Amb la creixent demanda de vigilància de la visió nocturna en el projecte del sistema de vigilància de vídeo de seguretat, les càmeres infraroges han entrat al mercat principal de les càmeres, i el volum de vendes augmenta dia a dia. Els problemes en l'aplicació de la tecnologia de visió nocturna infraroja estan exposats gradualment.
De fet, la tecnologia de visió nocturna és una tecnologia optoelectrònica que permet l'observació nocturna mitjançant dispositius d'imatges optoelectròniques. Inclou la visió nocturna de baixa il·luminació i la visió nocturna infraroja: la tecnologia de visió nocturna de baixa llum és una mena de tecnologia de visió nocturna amb tub de realç de la imatge, que en realitat millora la imatge objectiu feble il·luminada per la llum nocturna per a l'observació. Tecnologia fotoelèctrica d'imatges. Aquí es parla principalment de la tecnologia de visió nocturna infraroja activa, que és una mena de tecnologia de visió nocturna que realitza l'observació il·luminant i utilitzant la llum infraroja de la font d'infrarojos de reflexió objectiu. L'equip corresponent és un aparell de visió nocturna infraroja activa i el nucli actual és la càmera d'infrarojos.
La combinació de la font de llum infraroja, la càmera composta per un CCD d'imatge fotoelèctrica o un sensor d'imatge CMOS i la lent necessària per a la imatge, són els tres factors principals que dominen l'efecte de vigilància de la càmera d'infrarojos.
En primer lloc, l'elecció de la font de llum infraroja
La llum infraroja és una llum invisible amb una longitud d'ona superior a 780 nm. En general, hi ha tres mètodes per produir aquesta llum invisible.
1. Utilitzeu directament la llum infraroja de les làmpades incandescents o de xenó. És a dir, el filtre de llum visible s'instal·la a les dues làmpades per filtrar la llum visible, i només s'emeten els raigs infraroigs invisibles;
2. Utilitzeu diodes d'LED d'emissió de llum infraroja o matrius LED per generar llum infraroja. Aquests dispositius generen llum infraroja recombinant electrons i forats en un semiconductor d'arseniuro de gal·les (GaAs);
3. Utilitzeu el díode làser infraroig LD, també es pot utilitzar com a font de llum infraroja. Tanmateix, és necessari excitar o bombar electrons en un estat d'energia més baixa a un estat d'energia superior i mantenir la llum d'infrarojos de radiació estimulada invertint una gran quantitat de distribució i ressonància de partícules.
El primer tipus de font de llum és una font de llum infraroja tèrmica, i el seu major avantatge és que es pot convertir en una potència relativament gran i un gran angle d'irradiació, de manera que la distància d'irradiació és llarga. La deficiència més gran és que conté components de llum visible, és a dir, hi ha tempesta vermella i la vida útil és curta. Si treballeu 10 hores al dia, només es poden utilitzar 5000 hores durant més d'un any. Si teniu en compte la dissipació de calor insuficient, l'esperança de vida és curta. Per millorar la vida de la llum de l'infraroig de la radiació tèrmica, també s'ha d'utilitzar un circuit d'interruptor de control lleuger per reduir el temps de treball. A més, s'ha afegit un circuit d'interruptor de retard per evitar la interferència de la llum ambiental.
La segona és una làmpada d'infrarojos composta per un conjunt de semiconductors de arseniuro de galio LED, especialment un LEDArray de xip integrat tipus array que ara es desenvolupa utilitzant una nova tecnologia. La seva LED-Array té una sortida òptica de 800mw-1000mw, que s'ha convertit en un reemplaçament per a LEDs normals. La matriu LED té un angle de mitja potència de 10-120 ° (angle variable).
Atès que el LED-Array és un LED altament integrat i la mida és només una moneda de cèntim, pot il·luminar uniformement tot l'espai a l'interior, amb una vida de 50.000 hores. Originalment s'utilitzava en avions d'aviació. En els últims anys, gràcies al desenvolupament del mercat civil de vigilància nocturna, LED-Array s'ha anat traslladant progressivament al mercat civil, convertint-se en una opció ideal per a la vigilància nocturna d'alta qualitat.
Encara que els LEDs infrarojos i els Arrays LED han eliminat les fonts de llum infraroja tèrmica, s'han de seleccionar les fonts de llum infraroja LD per controlar escenes ultra llargues de més d'1 km. Com que els làsers semiconductors tenen una major brillantor i una millor directivitat que els LED.
En general, fixeu-vos en els punts següents a l'hora de seleccionar una font d'infrarojos.
Una selecció de distància de llum infraroja ha de deixar un marge
Quan seleccioneu un llum d'infrarojos, fixeu-vos especialment en la diferència entre la distància nominal i la distància d'irradiació real. Com que alguns fabricants tenen una distància visible nominalment gran, cal fer proves reals quan es selecciona la distància d'irradiació de la llum de l'IR i es necessita un marge suficient per fer que la il·luminació de l'escena observada sigui fiable.
B. Cal seleccionar la font de la font de corrent constant.
Com que el LED és un dispositiu accionat actualment, la seva luminància i potència són proporcionals al corrent de la unitat, no a la tensió. Per tant, per mantenir constant la intensitat lumínica, és necessari utilitzar una font de llum impulsada per una font de corrent constant.
C, per triar una bona font de calor
Com que el tub emissor de llum té el problema de la generació de calor i la dissipació de la calor, especialment la font de llum amb una gran distància de potència és gran, per la qual cosa és necessari seleccionar una font de llum amb bona dissipació de calor per garantir un funcionament estable i fiable.
D. Utilitzar una font de llum infraroja amb un circuit de subministrament d'energia del circuit de control automàtic de control de llum i separat del tauler de llum
Com que el circuit d'alimentació de la llum de l'infraroig no està separat de la placa de la llum, la calor generada per l'operació del tub emissor de llum afecta el rendiment del component del circuit d'alimentació, provocant així la il·luminació de la llum emissora tub per a ser inestable. Amb el circuit de l'interruptor controlat per llum, es pot fer llum infraroja. Les llums estan apagades durant el dia i obren de nit.
E, per triar la llum infraroja segons la distància de monitorització
Com que el LED d'infrarojos es pot muntar a la lent, es pot utilitzar amb la càmera d'infrarojos o directament sobre la carcassa de la càmera i la interfície de la lent. Òbviament, aquests dos muntatges tenen menys LED d'infrarojos, i la distància que s'il·luminen no és, sens dubte, tan lluny com la d'un llum LED infraroja separada. En general, més de 50 m, és millor utilitzar una llum infraroja separada i l'altra LD s'utilitza per a la il·luminació de la visió nocturna d'una escena de monitorització amb una distància de més d'1 km, però el feix del LD és prim i fort, de manera que que el feix d'infrarojos il·lumina un determinat ventall d'escenes, també és necessari expandir el feix a través d'una lent d'expansió de feix.
En segon lloc, l'elecció de la càmera
Actualment, el dispositiu fotosensible de la càmera té dos tipus de CMOS i CCD. Igual que el CCD, el xip del sensor d'imatge CMOS també respon a les ones de llum infraroja, però és molt més sensible que el xip del sensor d'imatge CCD en el rang de 890-980 nm i el gradient d'atenuació és més lent a mesura que augmenta la longitud d'ona. Amb el ràpid desenvolupament de xips d'imatge CMOS, el senyal de soroll s'ha reduït encara més, i també s'han pogut disposar de càmeres CMOS de nivell estel·lar. Per tant, no es limita necessàriament a la selecció de càmeres CCD, i es pot utilitzar per seleccionar els seus respectius avantatges. En general, els punts de selecció de la càmera d'infrarojos són els següents.
A, ha de triar una càmera d'il·luminació baixa, els seus requisits d'il·luminació són generalment ≤ 0,02Lux
Alguns fabricants de càmeres o venedors informen falsament la il·luminació mínima, de manera que la distància efectiva de la visió nocturna es redueix considerablement, per tant, és millor provar específicament.
Les càmeres de sensibilització lluminoses i d'estels poden funcionar en condicions molt fosques, però algunes zones amb petits coeficients de reflexió encara no estan disponibles, com ara deserts, àrees verdes i àrees forestals. En aquest cas, es requereix una càmera de visió nocturna de baixa llum que s'adjunta directament a un panell de fibra i un con de llum per un intensificador d'imatge d'alt rendiment i un CCD i blanc i negre CCIR. En definitiva, com més baix sigui la il·luminació, millor. Com que actualment no està estandarditzat, és impossible creure que la il·luminació mínima de la fàbrica sigui nominal. És millor provar en condicions pràctiques. En general, el requisit d'il·luminació és generalment ≤ 0,02 Lux.
B. La mida del sensor d'imatge de la càmera d'infrarojos seleccionat és tan gran com sigui possible.
Atès que el CCD 1/4 no es pot utilitzar per a la distància efectiva de la visió nocturna per infraroig superior a 15 m, ja que el flux lluminós d'1/4 CCD és només del 50% de 1/3 CCD. La mida del CCD és gran, i el flux lluminós rebut és gran; la mida del CCD és petita, i el flux lluminós rebut és petit. Per tant, la càmera de visió nocturna selecciona 1/2 del CCD, i 1/3 del CCD es pot provar, però és absolutament impossible seleccionar 1/4.
C, la càmera d'infrarojos ha de tenir una funció automàtica d'obturador electrònic i control automàtic de guanys (AGC)
A causa d'aquestes funcions, el senyal es pot ajustar a un estat millor per complir l'efecte d'observació.
D, necessiteu cobrir l'ocasió per triar la càmera ultra-miniatura CMOS
A causa del seu baix consum d'energia, alta integració i petita grandària, només es poden utilitzar sensors d'imatge CMOS, de manera que es pot convertir en un botó de la samarreta i una càmera CMOS de botons. Juntament amb la miniaturització de la font d'infrarojos corresponent i la introducció de bateries d'alt rendiment, el tercer ull estarà a tot arreu. D'aquesta manera, amb un parell de ulleres de visió nocturna i un barret amb una font d'infrarojos i una càmera ultra-miniatura CMOS, la nit serà tan blanca. Òbviament, això canviarà la cara de tota la nostra vida social.
E, que coincideix amb la càmera amb una petita font d'alimentació regulada
La selecció de la font d'alimentació de la càmera ha de prestar atenció als dos punts següents.
1. Seleccioneu la font d'alimentació regulada. Atès que l'AC220V de la xarxa elèctrica és inestable, si es selecciona i no s'estabilitza un transformador amb corrent altern de 12V, el circuit de la càmera serà inestable, el que farà que la càmera sigui inestable i el rendiment requerit no compleixi els requisits.
2. És millor triar una petita font d'alimentació que supera el doble del corrent de la càmera. Si el corrent de la càmera és 200mA o 250mA, sol ser suficient per seleccionar 500mA. Si la selecció és massa gran, com ara 1A per a una càmera, el volum és massa gran i el preu és massa car; si és massa petit, el corrent de la càmera pot estar calent (perquè el temps de treball continu és massa llarg) i afecta la fiabilitat i la vida laboral.
Tercer, l'elecció de la lent, etc.
La lent de la càmera és l'equip clau de la càmera d'infrarojos. La seva qualitat (indicador) afecta directament l'efecte de la imatge del sistema. Per tant, si la selecció de la lent és apropiada, es relaciona amb la qualitat del sistema i el cost de l'enginyeria. Per tant, fixeu-vos en els punts següents a l'hora d'escollir una lent:
A, la millor opció de lent infraroja
A causa de la lent òptica ordinària, la llum infraroja reflectida de nou a la lent per l'objecte no es pot centrar eficaçment en la superfície del blanc del CCD, i l'efecte de visió nocturna infraroja es redueix considerablement, per la qual cosa és preferible utilitzar la lent infraroja. Especialment per a les càmeres negres de color, és impossible fer coherents els plans focals de vigilància nocturna sense utilitzar una lent infraroja, de manera que les imatges de dia i de nit no es puguin mantenir clares.
B. La mida de la imatge de la lent seleccionada és preferiblement la mateixa que la mida del sensor d'imatge a la càmera.
La mida de la lent seleccionada hauria de ser igual que la mida del sensor d'imatge a la càmera. Si la mida del sensor d'imatge és 1/2 ", la mida de la imatge de la lent ha de ser 1/2".
Quan la mida de la imatge de la lent és més gran que la mida de la superfície fotosensible de la càmera, la imatge no es veurà afectada, però l'angle de visió de la imatge real és menor que el camp de visualització nominal de la lent, i quan la mida de la imatge la lent és més petita que la de la càmera Quan la mida és petita, afectarà la imatge i la imatge està envoltada pel barril de la lent, i les cantonades negres apareixen a les quatre cantonades de la imatge.
Es pot veure que per a càmeres 1/3 ", es poden seleccionar lents 1/3", 1/2 "i 2/3"; Es poden seleccionar 1/2 "de càmeres, 1/2", 2/3 ". La lent, però no la lent 1/3. Com que el CCD és com un ull humà, la lent és com les ulleres de les persones, les ulleres són massa petit, els ulls no veuran les coses que l'envolten.
C, la millor opció per a la lent i el mètode d'instal·lació de la interfície de la càmera
La interfície entre la lent i la càmera s'instal·la en dos tipus: tipus C i tipus CS. Les dues són les millors. Si seleccioneu una lent de tipus C, heu d'afegir un anell de 5 mm de gruix. Si es connecta directament a la càmera d'interfície CS sense afegir un anell, la superfície del mirall posterior de la lent pot tocar el vidre protector de la superfície sensible del CCD, que pot causar danys a la càmera CCD. Això és especialment notable en l'ús pràctic.
D, el millor és triar una lent d'iris automàtica per adaptar-se als grans canvis en la il·luminació diürna i nocturna
A causa de la vigilància diürna i nocturna, la il·luminació varia àmpliament, per la qual cosa és millor utilitzar una lent d'iris automàtic que canvia automàticament segons la il·luminació per mantenir clara la imatge.
E, la resolució de la lent i la transmitància han de complir els requisits
La resolució de la lent d'imatge utilitzada ha de ser superior a la resolució de la càmera, en cas contrari no s'aconseguirà la nitidesa requerida. I la transmitància de la lent a la lent és millor, és a dir, l'atenuació de la llum és molt petita.
F, la distància de monitoratge de més d'1 km, també necessita utilitzar lents làser colimat
Segons la mida i la distància de l'escena que es vol observar, seleccioneu el feix de làser adequat per expandir la lent colimadora, de manera que el raig làser pugui il·luminar l'escena que es vol controlar, de manera que la càmera pugui reflectir la llum reflectida de l'escena de monitoratge.
G. Preste atenció a la coberta protectora del vidre de la finestra amb un bon rendiment.
A més de seleccionar làmpades d'infrarojos, càmeres i lents, també haureu de prestar atenció a les consideracions integrals de les cobertes i fonts d'alimentació. Atès que la coberta protectora té efectes sobre l'efecte de la llum infraroja, com la llum infraroja que passa per diferents mitjans, la transmitància i la reflectivitat són diferents. Per exemple, un vidre de finestres diferent, especialment vidre retallat de desescarche automàtic, té una atenuació diferent de la llum infraroja, per la qual cosa s'ha de tenir cura de seleccionar una coberta protectora amb un bon vidre de finestra.
En quart lloc, la conclusió
Es pot veure des de l'anterior que les tres fonts de llum infraroja tenen els seus avantatges i desavantatges, però la font de llum infraroja tèrmica bàsicament s'elimina mitjançant el LED d'infrarojos i la font de llum del LED-Array. Com que el LED-Array també es pot utilitzar per il·luminar completament la distància de diversos centenars de metres d'escenes de monitoratge. Pel que fa a l'escena de monitorització d'ultra-llarga distància d'1 km o més, és preferible utilitzar una font de llum infraroja LD. A causa de la seva alta brillantor, un LD té molts LEDs, de manera que la font de llum infraroja LD és petita i lleugera, que és la millor opció per a la llarga distància.
El problema més important en la selecció de càmeres infraroges és el conjunt complet. A més de seleccionar la font de llum infraroja, s'haurien de considerar de forma completa la coincidència de la càmera, la lent, la coberta protectora, la font d'alimentació, etc. Només tenint en compte els punts de selecció esmentats en l'article, podem aconseguir l'efecte amb la meitat de l'esforç.