכיב משקפי מרשם בגודל 2.0 דיופטר, אבל כשמתחמם, הם משתנים באופן ספונטני ל-1.5. בהצלחה לראות ברור עם אלה.

2. בגידת חבית העדשה

זה לא רק הזכוכית; זה גם המחזיק. החבית עדשה(או מחזיק) מחזיק את רכיבי העדשה במקומם. אם החבית עשויה מפלסטיק זול, היא מתארכת בחימום. זה מושך פיזית את העדשה רחוק יותר מהחיישן. באופטיקה, השינוי הזעיר הזה במרחק הוא קטלני לאיכות התמונה.

סוד התעשייה:מצלמות מחשב זולות רבות המתיימרות להיות "HD" מכוילות בצורה מושלמת בטמפרטורת החדר (25 מעלות צלזיוס). עם זאת, אם אתה מעביר אותם למבחן יישון של 60 מעלות צלזיוס, הרזולוציה שלהם יורדת לרוב ב-50% או יותר. הם ממש "חברים במזג אוויר נאה".

III. מדוע יש מצלמות ששורדות את החום?

עכשיו, כשאנחנו יודעים את הסיבה, איך מצלמות מחושב איכותיות מנצחות את ביטול המיקוד התרמי?

1. תקן "כל הזכוכית" (6G/7G)

לעתים קרובות תראה מפרט מתקדם מוזכר"עדשת 6G."לא, זה לא אומר שהוא מתחבר לרשת 6G. זה מייצג6 אלמנטים מזכוכית. זכוכית עמידה בחום גבוה, אינה מתעוותת ובעלת העברת אור גבוהה. למרות שזה עולה משמעותית יותר מפלסטיק, זה קו ההגנה הראשון נגד טשטוש תרמי.

2. חביות מתכת ופיצוי טמפרטורה

יצרנים אמינים משתמשים במתכת או בחומרים מרוכבים מיוחדים בחום גבוה עבור קנה העדשה כדי למזער את ההתרחבות. מתקדם אפילו יותר"עיצוב פיצוי תרמי".תחשוב על זה כמו טאי צ'י. מהנדסים מערבבים אלמנטים של עדשה עם תכונות שונות כך שאם אורך המוקד של עדשה A מתארך עם חום, עדשה B מתקצרת. הם מבטלים זה את זה, נועלים את הפוקוס על החיישן ללא קשר אם זה חורף או קיץ.

IV. מדריך לקונים (ומנהלי רכש)

בין אם אתה בעל רכב או קצין רכש המזמין מכשירים עבור צי, בדוק את הנקודות הבאות כדי להימנע מקניית מצלמת "עיוורת קיץ":

1. בדוק את מפרט החומר:חפש מילות מפתח כמו"6G", "עדשה מלאה בזכוכית", או"אלמנטים מזכוכית". אם תיאור המוצר מעורפל לגבי חומר העדשה, סביר להניח שהוא מכיל פלסטיק.

2. בדוק את טמפרטורת הפעולה:עיין בגיליון המפרט עבור"טמפרטורת הפעלה."מכשיר באיכות תעשייתית צריך לתפקד בבירור על פני טווח רחב (לדוגמה, -20°C עד 75°C).

3. הימנע ממלכודת "המפרט הגבוה הזול":מכשיר של 30 דולר הטוען כי "Real 4K" ככל הנראה הפחית עלויות על החלקים הבלתי נראים: חומר העדשה והדבקים עמידים בחום.

תַקצִיר

הערך של מצלמת הדשבורים מוגדר על ידי היכולת שלה לראות בבירור מתי זה הכי חשוב.

"Defocusing תרמי" היא מציאות פיזית החושפת חומרים זולים ללא רחמים. זה לא משנה כמה מגה פיקסל יש לחיישן שלך; אם העדשה שלפניה מתעוותת בחום, הפיקסלים האלה חסרי תועלת.

בפעם הבאה שאתה בוחר מצלמת דשבורים, הסתכל מעבר לרזולוציה. שאל את השאלה: "האם העדשה הזו יכולה להתמודד עם החום?"