Как работают ИК-камеры? Инфракрасная камера ночного видения из веб-камеры Представление об инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом излучении. Различие инфракрасного и теплового излучения

В компании «Сек-Групп» вы можете купить камеры видеонаблюдения с ИК . Мы предлагаем модели, позволяющие создать продуманную и функциональную систему видеонаблюдения, стабильно работающую не только днем, но и ночью.

Инфракрасные камеры видеонаблюдения оснащены специальными диодами, которые встроены в корпус вокруг объектива. Именно благодаря данным светодиодам, устройства позволяют освещать территорию с дистанционной дальностью от 20 до 250-ти метров и более в зависимости от модели видеокамеры.

Преимущества представленных камер:

Предлагаемые камеры с ИК-подсветкой используются на объектах, где по каким-то причинам не установлено или в полной мере не используется освещение территории.

Реализуемые устройства отличаются:

  1. Универсальностью. Камеры стабильно работают на различных объектах и демонстрируют высокое качество изображения не только днем, но и ночью.
  2. Высокой надежностью. Представленные модели известных брендов выдерживают все агрессивные воздействия и служат на протяжении длительного времени.
  3. Многообразием решений. Вы можете заказать камеру с подсветкой любого нужного типа. Мы предлагаем корпусные, купольные и поворотные модели.
  4. Экономичностью. Вам не придется тратить средства на обеспечение дополнительной подсветки.

Преимущества заказа камер в нашей компании:

  1. Широкий ассортимент моделей. Вы с легкостью подберете нужную камеру с оптимальным разрешением, нужным типом объектива (фиксированным, вариофокальным или трансфокатором) для улицы или помещения. Обратите внимание на то, что некоторые модели поставляются в антивандальном корпусе.
  2. Выгодные цены на ИК-камеры.
  3. Удобный каталог. Он дополнен изображениями и описаниями каждой камеры.
  4. Помощь при выборе. Наши специалисты ответят на все вопросы.
  5. Оперативная доставка. Вы быстро получите нужное оборудование.

Инфракрасное излучение является одним из видов излучения, которое нельзя увидеть глазами человека. Его длина волны больше, чем у света в видимом спектре. Инфракрасная подсветка позволяет камере "видеть" даже в полной темноте. Это становится возможным с помощью лампы или диодов, излучающих инфракрасный свет определенной длины волны. Три длины волн 715 нм, 850 нм и 940 нм являются общими для инфракрасных осветителей. Человеческий глаз способен видеть до 780 нм и, следовательно, может слегка видеть осветители, которые используют 715 нм. Для истинного скрытого ночного наблюдения необходимо использовать ИК-прожекторы , работающие при 850 нм и 940 нм.

Свет лампы фильтруется таким образом, чтобы происходило излучение только заранее определенных длин волн 715 нм, 850 нм и 940 нм. Эти цифры являются отправными точками в отношении частоты излучаемых волн - они являются абсолютным нижним пределом спектра, используемым камерой. Если человек подойдет достаточно близко, то он сможет понять, что камера является инфракрасной, хотя не сможет видеть используемые длины волн.

Способность камеры для захвата изображений в зависимости от уровня освещенности измеряется в люксах. Чем ниже значение люкс, тем лучше камера может видеть в условиях низкой освещенности. Все ИК-камеры имеют значение 0 люкс, что означает, что они могут видеть в кромешной тьме. Цветные ИК-камеры переключаются в черно-белый режим для видеонаблюдения ночью, чтобы достичь максимальной чувствительности. Фотоэлемент внутри камеры отслеживает дневной свет и определяет, когда необходимо переключение. Следует различать ИК-камеры и камеры День/ночь . День/ночь камеры могут эффективно работать в условиях низкой освещенности, но они не оснащены светодиодами, что делает невозможным их работу в полной темноте, в отличие от камер с ИК-подсветкой.

При использовании ИК-камер для уличного применения, лучше применять готовые комплекты уличных видеокамер с кожухом или камеры с ИК-прожектором. Сочетание ИК камер для помещений с уличным кожухом может работать недостаточно хорошо, ведь ИК свет может отражаться от стекла кожуха. Кроме того, при покупке ИК-камеры или осветителя надо всегда смотреть на значение дальности луча. Установив в помещении ИК камеры с более широким диапазоном, чем размеры помещения, можно получить размытые изображения. Следует отметить, что ИК-камеры не могут видеть сквозь дым. Для того чтобы добиться этого, должна быть использована тепловизионная камера.

Перевод Хай-Тек Секьюрити.

Не знаю как вам, а мне всегда было интересно: как выглядел бы мир, если бы цветовые каналы RGB в глазу человека были чувствительны к другому диапазону длин волн? Порывшись по сусекам, я обнаружил инфракрасные фонарики (850 и 940нм), комплект ИК фильтров (680-1050нм), черно-белую цифровую камеру (без фильтров вообще), 3 объектива (4мм, 6мм и 50мм) расчитанные на фотография в ИК свете. Что-ж, попробуем посмотреть.

На тему ИК фотографии с удалением ИК фильтра на хабре - на этот раз у нас будет больше возможностей. Также фотографии с другими длинами волн в каналах RGB (чаще всего с захватом ИК области) - можно увидеть в постах с Марса и в целом.


Это фонарики с ИК диодами: 2 левых на 850нм, правый - на 940нм. Глаз видит слабое свечение на 840нм, правый - только в полной темноте. Для ИК камеры они ослепительны. Глаз похоже сохраняет микроскопическую чувствительность к ближнему ИК + излучение светодиода идет с меньшей интенсивностью и на более коротких (=более видимых) длинах волн. Естественно, с мощными ИК светодиодами нужно быть аккуратным - при везении можно незаметно получить ожег сетчатки (как и от ИК лазеров) - спасает лишь то, что глаз не может излучение в точку сфокусировать.

Черно-белая 5-и мегапиксельная noname USB камера - на сенсоре Aptina Mt9p031. Долго тряс китайцев на тему черно-белых камер - и один продавец наконец нашел то, что мне было нужно. В камере нет никаких фильтров вообще - можно видеть от 350нм до ~1050нм.

Объективы: этот на 4мм, еще есть на 6 и 50мм. На 4 и 6мм - рассчитанные на работу в ИК диапазоне - без этого для ИК диапазона без перефокусировки снимки получались бы не в фокусе (пример будет ниже, с обычным фотоаппаратом и ИК излучением 940нм). Оказалось, байонет C (и CS с отличающимся на 5мм рабочим отрезком) - достался нам еще от 16мм кинокамер начала века. Объективы до сих пор активно производятся - но уже для систем видеонаблюдения, в том числе и известными компаниями вроде Tamron (объектив на 4мм как раз от них: 13FM04IR).

Фильтры: нашел опять у китайцев комплект ИК фильтров от 680 до 1050нм. Однако тест на пропускание ИК излучения дал неожиданные результаты - это похоже не полосовые фильтры (как я себе это представлял), а похоже разная «плотность» окраски - что изменяет минимальную длину волны пропускаемого света. Фильтры после 850нм оказались очень плотными, и требуют длинных выдержек. IR-Cut фильтр - наоборот, пропускает только видимый свет, понадобится нам при съемке денег.

Фильтры в видимом свете:

Фильтры в ИК: красный и зеленый каналы - в свете 940нм фонарика, синий - 850нм. IR-Cut фильтр - отражает ИК излучение, потому у него такой веселенький цвет.

Приступим к съемке

Панорама днем в ИК: красный канал - с фильтром на 1050нм, зеленый - 850нм, синий - 760нм. Видим, что деревья особенно хорошо отражают именно самый ближний ИК. Цветные облака и цветные пятна на земле - получились из-за движения облаков между кадрами. Отдельные кадры совмещались (если мог быть случайный сдвиг камеры) и сшивались в 1 цветную картинку в CCDStack2 - программа для обработки астрономических фотографий, где цветные снимки часто делают из нескольких кадров с различными фильтрами.

Панорама ночью: видно отличие по цвету разных источников света: «энергоэффективные» - синие, видны только в самом ближнем ИК. Лампы накаливания - белые, светят во всем диапазоне.

Книжная полка: практически все обычные объекты практически бесцветны в ИК. Либо черные, либо белые. Лишь некоторые краски имеют выраженный «синий» (коротковолновый ИК - 760нм) оттенок. ЖК экран игры «Ну погоди!» - в ИК диапазоне ничего не показывает (хотя работает на отражение).

Сотовый телефон с AMOLED экраном: совершенно ничего не видно на нем в ИК, равно как и синего индикаторного светодиода на подставке. На заднем фоне - на ЖК экране также ничего не видно. Синяя краска на билете метро прозрачна в ИК - и видна антенна для RFID чипа внутри билета.

На 400 градусах паяльник и фен - довольно ярко светятся:

Звезды

Известно, что небо голубое из-за Рэлеевского рассеяния - соответственно в ИК диапазоне оно имеет намного мЕньшую яркость. Возможно ли увидеть звезды вечером или даже днем на фоне неба?

Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:

ИК камерой без фильтра:

Еще один пример первой звезды на фоне города:

Деньги

Первое, что приходит на ум для проверки подлинности денег - это УФ излучение. Однако купюры имеют массу спец.элементов, проявляющихся в ИК диапазоне, в том числе и видимых глазом. Об этом на хабре уже - теперь посмотрим сами:

1000 рублей с фильтрами 760, 850 и 1050нм: лишь отдельные элементы напечатаны краской, поглощающей ИК излучение:

5000 рублей:

5000 рублей без фильтров, но с освещением разными длинами волн:
красный = 940нм, зеленый - 850нм, синий - 625нм (=красный свет):

Однако инфракрасные хитрости денег на этом не заканчиваются. На купюрах есть антистоксовские метки - при освещении ИК светом 940нм они светятся в видимом диапазоне. Фотография обычным фотоаппаратом - как видим, ИК свет немного проходит через встроенный IR-Cut фильтр - но т.к. объектив не оптимизирован под ИК - изображение в фокус не попадает. Инфракрасный свет выглядит светло-сиреневым потому, что RGB фильтры Байера - .

Теперь, если добавить IR-Cut фильтр - мы увидим только светящиеся антистоксовские метки. Элемент выше «5000» - светится ярче всего, его видно даже при не ярком комнатном освещении и подсветке 4Вт 940нм диодом/фонариком. В этом элементе также красный люминофор - светится несколько секунд после облучения белым светом (или ИК->зеленого от антистоксовского люминофора этой же метки).

Элемент чуть правее «5000» - люминофор, светящийся зеленым некоторое время после облучения белым светом (он ИК излучения не требует).

Резюме

Деньги в ИК диапазоне оказались крайне хитрыми, и проверять их в полевых условиях можно не только УФ, но и ИК 940нм фонариком. Результаты съемки неба в ИК - рождают надежду на любительскую астрофотографию без выезда далеко за пределы города.

Предназначены для организации непрерывного мониторинга на территории не только днем, но и недостаточном видимом свете, например, в сумерках или ночью. На объектах различного масштаба и отраслевой принадлежности применяются ик камеры видеонаблюдения, способные без дополнительного оборудования, типа прожекторов, продолжать полноценный контроль территории в темноте. Инфракрасное излучение, широко используемое в видеонаблюдении, невидимо человеческому глазу, за счет чего обладает рядом преимуществ. Включенная ИК-подсветка не мешает обычному режиму освещения, потребляет сравнительно немного электроэнергии, а самое главное - незаметна для злоумышленника.

Работа встроенной ИК-подсветки организована довольно просто. По сигналу встроенного фотодатчика при понижении освещенности до определенного уровня, камера видеонаблюдения с ик подсветкой переходит в черно-белый режим работы и автоматически включается ИК-подсветка. В этом режиме чувствительность матрицы увеличивается в несколько раз, а функция шумоподавления убирает помехи на изображении, поэтому камера видеонаблюдения с ик подсветкой формирует информативные монохромные видеокадры объекта наблюдения, погруженного почти в полную темноту.

Особенно эффективны ИК-светодиоды третьего поколения, которыми оснащены видеокамеры в последнее время. Подсветка, реализованная с помощью таких диодов, во много раз эффективнее и экономичнее. Так, дальность подсветки некоторых камер достигает 50 метров. Общая потребляемая мощность таких камер не достигает 10 Вт, при этом камера исправно работает на морозе. Рабочая температура большинства камер с ИК-подсветкой позволяет эксплуатировать их и в суровые морозы зимой, и в сильную жару летом.

Управление некоторыми камерами с ИК-подсветкой доступно через UTC-интерфейс. Благодаря этому изменить настройки камеры можно удаленно

Сферы применения

Видеокамеры с ик-подсветкой обычно предназначены для работы в составе уличных систем наблюдения. Поэтому они выполнены в прочных металлических корпусах с защитой от пыли и влаги. Некоторые ик камеры видеонаблюдения имеют вандалозащищенный корпус. Поэтому такие камеры часто применяются для внешнего наблюдения на объектах повышенной опасности, охранных комплексах, складских помещениях, парковках, производственных участках.

Самодельная инфракрасная камера в Ваших руках будет очень кстати, когда Вы в ночном лесу встретите снежного человека или пришельца с иной планеты. Неплохо будет снять на ИК камеру и обыкновенную реальную интересную ночную картину. ИК фотоаппарат не помешает также, если Вы просто решили стать частным детективом.

Таким образом, ИК фотоаппарат нужен во многих жизненных ситуациях, поэтому рекомендуется непременно его изготовить. Конечно, своими руками. Если Вы изготовите его по предлагаемой нами инструкции (проверенной на деле), то он позволит получать снимки достаточно высокого качества в темноте, даже если свет почти полностью отсутствует.

Собираем материалы:

– цифровой фотоаппарат типа Olympus FE-47 14MP;

– светофильтр цвета Конго Синий (Congo Blue);

– 36 мощных инфракрасных светодиодов;
– 3 углеродистых резистора 5% 220 Ом 0,25 Вт pk/5;
– макетная плата 276-149A на 371 отверстие;
– аккумулятор «Крона» 9 В:
– изолированный разъем для аккумулятора;
– корпус с размерами 4х2х1" (1" = 1дюйм = 2,54 см);
– болт 1/4-20x1/2", гайка и шайба (в обозначении болта первое число – это диаметр резьбы в дюймах, второе – число витков на 1 дюйм, т. е. шаг резьбы, третье – длина стержня болта в дюймах).

Приступаем к изготовлению прибора

Выкручиваем винты из корпуса фотокамеры (с обеих сторон).

Снимаем с фотоаппарата панели и корпус. Все винты откладываем в сторону, подписывая каждый из них, чтобы точно знать, какой куда вкрутить при сборке.

Затем демонтируем дисплей.

Продолжаем разборку: снимаем основную плату фотокамеры и освобождаем CCD-матрицу и оборотную сторону оптики.

Снимаем инфракрасный фильтр между ССD-матрицей и линзой. Эта процедура у разных моделей фотокамер может отличаться. Владельцам некоторых моделей она может доставить массу хлопот, но для нашей модели вся проблема решается простым встряхиванием фотокамеры. На фото справа отдельно изображен ИК фильтр.

Теперь из светофильтра вырезаем от шести до восьми квадратов по размеру ИК фильтра, складываем их стопкой и вставляем в камеру на место ИК фильтра. Собираем камеру и надеваем на нее корпус. Для тестирования включаем фотоаппарат и убеждаемся в том, что он работает: на дисплее всё видно в инфракрасном спектре.

Фотокамера готова к работе, далее занимаемся блоком подсветки. Для него у нас приготовлен корпус 4х2х1". На его крышке размечаем точки для сверления дырок: делаем на равных расстояниях друг от друга три строки отметок. Расстояния между соседними отметками в строке делаем одинаковыми – примерно по полсантиметра.

Просверливаем в отмеченных местах отверстия диаметром полсантиметра.

Еще одно отверстие просверливаем на боковой стенке корпуса для крепления болта: в любом месте боковой стенки посередине высоты. В это отверстие изнутри корпуса вставляем приготовленный болт и закрепляем его с помощью гайки с шайбой.

Острыми ножницами отрезаем от сторон макетной платы примерно по полсантиметра. Получаем длинную узкую полосу.

Располагаем все светодиоды на макетной плате так, чтобы их катоды и аноды выстроились в отдельные ряды, а сами светодиоды точно попадали в просверленные для них отверстия на крышке корпуса.

После этого вставляем светодиоды в соответствующие им отверстия на крышке блока изнутри и переворачиваем всю конструкцию.

Сгибаем первый ряд светодиодных ножек в каком-либо одном направлении и спаиваем их вместе по одной линии. То же проделываем со всеми остальными рядами светодиодов. После этого соединяем вместе три ряда анодов (на фото они соединены черным проводом).

Ко всем трем рядам катодов припаиваем по резистору. Свободные контакты этих резисторов вместе припаиваем к красному проводу разъема для аккумулятора. Второй (черный) провод от аккумуляторного разъема припаиваем к одному из рядов анодов. Подсоединяем аккумулятор.

Помещаем аккумулятор внутрь корпуса, закрываем крышку и закручиваем.

Блок подсветки готов.

Вкручиваем его в монтажное отверстие на нижней стенке фотоаппарата.

Наша самодельная инфракрасная камера готова, можно отправляться на охоту в темную ночь за сенсационными снимками.

В заключение отметим еще, что ИК камера может быть применена для дистанционного выявления выпившего человека. На сайте future24 сообщается, что греческие исследователи разработали методики, которые позволяют отличить трезвого человека от выпившего по результатам анализа снимка его лица ИК камерой. По одной из методик анализируются температурные колебания: у выпившего человека участки лица вокруг рта и носа обычно теплее, чем другие части лица.

Предполагается, что эти методики могут найти применение в развлекательных центрах, аэропортах и других местах, где присутствие нетрезвых лиц нежелательно.

Не менее интересные статьи