В связи с растущим спросом на системы ночного видения в рамках проекта системы охранного видеонаблюдения инфракрасные камеры вышли на основной рынок камер, и объем продаж растет день ото дня. Проблемы применения инфракрасного ночного видения постепенно выявляются.
Фактически, технология ночного видения является оптоэлектронной технологией, которая позволяет осуществлять наблюдение в ночное время с помощью оптоэлектронных устройств визуализации. Она включает в себя ночное видение при слабом освещении и инфракрасное ночное видение: технология ночного видения при слабом освещении - это разновидность технологии ночного видения с трубкой для улучшения изображения, которая фактически усиливает слабое изображение цели, освещенное ночным светом для наблюдения. Технология фотоэлектрической визуализации. Здесь в основном говорят об активной инфракрасной технологии ночного видения, которая является своего рода технологией ночного видения, которая осуществляет наблюдение путем активного освещения и использования инфракрасного света целевого инфракрасного источника отражения. Соответствующее оборудование - активный инфракрасный прибор ночного видения, и фактическим ядром является инфракрасная камера.
Комбинация источника инфракрасного света, камеры, состоящей из фотоэлектрического устройства визуализации непрямого обзора CCD или CMOS-датчика изображения, и объектива, необходимого для получения изображения, являются тремя основными факторами, которые доминируют в эффекте ночного мониторинга инфракрасной камеры.
Во-первых, выбор источника инфракрасного света
Инфракрасный свет - это невидимый свет, имеющий длину волны более 780 нм. Как правило, существует три способа получения такого невидимого света.
1. Непосредственно используйте инфракрасный свет от ламп накаливания или ксеноновых ламп. Таким образом, фильтр видимого света установлен на двух лампах, чтобы отфильтровать видимый свет, и испускаются только невидимые инфракрасные лучи;
2. Используйте инфракрасные светодиоды или светодиодные матрицы для генерации инфракрасного света. Такие устройства генерируют инфракрасный свет путем рекомбинации электронов и дырок в полупроводнике арсенида галлия (GaAs);
3. Используйте инфракрасный лазерный диод LD, также можно использовать в качестве источника инфракрасного света. Однако необходимо возбуждать или накачивать электроны в состоянии с более низкой энергией в состояние с более высокой энергией и поддерживать инфракрасное излучение с стимулированным излучением, обращая большое количество распределения частиц и резонируя.
Первым типом источника света является источник инфракрасного теплового света, и его наибольшим преимуществом является то, что он может быть преобразован в относительно большую мощность и большой угол облучения, так что расстояние облучения велико. Самый большой недостаток состоит в том, что он содержит компоненты видимого света, то есть, есть красная буря, и срок службы короткий. Если вы работаете 10 часов в день, 5000 часов можно использовать более одного года. Если учесть недостаточное рассеивание тепла, ожидаемая продолжительность жизни будет короткой. Чтобы продлить срок службы инфракрасной лампы теплового излучения, необходимо также использовать схему переключателя управления освещением, чтобы сократить рабочее время. Кроме того, была добавлена схема переключателя задержки для предотвращения помех от внешнего освещения.
Второй - это инфракрасная лампа, состоящая из полупроводниковой матрицы арсенид-светодиодов галлия, в частности, встроенного светоизлучающего чипа типа Array, который в настоящее время разрабатывается с использованием новой технологии. Его светодиодная матрица имеет оптическую мощность 800-1000 мВт, которая стала заменой обычных светодиодов. LED-массив имеет угол половинной мощности 10-120 ° (переменный угол).
Поскольку светодиодный массив представляет собой высокоинтегрированный светодиод, а его размер составляет всего одну копейку, он может равномерно освещать все пространство в помещении со сроком службы 50 000 часов. Первоначально он использовался в авиационной авиации. В последние годы, благодаря развитию рынка гражданского ночного мониторинга, LED-Array постепенно перешел на гражданский рынок, став идеальным выбором для высококачественного ночного мониторинга.
Хотя инфракрасные светодиоды и светодиодные матрицы исключили тепловые источники инфракрасного света, инфракрасные источники света LD должны быть выбраны для мониторинга сверхдальних сцен более 1 км. Потому что полупроводниковые лазеры имеют более высокую яркость и лучшую направленность, чем светодиоды.
В общем, при выборе источника инфракрасного излучения обратите внимание на следующие моменты.
А, выбор расстояния инфракрасного света должен оставить поле
При выборе инфракрасной лампы обратите особое внимание на разницу между номинальным расстоянием и фактическим расстоянием облучения. Поскольку некоторые производители имеют номинально большое видимое расстояние, при выборе расстояния облучения ИК-лампой требуется фактическое тестирование, а для обеспечения надежного освещения наблюдаемой сцены требуется достаточный запас.
B. Источник постоянного тока должен быть выбран.
Поскольку светодиод является управляемым током устройством, его яркость и мощность пропорциональны току привода, а не напряжению. Следовательно, чтобы поддерживать постоянную силу света, необходимо использовать источник света, управляемый источником постоянного тока.
С, чтобы выбрать хороший источник тепла
Поскольку светоизлучающая трубка имеет проблему тепловыделения и рассеивания тепла, особенно источник света с большим расстоянием по мощности большой, поэтому необходимо выбирать источник света с хорошим рассеиванием тепла, чтобы обеспечить стабильную и надежную работу.
D. Использовать источник инфракрасного света со схемой питания цепи автоматического управления выключателем управления светом и отделенной от платы освещения
Поскольку цепь питания инфракрасной лампы не отделена от пластины лампы, тепло, выделяемое при работе светоизлучающей трубки, влияет на рабочие характеристики компонента цепи питания, тем самым вызывая освещение светоизлучающей лампы. трубка должна быть нестабильной. С помощью схемы управления светом можно сделать инфракрасный свет. Свет выключен в течение дня и открыт ночью.
E, чтобы выбрать инфракрасный свет в соответствии с расстоянием контроля
Поскольку инфракрасный светодиод можно установить на объектив, его можно использовать с инфракрасной камерой или непосредственно на корпусе вокруг интерфейса камеры и объектива. Очевидно, что эти две сборки имеют меньше инфракрасных светодиодов, и расстояние, на которое они освещаются, определенно не так велико, как расстояние от отдельной инфракрасной светодиодной лампы. Как правило, на расстоянии более 50 м лучше использовать отдельный инфракрасный свет, а другой LD используется для освещения ночного видения сцены наблюдения на расстоянии более 1 км, но луч LD тонкий и сильный, поэтому Чтобы инфракрасный луч освещал определенный диапазон сцен, используйте также Необходимо расширить луч через линзу расширителя луча.
Во-вторых, выбор камеры
В настоящее время светочувствительное устройство камеры имеет два вида CMOS и CCD. Как и CCD, микросхема датчика изображения CMOS также реагирует на инфракрасные световые волны, но она намного более чувствительна, чем микросхема датчика изображения CCD в диапазоне 890-980 нм, и градиент затухания медленнее с увеличением длины волны. С быстрым развитием чипов изображения CMOS, шумовой сигнал был далее уменьшен, и камеры CMOS звездного уровня также были доступны. Следовательно, это не обязательно ограничивается выбором ПЗС-камер и может быть полностью использовано для выбора их соответствующих преимуществ. В общем, точки выбора инфракрасной камеры следующие.
A, следует выбрать камеру с низкой освещенностью, ее требования к освещенности, как правило, ≤ 0,02 люкс
Некоторые производители или поставщики камер ложно сообщают о минимальной освещенности, поэтому эффективное расстояние ночного видения значительно сокращается, поэтому лучше проводить специальные испытания.
Светочувствительные и звездообразные сенсибилизирующие камеры могут работать в очень темных условиях, но некоторые области с небольшими коэффициентами отражения по-прежнему недоступны, такие как пустыни, зеленые зоны и лесные участки. В этом случае требуется камера ночного видения с низким уровнем освещенности, напрямую соединенная с волоконно-оптической панелью и световым диффузором с помощью высокоэффективного усилителя изображения и черно-белой ПЗС-матрицы CCIR. Короче говоря, чем ниже освещение, тем лучше. Поскольку в настоящее время оно не стандартизировано, невозможно поверить, что минимальное освещение фабрики является номинальным. Лучше тестировать в практических условиях. Как правило, требования к освещенности обычно составляют ≤ 0,02 люкс.
B. Размер выбранного датчика изображения инфракрасной камеры максимально большой.
Поскольку 1/4 ПЗС не может использоваться для эффективного расстояния инфракрасного ночного видения выше 15 м, потому что световой поток 1/4 ПЗС составляет всего 50% от 1/3 ПЗС. Размер ПЗС велик, а полученный световой поток велик; размер CCD мал, а полученный световой поток мал. Следовательно, камера ночного видения выбирает 1/2 ПЗС, и 1/3 ПЗС может быть проверена, но совершенно невозможно выбрать 1/4.
C, инфракрасная камера должна иметь функцию автоматического электронного затвора и автоматической регулировки усиления (AGC)
Благодаря этим функциям сигнал можно отрегулировать до лучшего состояния, чтобы удовлетворить эффект наблюдения.
D, нужно прикрыть повод выбрать ультра-миниатюрную камеру CMOS
Из-за низкого энергопотребления, высокой интеграции и небольшого размера, могут использоваться только датчики изображения CMOS, поэтому его можно превратить в пуговицу рубашки и камеру CMOS размера кнопки пуговицы. В сочетании с миниатюризацией соответствующего инфракрасного источника и введением высокопроизводительных батарей третий глаз будет повсюду. Таким образом, с парой очков ночного видения и шляпой с инфракрасным источником и ультра-миниатюрной камерой CMOS ночь будет такой же белой. Очевидно, это изменит лицо всей нашей общественной жизни.
E, соответствующий камере с небольшим регулируемым источником питания
При выборе источника питания камеры следует обратить внимание на следующие два момента.
1. Выберите регулируемый источник питания. Поскольку переменное напряжение 220 В сети является нестабильным, если только трансформатор с переменным током 12 В выбран и не стабилизирован, цепь в камере будет нестабильной, что приведет к нестабильной работе камеры, а требуемая производительность не будет соответствовать требованиям.
2. Лучше выбрать небольшой блок питания, который в два раза больше тока камеры. Если ток камеры составляет 200 мА или 250 мА, обычно достаточно выбрать 500 мА. Если выбор слишком велик, например, 1A для камеры, объем слишком велик, а цена слишком высока; если он слишком мал, ток камеры может быть горячим (поскольку длительное время непрерывной работы слишком велико) и может повлиять на надежность и срок службы.
В-третьих, выбор объектива и т. Д.
Объектив камеры является ключевым оборудованием инфракрасной камеры. Его качество (индикатор) напрямую влияет на эффект визуализации системы. Поэтому, выбор объектива является соответствующим, зависит от качества системы и стоимости разработки. Поэтому при выборе объектива обратите внимание на следующие моменты:
А, лучший выбор инфракрасных линз
Из-за обычной оптической линзы инфракрасный свет, отражаемый объектом обратно от линзы, не может быть эффективно сфокусирован на поверхности мишени ПЗС, и эффект инфракрасного ночного видения значительно уменьшается, поэтому предпочтительно использовать инфракрасную линзу. Особенно для цветопередающих черных камер невозможно обеспечить согласованность фокальных плоскостей дневного и ночного наблюдения без использования инфракрасного объектива, так что дневные и ночные изображения не могут быть четкими.
B. Размер изображения выбранного объектива предпочтительно равен размеру датчика изображения в камере.
Размер выбранного объектива должен соответствовать размеру датчика изображения в камере. Если размер датчика изображения равен 1/2 ", размер изображения объектива должен составлять 1/2".
Когда размер изображения объектива больше, чем размер светочувствительной поверхности камеры, это не повлияет на изображение, но фактический угол обзора меньше номинального поля зрения объектива, и когда размер изображения составляет объектив меньше, чем у камеры. Когда размер маленький, это повлияет на изображение, и изображение будет окружено тубусом объектива, а черные углы появятся в четырех углах изображения.
Видно, что для камер 1/3 "можно выбрать объективы 1/3", 1/2 "и 2/3"; для камер 1/2 "можно выбрать 1/2", 2/3 ". Объектив, но не объектив 1/3. Поскольку ПЗС-матрица похожа на человеческий глаз, объектив подобен очкам людей, очки слишком маленький, глаза не увидят окружающих вещей.
C, лучший выбор объектива и метод установки интерфейса камеры
Интерфейс между объективом и камерой установлен в двух типах: C-тип и CS-тип. Два лучших. Если вы выбираете объектив типа C, вам нужно добавить кольцо толщиной 5 мм. Если подключить камеру к интерфейсу CS напрямую, не добавляя кольцо, поверхность заднего зеркала объектива может коснуться защитного стекла чувствительной поверхности ПЗС, что может привести к повреждению камеры ПЗС. Это особенно заметно при практическом использовании.
D, лучше всего выбрать автоматическую диафрагму для адаптации к большим изменениям дневного и ночного освещения
Из-за дневного и ночного мониторинга освещенность варьируется в широких пределах, поэтому лучше использовать объектив с автодиафрагмой, который автоматически меняется в зависимости от освещенности, чтобы сохранить четкость изображения.
E, разрешение и коэффициент пропускания объектива должны соответствовать требованиям
Разрешение используемого объектива должно быть больше, чем разрешение камеры, иначе требуемая резкость не будет достигнута. И коэффициент пропускания линзы в объективе лучше, то есть затухание света очень мало.
F, мониторинг расстояния более 1 км, также необходимо использовать коллимирующие линзы расширения лазерного луча
В соответствии с размером и расстоянием наблюдаемой сцены, выберите подходящую коллимирующую линзу, расширяющую лазерный луч, чтобы лазерный луч мог освещать сцену, подлежащую мониторингу, чтобы отраженный свет сцены наблюдения мог быть принят камерой.
G. Обратите внимание на защитную крышку оконного стекла с хорошими характеристиками.
В дополнение к выбору инфракрасных ламп, камер и объективов, вы также должны обратить внимание на всесторонние соображения о защитных чехлах и источниках питания. Поскольку защитное покрытие оказывает влияние на воздействие инфракрасной лампы, например на инфракрасный свет, проходящий через различные среды, коэффициент пропускания и отражательная способность различны. Например, различное оконное стекло, особенно стекло с автоматическим размораживанием, имеет различное ослабление инфракрасного света, поэтому следует позаботиться о выборе защитного покрытия с хорошим оконным стеклом.
В-четвертых, заключение
Из вышесказанного видно, что три источника инфракрасного света имеют свои преимущества и недостатки, но тепловой инфракрасный источник света в основном устраняется инфракрасным светодиодом и источником света на основе светодиодов. Потому что LED-Array также можно использовать для полного освещения расстояния нескольких сотен метров сцен наблюдения. Что касается сцены наблюдения на очень большие расстояния в 1 км или более, то лучше использовать инфракрасный источник света LD. Из-за высокой яркости LD имеет много светодиодов, поэтому инфракрасный источник света LD является маленьким и легким, что является лучшим выбором для сверхдальних расстояний.
Самым важным вопросом при выборе инфракрасных камер является комплектация. В дополнение к выбору источника инфракрасного света необходимо тщательно продумать соответствие камеры, объектива, защитного кожуха, источника питания и т. Д. Только рассматривая пункты выбора, упомянутые в статье, мы можем получить эффект с половиной усилий.