S rostoucí poptávkou po sledování nočního vidění v projektu bezpečnostního video sledování, infračervené kamery vstoupily na hlavní trh kamer a objem prodeje se každým dnem zvyšuje. Problémy při aplikaci technologie infračerveného nočního vidění jsou postupně odhaleny.
Ve skutečnosti je technologie nočního vidění optoelektronickou technologií, která umožňuje noční pozorování pomocí optoelektronických zobrazovacích zařízení. Zahrnuje noční vidění při slabém osvětlení a infračervené noční vidění: technologie nočního vidění s nízkým osvětlením je jakousi technologií nočního vidění s trubkou pro zlepšení obrazu, která ve skutečnosti zvyšuje slabý cílový obraz osvětlený nočním světlem pro pozorování. Technologie fotoelektrického zobrazování. Zde se mluví hlavně o aktivní infračervené technologii nočního vidění, která je druhou noční technologií, která realizuje pozorování aktivně osvětluje a využívá infračerveného světla cílového reflexního infračerveného zdroje. Příslušným zařízením je aktivní infračervené zařízení pro noční vidění a skutečným jádrem je infračervená kamera.
Kombinace zdroje infračerveného světla, kamery složené z obrazového snímače CCD nebo CMOS s nepřímým zobrazením a objektivu požadovaného pro zobrazovací obraz jsou tři hlavní faktory, které ovládají noční monitorovací efekt infračervené kamery.
Za prvé, výběr zdroje infračerveného světla
Infračervené světlo je neviditelné světlo s vlnovou délkou větší než 780 nm. Obecně existují tři způsoby výroby takového neviditelného světla.
1. Přímo používejte infračervené světlo z žárovkových nebo xenonových výbojek. To znamená, že filtr viditelného světla je nainstalován na obou lampách pro odfiltrování viditelného světla a jsou vydávány pouze neviditelné infračervené paprsky;
2. Používejte infračervené LED diody nebo LED pole pro generování infračerveného světla. Taková zařízení vytvářejí infračervené světlo rekombinací elektronů a otvorů v polovodiči arsenidu galia (GaAs);
3. Použijte infračervenou laserovou diodu LD, která může být také použita jako zdroj infračerveného světla. Nicméně je nutné excitovat nebo pumpovat elektrony v nižším energetickém stavu do vyššího energetického stavu a udržovat stimulované záření infračerveného světla obrácením velkého množství distribuce částic a rezonancí.
První typ zdroje světla je zdroj tepelného infračerveného světla a jeho největší výhodou je to, že může být vyroben do poměrně velké síly a velkého úhlu ozáření, takže ozařovací vzdálenost je dlouhá. Největším nedostatkem je, že obsahuje součásti viditelného světla, to znamená, že je červená bouře a životnost je krátká. Pokud pracujete 10 hodin denně, 5000 hodin je možné používat pouze po dobu delší než jeden rok. Pokud považujete nedostatečné odvápnění tepla, je očekávaná délka života krátká. Aby se zkrátila životnost infračervené lampy s tepelným zářením, musí být použit také obvod řízení spínání světla, aby se snížila pracovní doba. Kromě toho byl přidán obvod zpožďovacího spínače, který zabraňuje rušení okolního světla.
Druhá je infračervená lampa, která se skládá z polovodičového arsenidového pole LED gallium, zejména z integrovaného čipu LEDArray, který je nyní vyvíjen pomocí nové technologie. Jeho LED-Array má optický výstup 800mw-1000mw, který se stal náhradou běžných LED. LED-Array má úhel poloviny výkonu 10-120 ° (proměnný úhel).
Vzhledem k tomu, že LED-Array je vysoce integrovaná LED dioda a její velikost je pouze jedna penová mince, může rovnoměrně osvětlit celý prostor v interiéru s životností 50 000 hodin. Původně se používaly v leteckých letadlech. V posledních letech se LED-Array v důsledku rozvoje civilního nočního monitorovacího trhu postupně přesunul na civilní trh a stal se ideální volbou pro vysoce kvalitní noční monitorování.
Přestože infračervené LED a políčka LED vyloučily tepelné infračervené světelné zdroje, infračervené LD zdroje světla musí být vybrány pro sledování scén s ultra dlouhým dosahem více než 1 km. Protože polovodičové lasery mají vyšší jas a lepší směr než LED.
Obecně platí, že při výběru infračerveného zdroje věnujte pozornost následujícím bodům.
A, výběr vzdálenosti infračerveného světla by měl zanechat rezervu
Při výběru infračervené lampy věnujte zvláštní pozornost rozdílu mezi jmenovitou vzdáleností a skutečnou vzdáleností ozařování. Vzhledem k tomu, že někteří výrobci mají jmenovitě velkou viditelnou vzdálenost, je při výběru vzdálenosti ozáření infračervené lampy vyžadováno skutečné testování a je zapotřebí dostatečné vzdálenosti, aby osvětlení pozorované scény bylo spolehlivé.
B. Bude zvolen zdroj stálého zdroje proudu.
Protože LED je zařízením poháněným proudem, jeho svítivost a výkon jsou úměrné proudovému proudu, nikoliv napětí. Proto, aby byla svítivost konstantní, je nutné použít zdroj světla poháněný stálým zdrojem proudu.
C, zvolit dobrý zdroj tepla
Vzhledem k tomu, že trubka s vyzařováním světla má problém s vytvářením tepla a odváděním tepla, zejména zdroj světla s velkou silou je velký, takže je nutné zvolit světelný zdroj s dobrým odváděním tepla, který zajistí stabilní a spolehlivý provoz.
D. Používat infračervený světelný zdroj se zapojením napájecího obvodu okruhu automatického řízení spínačů řízení světla a oddělen od světelné desky
Vzhledem k tomu, že obvod napájecího zdroje infračervené lampy není oddělen od desky světelného zdroje, teplo vznikající při provozu potrubí pro vysílání světla ovlivňuje výkon součásti napájecího obvodu, a tím způsobuje osvětlení světlo emitujícího trubice je nestabilní. S okruhem světelně ovládaného spínače může být provedeno infračervené světlo. Světla jsou vypnuta během dne a otevřena v noci.
E, zvolit infračervené světlo podle monitorovací vzdálenosti
Protože infračervená LED může být umístěna na objektivu, může být použita s infračervenou kamerou nebo přímo na krytu kolem fotoaparátu a rozhraní objektivu. Je zřejmé, že tyto dvě sestavy mají méně infračervených LED a vzdálenost, kterou jsou osvětlena, určitě není tak daleko jako vzdálenost samostatné infračervené LED lampy. Obecně, více než 50 metrů, je lepší použít samostatné infračervené světlo a ostatní LD se používají pro osvětlení nočního vidění monitorovací scény ve vzdálenosti více než 1 km, ale paprsek LD je tenký a silný, takže že infračervený paprsek osvětluje určitý rozsah scén, použití Je také nutné rozšířit paprsek pomocí čočky expandéru.
Za druhé, výběr fotoaparátu
V současné době má fotoaparát fotosenzitivní zařízení dva druhy CMOS a CCD. Stejně jako CCD snímač čipů CMOS také reaguje na vlny infračerveného světla, ale je mnohem citlivější než čip snímače CCD v rozsahu 890-980 nm a gradient útlumu je pomalejší, jak se vlnová délka zvyšuje. Díky rychlému vývoji obrazových čipů CMOS byl signál šumu dále snížen a kamery CMOS na úrovni hvězd byly také k dispozici. Proto není nutně omezena na výběr CCD kamer a může být plně využita k výběru jejich příslušných výhod. Obecně platí, že výběrová místa infračervené kamery jsou následující.
A, měli byste zvolit nízkou osvětlovací kameru, její požadavky na osvětlení jsou obecně ≤ 0,02Lux
Někteří výrobci nebo prodejci fotoaparátů falešně oznamují minimální osvětlení, takže efektivní vzdálenost nočního vidění je značně omezena, a proto je nejlepší testovat.
Světelné a hvězdicové senzibilizační kamery mohou fungovat ve velmi tmavých podmínkách, ale některé oblasti s malými odrazovými koeficienty stále nejsou k dispozici, jako jsou pouště, zeleně a lesní plochy. V tomto případě je zapotřebí kamera pro noční vidění s nízkou hladinou světla, která je přímo spojena s vláknovou deskou a světelným kuželem pomocí vysoce výkonného zesilovače obrazu a černobílého CCD CCIR. Stručně řečeno, čím nižší je osvětlení, tím lépe. Protože v současné době není standardizováno, nelze předpokládat, že minimální osvětlení továrny je nominální. Je lepší testovat za praktických podmínek. Všeobecně platí, že požadavek na osvětlení je obecně ≤ 0,02 Lux.
B. Velikost vybraného infračerveného obrazového snímače kamery je co možná největší.
Protože 1/4 CCD nelze použít pro efektivní vzdálenost infračerveného nočního vidění nad 15m, protože světelný tok 1/4 CCD je pouze 50% 1/3 CCD. Velikost CCD je velká a přijatý světelný tok je velký; velikost CCD je malá a přijatý světelný tok je malý. Proto kamera pro noční vidění vybírá 1/2 CCD a 1/3 CCD může být testováno, ale je naprosto nemožné zvolit 1/4.
C, musí být infračervená kamera vybavena funkcí automatické elektronické uzávěrky a automatického řízení zesílení (AGC)
Kvůli těmto funkcím může být signál upraven do lepšího stavu pro dosažení pozorovacího efektu.
D, je třeba pokrýt příležitost k výběru ultra-miniaturní kamery CMOS
Díky nízké spotřebě energie, vysoké integraci a malým rozměrům mohou být použity pouze obrazové snímače CMOS, takže je možné je vyrobit v knoflíkovém knoflíku a fotoaparátu velikosti CMOS. Spolu s miniaturizací odpovídajícího infračerveného zdroje a zavedením vysoce výkonných baterií bude třetí oko všude. Tímto způsobem s dvojicí brýlí pro noční vidění a kloboukem s infračerveným zdrojem a ultra-miniaturním fotoaparátem CMOS bude noc bílá. Zřejmě to změní tvář celého našeho společenského života.
E, odpovídající fotoaparátu s malým regulovaným zdrojem napájení
Při výběru napájecího zdroje fotoaparátu je třeba věnovat pozornost následujícím dvěma bodům.
1. Vyberte regulovaný zdroj napájení. Vzhledem k tomu, že AC220V sítě je nestabilní, je-li zvolen a stabilizován pouze transformátor se střídavým proudem 12 V, bude obvod ve fotoaparátu nestabilní, což způsobí nestabilitu fotoaparátu a požadovaný výkon nebude vyhovovat požadavkům.
2. Je lepší zvolit malý zdroj napájení, který je více než dvojnásobek proudu fotoaparátu. Pokud je proud fotoaparátu 200mA nebo 250mA, je obvykle dostatečně volba 500mA. Pokud je výběr příliš velký, například 1A pro fotoaparát, hlasitost je příliš velká a cena je příliš drahá; pokud je příliš malý, proud fotoaparátu může být horký (protože nepřetržitá pracovní doba je příliš dlouhá) a ovlivňuje spolehlivost a životnost.
Za třetí, výběr čočky atd.
Objektiv fotoaparátu je klíčovým vybavením infračervené kamery. Jeho kvalita (indikátor) přímo ovlivňuje zobrazovací efekt systému. Proto je vhodnost výběru objektivu souvisí s kvalitou systému a náklady na techniku. Proto při výběru objektivu dbejte na následující body:
A, nejlepší volba infračerveného objektivu
Díky běžnému optickému objektivu nelze infračervené světlo odražené zpět do objektivu objektem efektivně zaměřit na cílový povrch CCD a infračervený efekt nočního vidění je výrazně snížen, takže je lepší používat infračervené čočky. Zvláště pro černobílé kamery, které se otáčí barevně, není možné provádět denní noční ohniskové ohnisko bez použití infračerveného objektivu, takže denní a noční obraz nemůže být jasný.
B. Zobrazovací velikost vybraného objektivu je s výhodou stejná jako velikost snímače obrazu ve fotoaparátu.
Velikost vybraného objektivu by měla být stejná jako velikost snímače obrazu ve fotoaparátu. Je-li velikost snímače obrazu 1/2 ", velikost zobrazovacího objektivu musí být 1/2".
Pokud je zobrazovací velikost objektivu větší než velikost fotosenzitivního povrchu fotoaparátu, nebude to ovlivněno zobrazením, ale skutečný zorný úhel zobrazení je menší než jmenovité zorné pole objektivu a pokud je zobrazovací velikost objektiv je menší než objektiv fotoaparátu. Je-li jeho velikost malá, ovlivní zobrazení a obraz je obklopen hlavou objektivu a na čtyřech rozích obrazu se objeví černé rohy.
Je zřejmé, že pro 1/3 "objektivy pro kamery, 1/3", 1/2 "a 2/3" lze vybrat; pro 1/2 "kamery, 1/2", 2/3 ", objektiv, ale ne objektiv 1/3 Protože CCD je jako lidské oko, objektiv je jako lidské brýle, brýle jsou příliš malé, oči nebudou vidět okolní věci.
C, nejlepší volba pro instalaci objektivu a rozhraní fotoaparátu
Rozhraní mezi objektivem a fotoaparátem je instalováno ve dvou typech: typ C a typ CS. Ty dva jsou nejlepší. Pokud zvolíte objektiv typu C, je třeba přidat kroužek o tloušťce 5 mm. Pokud se připojíte přímo k fotoaparátu rozhraní CS bez přidání kroužku, může se zadní část zrcadla objektivu dotknout ochranného skla citlivého povrchu CCD, což může způsobit poškození CCD kamery. To je zvláště patrné při praktickém použití.
D, je nejlepší vybrat automatickou clonu, abyste se přizpůsobili velkým změnám denního a nočního osvětlení
Díky dennímu a nočnímu monitorování se osvětlení značně liší, takže je nejlepší použít objektiv s automatickou clonou, který se automaticky mění podle osvětlení, aby byl obraz jasný.
E, rozlišení objektivu a propustnost musí splňovat požadavky
Rozlišení použitého zobrazovacího objektivu musí být větší než rozlišení fotoaparátu, jinak nebude dosažena požadovaná ostrost. A propustnost čočky v čočce je lepší, tzn. Že útlum světla je velmi malý.
F, monitorování vzdálenosti více než 1 km, je třeba použít laserový paprsk expanzní kolimační čočky
Podle velikosti a vzdálenosti pozorované scény vyberte vhodný laserový paprsek, který rozšiřuje kolimační čočku tak, aby laserový paprsek mohl osvětlovat scénu, kterou chcete sledovat, aby bylo možné kamerou přijímat odražené světlo monitorovací scény.
G. Věnujte pozornost ochrannému krytu okenního skla s dobrým výkonem.
Kromě výběru infračervených lamp, fotoaparátů a čoček byste měli věnovat pozornost i komplexním úvahám o ochranných krytech a napájecích zdrojích. Vzhledem k tomu, že ochranný kryt má vliv na vliv infračervené lampy, například na infračervené světlo procházející různými médii, je propustnost a odrazivost odlišná. Například různé okenní sklo, zvláště automatické odkryté sklo, má odlišné útlum infračerveného světla, proto je třeba dbát na výběr ochranného krytu s dobrým oknem.
Za čtvrté, závěr
Z výše uvedeného lze vidět, že tři zdroje infračerveného světla mají své výhody a nevýhody, ale tepelný zdroj infračerveného světla je v zásadě vyloučen infračervenou LED a světelným zdrojem LED-Array. Vzhledem k tomu, že LED dioda může být také použita k úplnému osvětlení vzdálenosti několika stovek metrů monitorovacích scén. Co se týče ultrazvukové monitorovací scény o délce 1 km nebo více, je lepší použít infračervený LD světelný zdroj. Díky svému vysokému jasu LD překonává mnoho LED, takže infračervený LD světelný zdroj je malý a světlý, což je nejlepší volba pro ultra dlouhé vzdálenosti.
Nejdůležitějším problémem při výběru infračervených kamer je kompletní sada. Kromě výběru zdroje infračerveného světla je třeba zvážit úplné přizpůsobení kamery, objektivu, ochranného krytu, napájení atd. Pouze při zvážení výběrových bodů zmíněných v článku můžeme dosáhnout efektu s polovinou úsilí.