Зі збільшенням попиту на спостереження нічного бачення у проекті системи відеоспостереження, інфрачервоні камери вийшли на основний ринок камер, а обсяг продажів зростає з кожним днем. Поступово виникають проблеми при застосуванні інфрачервоної технології нічного бачення.
Фактично, технологія нічного бачення - це оптоелектронна технологія, яка дозволяє здійснювати спостереження ввечері за допомогою оптоелектронних пристроїв формування зображення. Вона включає в себе низький світло нічного бачення та інфрачервоне нічне бачення: технологія нічного освітлення з низьким освітленням - це технологія нічного бачення з трубкою для покращення зображення, яка фактично підсилює слабке зображення, яке освітлюється нічним освітленням для спостереження. Фотоелектричні технології візуалізації. Тут в основному йдеться про активну інфрачервону технологію нічного бачення, яка є своєрідною технологією нічного бачення, яка здійснює спостереження, активно освітлюючи і використовуючи інфрачервоне світло інфрачервоного джерела відбиття. Відповідним обладнанням є активний інфрачервоний апарат нічного бачення, а власне ядро - інфрачервона камера.
Комбінація інфрачервоного джерела світла, камери, що складається з ПЗЗ-матриці фотоприймача, що не має прямої видимості, або датчика зображення CMOS і об'єктива, необхідного для зображення, є трьома основними факторами, які домінують над ефектом моніторингу інфрачервоної камери.
По-перше, вибір джерела інфрачервоного світла
Інфрачервоне світло являє собою невидиме світло, що має довжину хвилі більше 780 нм. Як правило, існують три способи отримання такого невидимого світла.
1. Пряме використання інфрачервоного світла від ламп розжарювання або ксенонових ламп. Тобто, фільтр видимого світла встановлений на двох лампах для фільтрації видимого світла, і випускаються тільки невидимі інфрачервоні промені;
2. Використовуйте світлодіоди, що випромінюють світлодіоди, або світлодіодні матриці для генерації інфрачервоного світла. Такі пристрої генерують інфрачервоне світло шляхом рекомбінації електронів і дірок в напівпровіднику арсеніду галію (GaAs);
3. Використовуйте інфрачервоний лазерний діод LD, також можна використовувати як джерело інфрачервоного світла. Однак необхідно збуджувати або перекачувати електрони в більш низькому енергетичному стані до більш високого енергетичного стану і підтримувати інфрачервоне світло, що стимулюється випромінюванням, шляхом зміни великої кількості розподілу частинок і резонансу.
Перший тип джерела світла являє собою тепловий інфрачервоний джерело світла, і його найбільша перевага полягає в тому, що він може бути виконаний у відносно велику потужність і великий кут опромінення, так що відстань опромінення є довгим. Найбільший недолік полягає в тому, що він містить видимі компоненти світла, тобто є червона буря, а термін служби короткий. Якщо ви працюєте 10 годин на добу, 5000 годин можна використовувати лише більше одного року. Якщо врахувати недостатню тепловіддачу, то тривалість життя коротка. Для того, щоб поліпшити термін служби теплового випромінювання інфрачервоною лампою, також необхідно використовувати ланцюг перемикання світла для зменшення робочого часу. Крім того, була додана схема перемикання затримки для запобігання перешкод навколишнього світла.
Другий - це інфрачервона лампа, що складається з напівпровідникового арсеніду арсеніду галію, особливо з інтегрованим світлодіодним чіпом LEDArray, який тепер розроблений з використанням нової технології. Його LED-Array має оптичний вихід 800 МВт-1000 МВт, який став заміною звичайних світлодіодів. Світлодіодний масив має кут напівпотужності 10-120 ° (змінний кут).
Оскільки світлодіодний масив є високо інтегрованим світлодіодом, а розмір - лише одна копійча монета, він може рівномірно освітлювати весь простір у приміщенні, з життям 50 000 годин. Спочатку він використовувався на авіаційних літаках. В останні роки, завдяки розвитку ринку цивільного моніторингу, LED-Array поступово перейшов на цивільний ринок, ставши ідеальним вибором для високоякісного нічного моніторингу.
Незважаючи на те, що інфрачервоні світлодіоди та світлодіодні матриці усунули теплові інфрачервоні джерела світла, необхідно вибрати інфрачервоні джерела світла для моніторингу ультра-далеких сцен більше 1 км. Оскільки напівпровідникові лазери мають більш високу яскравість і кращу спрямованість, ніж світлодіоди.
Загалом, при виборі джерела інфрачервоного світла зверніть увагу на наступні пункти.
Інфрачервоне вибіркове відстань має залишати відстань
При виборі інфрачервоної лампи зверніть особливу увагу на різницю між номінальною відстанню та фактичною відстанню опромінення. Оскільки деякі виробники мають номінально велику видиму відстань, фактичне тестування потрібно при виборі відстані ІЧ-випромінювання лампи, і достатній запас необхідний для забезпечення надійного освітлення спостережуваної сцени.
B. Необхідно вибрати джерело постійного джерела струму.
Оскільки світлодіод є струмоприймачем, його яскравість і потужність пропорційні струму приводу, а не напрузі. Тому для того, щоб підтримувати постійну інтенсивність світла, необхідно використовувати джерело світла, керований джерелом постійного струму.
C, вибрати хороший джерело тепла
Оскільки світло випромінююча трубка має проблему генерації тепла і тепловиділення, особливо джерело світла з великою відстанню потужності є великим, тому необхідно вибрати джерело світла з гарним відведенням тепла для забезпечення стабільної і надійної роботи.
D. Використовувати інфрачервоне джерело світла з ланцюгом джерела живлення вимикача автоматичного керування і відокремлювати від світлової плати
Оскільки схема живлення інфрачервоної лампи не відокремлена від лампової лампи, тепло, що генерується при роботі світло випромінюючої трубки, впливає на продуктивність компонента схеми електроживлення, тим самим викликаючи освітлення світлодіода трубка бути нестійкою. За допомогою схеми керованого світлом перемикача може бути зроблено інфрачервоне світло. Світло вимкнено протягом дня і відкрито вночі.
E, щоб вибрати інфрачервоне світло відповідно до відстані моніторингу
Оскільки інфрачервоний світлодіод може бути встановлений на об'єктив, його можна використовувати з інфрачервоною камерою або безпосередньо на корпусі навколо камери та інтерфейсу об'єктива. Очевидно, що ці дві збірки мають менше інфрачервоних світлодіодів, і відстань, яку вони освітлюють, звичайно, не настільки велика, як від окремого інфрачервоного світлодіода. Взагалі, більше 50 м, краще використовувати окреме інфрачервоне світло, а інший ЛД використовується для освітлення нічного бачення сцени моніторингу з відстанню більше 1 км, але промінь ЛД тонка і міцна, тому що інфрачервоний промінь освітлює певний діапазон сцен, використовуйте також необхідно розширити промінь через об'єктив розширювача променя.
По-друге, вибір камери
В даний час фоточутливий пристрій камери має два види CMOS і CCD. Як і CCD, чіп чутливого зображення CMOS також реагує на інфрачервоні світлові хвилі, але він набагато більш чутливий, ніж чіп CCD датчика зображення в діапазоні 890-980 нм, а градієнт затухання повільніше, коли довжина хвилі збільшується. З швидким розвитком мікросхеми зображення CMOS, шумовий сигнал був ще більш знижений, а також були доступні камери CMOS зіркового рівня. Отже, він не обов'язково обмежується вибором ПЗЗ-камер і може бути повністю використаний для вибору їх відповідних переваг. Загалом, точки вибору інфрачервоної камери є наступними.
A, слід вибрати низьку камеру підсвічування, її вимоги до освітлення, як правило, ≤ 0,02Lux
Деякі виробники або постачальники фотокамери помилково повідомляють про мінімальну освітленість, так що ефективна відстань нічного бачення значно зменшується, тому краще перевіряти конкретно.
Камери освітлення світлового та зіркового рівня можуть працювати в дуже темних умовах, але деякі ділянки з малими коефіцієнтами відображення все ще не доступні, такі як пустелі, зелені зони та лісові території. У цьому випадку потрібна камера нічного бачення з низьким рівнем світла, безпосередньо пов'язана з панеллю волокон і світлим конусом за допомогою високоефективного підсилювача зображення та чорно-білого ПЗЗ-матриці CCIR. Коротше кажучи, чим нижче освітлення, тим краще. Оскільки в даний час вона не стандартизована, не можна вважати, що мінімальна освітленість заводу номінальна. Краще тестувати в практичних умовах. Як правило, вимога освітлення, як правило, становить ≤ 0,02 люкс.
B. Розмір вибраного датчика зображення інфрачервоної камери максимально великий.
Тому що 1/4 CCD не може бути використана для ефективної відстані інфрачервоного нічного бачення вище 15 м, тому що світловий потік 1/4 CCD тільки 50% 1/3 CCD. Розмір ПЗЗ великий, а отриманий світловий потік великий; розмір ПЗЗ невеликий, а отриманий світловий потік невеликий. Таким чином, камера нічного бачення вибирає 1/2 ПЗЗ, а 1/3 ПЗС може бути перевірена, але абсолютно неможливо вибрати 1/4.
C, інфрачервона камера повинна мати автоматичний електронний затвор і функцію автоматичного регулювання посилення (AGC)
Завдяки цим функціям сигнал може бути налаштований на кращий стан для досягнення ефекту спостереження.
D, необхідно покрити можливість вибору CMOS ультра-мініатюрної камери
Завдяки малому енергоспоживанню, високій інтеграції та малому розміру, можна використовувати лише датчики зображення CMOS, так що він може бути виконаний у вигляді кнопки сорочки та CMOS-камери з розміром кнопки. У поєднанні з мініатюризацією відповідного інфрачервоного джерела і введенням високопродуктивних батарей, третє око буде скрізь. Таким чином, з парою окулярів нічного бачення і капелюхом з джерелом інфрачервоного випромінювання і ультра-мініатюрною камерою CMOS, ніч буде такою ж білою. Очевидно, це змінить обличчя всього нашого суспільного життя.
E, що відповідає камері з невеликим регульованим джерелом живлення
При виборі джерела живлення камери слід звернути увагу на наступні дві точки.
1. Виберіть регульоване джерело живлення. Оскільки мережа AC220V є нестабільною, якщо вибраний і не стабілізований тільки трансформатор із змінним струмом 12В, схема в камері буде нестабільною, що зробить камеру нестабільною і необхідна продуктивність не відповідатиме вимогам.
2. Краще вибрати невеликий блок живлення, який більше ніж удвічі перевищує струм камери. Якщо струм камери дорівнює 200 мА або 250 мА, зазвичай достатньо вибрати 500 мА. Якщо вибір занадто великий, наприклад, 1A для камери, гучність занадто велика, і ціна занадто дорога; якщо він занадто малий, струм камери може бути гарячим (тому що тривалий робочий час занадто довгий) і впливає на надійність і термін служби.
По-третє, вибір об'єктиву тощо.
Об'єктив камери є ключовим обладнанням інфрачервоної камери. Його якість (індикатор) безпосередньо впливає на ефект візуалізації системи. Отже, відповідність вибору об'єктиву пов'язана з якістю системи та витратами на інжиніринг. Тому при виборі об'єктива зверніть увагу на наступні моменти:
Найкращий вибір інфрачервоного об'єктива
Завдяки звичайній оптичній лінзі інфрачервоне світло, відбите об'єкт об'єктивом назад, не може бути ефективно сфокусовано на поверхні цілі CCD, а інфрачервоний ефект нічного бачення значно знижений, тому бажано використовувати інфрачервоний об'єктив. Спеціально для кольорових поворотів чорних камер неможливо зробити фокусні площини денного та нічного спостереження послідовними без використання інфрачервоного об'єктива, так що знімки дня і ночі не можуть бути ясними.
B. Розмір зображення обраної лінзи переважно такий же, як розмір датчика зображення в камері.
Розмір вибраного об'єктива повинен бути таким же, як розмір датчика зображення в камері. Якщо розмір датчика зображення дорівнює 1/2 ", розмір зображення об'єктива повинен бути 1/2".
Коли розмір зображення об'єктива більший, ніж розмір фоточутливої поверхні камери, зображення не впливатиме, але фактичний кут перегляду зображення менше, ніж номінальне поле зору об'єктива, а коли розмір зображення становить об'єктив менше, ніж у камери Коли розмір невеликий, це вплине на формування зображень, а зображення оточується бочкою об'єктива, а чорні кути з'являються на чотирьох кутах зображення.
Видно, що для 1/3 "камери можуть бути вибрані об'єктиви 1/3", 1/2 "і 2/3"; для фотоапаратів 1/2 ", 1/2", 2/3 "можуть бути вибрані. Об'єктив, але не 1/3. Тому що ПЗС подібний до людського ока, лінза подібна до окулярів людей, окуляри занадто малі, очі не побачать навколишні речі.
C, найкращий вибір об'єктивів та спосіб встановлення інтерфейсу камери
Інтерфейс між об'єктивом і камерою встановлюється двома типами: C-типу і CS-типу. Два найкращі. Якщо ви обираєте об'єктив типу C, потрібно додати кільце товщиною 5 мм. Якщо підключити безпосередньо до інтерфейсної камери CS без додавання кільця, задня дзеркальна поверхня об'єктива може торкнутися захисного скла чутливої поверхні ПЗЗ, що може призвести до пошкодження камери CCD. Це особливо помітно в практичному використанні.
D, краще вибрати автоматичну лінзу діафрагми, щоб пристосуватися до великих змін у денному і нічному освітленні
Завдяки денному та нічному моніторингу, освітлення змінюється в широких межах, тому краще використовувати об'єктив, який автоматично змінюється відповідно до освітленості, щоб зберегти зображення.
E, роздільна здатність об'єктива і пропускання повинні відповідати вимогам
Роздільна здатність об'єктива, що використовується для формування зображень, повинна бути більшою, ніж роздільна здатність камери, інакше потрібної різкості не буде досягнуто. А коефіцієнт пропускання лінзи в об'єктиві краще, тобто затухання світла дуже мало.
F, моніторинг відстані більше 1 км, також необхідно використовувати лазерне розширення коліматорного об'єктива
Відповідно до розміру та відстані сцени, що підлягає спостереженню, виберіть відповідний лазерний промінь, що розширює колімаційний об'єктив, щоб лазерний промінь освітлював сцену, що підлягає моніторингу, щоб відбитий світло сцени моніторингу міг бути отриманий камерою.
G. Зверніть увагу на захисну кришку віконного скла з гарною продуктивністю.
Крім вибору інфрачервоних ламп, фотоапаратів і об'єктивів, слід також звернути увагу на комплексні міркування захисних кришок і блоків живлення. Оскільки захисна кришка впливає на ефект інфрачервоної лампи, наприклад, інфрачервоне світло, що проходить через різні середовища, коефіцієнт пропускання і відбивна здатність різні. Наприклад, різні віконні скла, особливо автоматичне розморожування з покритим склом, мають різне загасання інфрачервоного світла, тому слід дотримуватися обережності з захисним покриттям з гарним віконним склом.
По-четверте, висновок
З вищевикладеного видно, що три інфрачервоні джерела світла мають свої переваги і недоліки, але тепловий інфрачервоний джерело світла в основному усувається інфрачервоним світлодіодом і світлодіодним джерелом світла. Тому що LED-Array також може бути використаний для повного освітлення відстані декількох сотень метрів моніторингових сцен. Що стосується сцени спостереження ультра-довгої відстані в 1 км і більше, краще використовувати інфрачервоний джерело світла LD. Завдяки своїй високій яскравості, LD налічує багато світлодіодів, тому інфрачервоний джерело світла LD невеликий і легкий, що є найкращим вибором для ультра-далеких відстаней.
Найважливішим питанням при виборі інфрачервоних камер є повний набір. На додаток до вибору джерела інфрачервоного світла, узгодження камери, об'єктива, захисного покриття, джерела живлення тощо повинно розглядатися всебічно. Тільки розглядаючи точки відбору, згадані в статті, ми можемо отримати ефект з половиною зусиль.