Production efficace d’installations avancéesAvec la demande croissante de surveillance de vision nocturne dans le projet de système de vidéosurveillance de sécurité, les caméras infrarouges sont entrées sur le marché grand public des caméras et le volume des ventes augmente de jour en jour. Les problèmes liés à l'application de la technologie de vision nocturne infrarouge sont progressivement mis au jour.
En fait, la technologie de vision nocturne est une technologie optoélectronique qui permet l'observation nocturne au moyen de dispositifs d'imagerie optoélectroniques. Elle inclut la vision nocturne à faible luminosité et la vision nocturne infrarouge: la technologie de vision nocturne à faible luminosité est une sorte de technologie de vision nocturne à tube d'amélioration de l'image, qui améliore en réalité l'image de la cible faible éclairée par la lumière nocturne pour l'observation. Technologie d'imagerie photoélectrique. Ici, on parle principalement de la technologie de vision nocturne infrarouge active, qui est une sorte de technologie de vision nocturne qui réalise l’observation en éclairant activement et en utilisant la lumière infrarouge de la source infrarouge à réflexion cible. L'équipement correspondant est un appareil de vision nocturne infrarouge actif et le cœur de la caméra est une caméra infrarouge.
La combinaison de la source de lumière infrarouge, de la caméra composée du capteur d'image CCD ou CMOS du dispositif d'imagerie photoélectrique à vision non directe et de l'objectif requis pour la prise de vue constitue les trois principaux facteurs qui dominent l'effet de surveillance nocturne de la caméra infrarouge.
Tout d'abord, le choix de la source de lumière infrarouge
La lumière infrarouge est une lumière invisible ayant une longueur d'onde supérieure à 780 nm. Généralement, il existe trois méthodes pour produire une telle lumière invisible.
1. Utilisez directement la lumière infrarouge des lampes à incandescence ou au xénon. C'est-à-dire que le filtre de lumière visible est installé sur les deux lampes pour filtrer la lumière visible et que seuls les rayons infrarouges invisibles sont émis.
2. Utilisez des diodes électroluminescentes ou des matrices de diodes électroluminescentes pour générer de la lumière infrarouge. De tels dispositifs génèrent une lumière infrarouge en recombinant des électrons et des trous dans un semi-conducteur à l'arséniure de gallium (GaAs);
3. Utilisez la diode laser infrarouge LD, vous pouvez également l'utiliser comme source de lumière infrarouge. Cependant, il est nécessaire d'exciter ou de pomper les électrons dans un état d'énergie plus faible vers un état d'énergie plus élevé, et de maintenir la lumière infrarouge stimulée par le rayonnement en inversant une grande quantité de particules et en résonant.
Le premier type de source de lumière est une source de lumière infrarouge thermique et son principal avantage est qu’elle peut être transformée en une puissance relativement grande et un grand angle de rayonnement, de sorte que la distance de rayonnement est longue. L'inconvénient majeur est qu'il contient des composants de lumière visible, c'est-à-dire qu'il y a une tempête rouge et que sa durée de vie est courte. Si vous travaillez 10 heures par jour, 5000 heures ne peuvent être utilisées que pendant plus d'un an. Si vous considérez que la dissipation thermique est insuffisante, la durée de vie est courte. Afin d'améliorer la durée de vie de la lampe infrarouge à rayonnement thermique, un circuit de commande de commande de lumière doit également être utilisé afin de réduire le temps de travail. De plus, un circuit de commutation de retard a été ajouté pour éviter les interférences de la lumière ambiante.
La seconde est une lampe infrarouge composée d’une matrice de DEL à arséniure de gallium semi-conductrice, en particulier d’une puce à émission de lumière intégrée de type réseau, la LEDArray, qui est maintenant développée à l’aide d’une nouvelle technologie. Son réseau de DEL a une sortie optique de 800 MW-1 000 MW, qui remplace désormais les DEL ordinaires. Le tableau de DEL a un angle de demi-puissance de 10 à 120 ° (angle variable).
Étant donné que le LED-Array est une LED hautement intégrée et que sa taille ne représente qu'une pièce de un cent, il peut illuminer uniformément l’espace entier à l’intérieur, avec une durée de vie de 50 000 heures. Il était à l'origine utilisé dans les avions d'aviation. Au cours des dernières années, en raison du développement du marché de la surveillance de nuit civile, LED-Array a progressivement été transféré sur le marché civil, devenant un choix idéal pour une surveillance de nuit de haute qualité.
Bien que les DEL infrarouges et les matrices de DEL aient éliminé les sources de lumière infrarouge thermiques, vous devez sélectionner des sources de lumière infrarouge LD pour la surveillance de scènes ultra-longue portée de plus de 1 km. Parce que les lasers à semi-conducteurs ont une luminosité plus élevée et une meilleure directivité que les LED.
En général, faites attention aux points suivants lorsque vous sélectionnez une source infrarouge.
Une sélection de distance de lumière infrarouge doit laisser une marge
Lorsque vous choisissez une lampe infrarouge, faites particulièrement attention à la différence entre la distance nominale et la distance réelle d’irradiation. Étant donné que certains fabricants ont une distance visible nominale importante, il est nécessaire de tester réellement le choix de la distance d'irradiation de la lampe infrarouge et de prévoir une marge suffisante pour assurer la fiabilité de l'éclairage de la scène observée.
B. La source de la source de courant constant doit être sélectionnée.
La LED étant un appareil alimenté par le courant, sa luminance et sa puissance sont proportionnelles au courant du variateur, pas à la tension. Par conséquent, afin de maintenir l'intensité lumineuse constante, il est nécessaire d'utiliser une source de lumière alimentée par une source de courant constant.
C, choisir une bonne source de chaleur
Parce que le tube émetteur de lumière pose le problème de la génération de chaleur et de sa dissipation, la source lumineuse avec une grande distance de puissance est grande, il est donc nécessaire de sélectionner une source lumineuse avec une bonne dissipation thermique pour assurer un fonctionnement stable et fiable.
D. Utiliser une source de lumière infrarouge avec un circuit d'alimentation du circuit de commande automatique du commutateur de commande de lumière et séparé du tableau de lumière
Etant donné que le circuit d'alimentation de la lampe infrarouge n'est pas séparé de la plaque de la lampe, la chaleur générée par le fonctionnement du tube émetteur de lumière affecte les performances du composant du circuit d'alimentation, provoquant ainsi l'éclairage du tube émetteur de lumière. le tube est instable. Avec le circuit de l'interrupteur commandé par la lumière, la lumière infrarouge peut être faite. Les lumières sont éteintes pendant la journée et ouvertes la nuit.
E, choisir la lumière infrarouge en fonction de la distance de surveillance
La LED infrarouge pouvant être montée sur l'objectif, elle peut être utilisée avec la caméra infrarouge ou directement sur le boîtier entourant la caméra et l'interface de l'objectif. Évidemment, ces deux ensembles ont moins de DEL infrarouges et la distance qu’ils éclairent n’est certainement pas aussi éloignée que celle d’une lampe à DEL infrarouge séparée. En règle générale, plus de 50 m, il est préférable d’utiliser une lumière infrarouge distincte, l’autre LD servant à éclairer la vision nocturne d’une scène avec une distance de plus de 1 km, mais le faisceau du LD est mince et puissant. que le faisceau infrarouge illumine un certain nombre de scènes, utilisation Il est également nécessaire d’élargir le faisceau à l’aide d’une lentille élargissante.
Deuxièmement, le choix de la caméra
À l'heure actuelle, le périphérique photosensible de la caméra possède deux types de CMOS et de CCD. Comme le CCD, la puce du capteur d'image CMOS répond également aux ondes lumineuses infrarouges, mais elle est beaucoup plus sensible que la puce du capteur d'image CCD dans la plage de 890 à 980 nm et le gradient d'atténuation est plus lent à mesure que la longueur d'onde augmente. Avec le développement rapide des puces d’image CMOS, le signal de bruit a encore été réduit et des caméras CMOS au niveau étoile sont également disponibles. Par conséquent, il n'est pas nécessairement limité à la sélection de caméras CCD et peut être pleinement utilisé pour sélectionner leurs avantages respectifs. En général, les points de sélection de la caméra infrarouge sont les suivants.
A, devrait choisir une caméra à faible éclairement, ses besoins en éclairage sont généralement ≤ 0,02Lux
Certains fabricants ou vendeurs d'appareils photo indiquent faussement que l'éclairage est minimum, de sorte que la distance effective de vision nocturne est considérablement réduite. Il est donc préférable de tester spécifiquement.
Les caméras de sensibilisation aux niveaux lumineux et étoilés peuvent fonctionner dans des conditions de très grande obscurité, mais certaines zones à faibles coefficients de réflexion ne sont toujours pas disponibles, telles que les déserts, les zones vertes et les zones forestières. Dans ce cas, une caméra de vision nocturne à faible niveau de lumière couplée directement à un panneau de fibres et à un cône de lumière associé à un intensificateur d’images haute performance et à un CCD CCIR noir et blanc est nécessaire. En bref, plus l'éclairage est faible, mieux c'est. Comme il n’est pas normalisé à l’heure actuelle, il est impossible de croire que l’éclairage minimum de l’usine est nominal. Il est préférable de tester dans des conditions pratiques. En règle générale, l'éclairage requis est généralement inférieur ou égal à 0,02 Lux.
B. La taille du capteur d'image de caméra infrarouge sélectionné est aussi grande que possible.
Parce que 1/4 CCD ne peut pas être utilisé pour la distance effective de vision nocturne infrarouge supérieure à 15 m, car le flux lumineux de 1/4 CCD n’est que de 50% de 1/3 CCD. La taille du CCD est grande et le flux lumineux reçu est grand; la taille du CCD est petite et le flux lumineux reçu est faible. Par conséquent, la caméra de vision nocturne sélectionne 1/2 du CCD, et 1/3 du CCD peut être testé, mais il est absolument impossible de sélectionner 1/4.
C, la caméra infrarouge devrait avoir un obturateur électronique automatique et une fonction de contrôle automatique de gain (AGC)
Grâce à ces fonctions, le signal peut être réglé sur un meilleur état pour répondre à l'effet d'observation.
D, besoin de couvrir l'occasion de choisir une caméra ultra miniature CMOS
En raison de sa faible consommation d'énergie, de sa grande intégration et de sa petite taille, seuls des capteurs d'image CMOS peuvent être utilisés, ce qui permet de le transformer en bouton de chemise et en caméra CMOS de la taille d'un bouton de costume. Couplé à la miniaturisation de la source infrarouge correspondante et à l'introduction de piles hautes performances, le troisième œil sera partout. Ainsi, avec une paire de lunettes de vision nocturne et un bonnet avec une source infrarouge et une caméra CMOS ultra-miniature, la nuit sera blanche. De toute évidence, cela changera le visage de toute notre vie sociale.
E, correspondant à la caméra avec une petite alimentation régulée
Le choix de l’alimentation de la caméra doit prêter attention aux deux points suivants.
1. Sélectionnez l’alimentation régulée. Étant donné que l’AC220V du secteur est instable, si seul un transformateur avec un courant alternatif de 12V est sélectionné et non stabilisé, le circuit de la caméra sera instable, ce qui rendra la caméra instable et les performances requises ne satisferont pas les exigences.
2. Il est préférable de choisir une petite alimentation qui représente plus du double du courant de la caméra. Si le courant de la caméra est de 200 mA ou 250 mA, il suffit généralement de sélectionner 500 mA. Si la sélection est trop grande, par exemple 1A pour un appareil photo, le volume est trop important et le prix est trop élevé. si elle est trop petite, le courant de la caméra peut être chaud (car le temps de travail continu est trop long) et affecter la fiabilité et la durée de vie.
Troisièmement, le choix de la lentille, etc.
L’objectif de la caméra est l’équipement clé de la caméra infrarouge. Sa qualité (indicateur) affecte directement l’imagerie du système. Par conséquent, le choix de la lentille est lié à la qualité du système et aux coûts d’ingénierie. Par conséquent, faites attention aux points suivants lorsque vous choisissez un objectif:
A, le meilleur choix de lentille infrarouge
En raison de la lentille optique ordinaire, la lumière infrarouge renvoyée vers la lentille par l'objet ne peut pas être efficacement focalisée sur la surface de la cible du CCD, et l'effet de vision nocturne infrarouge est fortement réduit. Surtout pour les caméras noires à couleurs changeantes, il est impossible de rendre les plans de surveillance jour / nuit cohérents sans utiliser un objectif infrarouge, de sorte que les images de jour et de nuit ne puissent pas être conservées nettes.
B. La taille de l’imagerie de l’objectif sélectionné est de préférence la même que la taille du capteur d’image de la caméra.
La taille de l'objectif sélectionné doit être identique à celle du capteur d'image de l'appareil photo. Si la taille du capteur d'image est de 1/2 ", la taille de l'objectif de l'objectif doit être de 1/2".
Lorsque la taille de l’imagerie de l’objectif est supérieure à la taille de la surface photosensible de la caméra, l’imagerie ne sera pas affectée, mais l’angle de prise de vue réel est plus petit que le champ de vision nominal de l’objectif, et lorsque la taille de L'objectif est plus petit que celui de l'appareil photo. Lorsque la taille est petite, les images sont affectées. L'image est entourée par le barillet de l'objectif et des coins noirs apparaissent aux quatre coins de l'image.
On peut voir que pour les caméras 1/3 ", les objectifs 1/3", 1/2 "et 2/3" peuvent être sélectionnés; pour 1/2 ", 2/3" peuvent être sélectionnés. L'objectif, mais pas l'objectif 1/3. Parce que le CCD est comme un œil humain, l'objectif est comme les lunettes des gens, les lunettes sont trop petit, les yeux ne verront pas les choses environnantes.
C, le meilleur choix de méthode d'installation de l'objectif et de l'interface de la caméra
L’interface entre l’objectif et la caméra est installée en deux types: type C et type CS. Les deux sont les meilleurs. Si vous choisissez un objectif de type C, vous devez ajouter un anneau de 5 mm d'épaisseur. Si vous vous connectez directement à la caméra à interface CS sans ajouter de sonnerie, la surface du rétroviseur arrière de l'objectif peut toucher la vitre de protection de la surface sensible du CCD, ce qui peut endommager la caméra. Ceci est particulièrement visible dans les applications pratiques.
D, il est préférable de choisir un objectif à diaphragme automatique pour s’adapter aux grands changements d’éclairage de jour et de nuit.
En raison de la surveillance jour et nuit, l’éclairage varie considérablement. Il est donc préférable d’utiliser un objectif à diaphragme automatique qui change automatiquement en fonction de l’éclairage afin de conserver une image nette.
E, la résolution de l'objectif et la transmittance doivent répondre aux exigences
La résolution de l'objectif d'imagerie utilisé doit être supérieure à celle de la caméra, sinon la netteté requise ne sera pas atteinte. Et la transmittance de l'objectif dans l'objectif est meilleure, c'est-à-dire que l'atténuation de la lumière est très faible.
F, distance de surveillance de plus de 1 km, également besoin d'utiliser une lentille de collimation à expansion de faisceau laser
En fonction de la taille et de la distance de la scène à observer, sélectionnez la lentille collimatrice à élargissement du faisceau laser appropriée afin que le faisceau laser puisse illuminer la scène à surveiller, afin que la lumière réfléchie de la scène de surveillance puisse être reçue par la caméra.
G. Faites attention à la couverture de protection de la vitre avec une bonne performance.
Outre le choix des lampes infrarouges, des appareils photo et des objectifs, vous devez également porter une attention particulière aux considérations complètes relatives aux capots de protection et aux blocs d'alimentation. Etant donné que la gaine protectrice a un effet sur l'effet de la lampe infrarouge, telle que la lumière infrarouge traversant différents supports, la transmittance et la réflectivité sont différentes. Par exemple, différentes vitres, en particulier les vitres à revêtement dégivrage automatique, présentent une atténuation différente de la lumière infrarouge. Il convient donc de choisir un cache de protection avec une bonne vitre.
Quatrièmement, la conclusion
On peut voir de ce qui précède que les trois sources de lumière infrarouge ont leurs avantages et leurs inconvénients, mais la source de lumière infrarouge thermique est essentiellement éliminée par la DEL infrarouge et la source de lumière LED-Array. Parce que le LED-Array peut également être utilisé pour éclairer complètement la distance de plusieurs centaines de mètres de scènes de surveillance. En ce qui concerne la scène de surveillance ultra-longue distance de 1 km ou plus, il est préférable d’utiliser une source de lumière LD infrarouge. En raison de sa luminosité élevée, le LD surpasse de nombreuses LED. La source de lumière infrarouge LD est donc petite et lumineuse, ce qui est le meilleur choix pour les très longues distances.
La question la plus importante dans le choix des caméras infrarouges est l’ensemble complet. Outre le choix de la source de lumière infrarouge, l’adaptation de l’appareil photo, de l’objectif, du cache de protection, de l’alimentation, etc. doit être considérée de manière exhaustive. Ce n'est qu'en considérant les points de sélection mentionnés dans l'article que nous pouvons obtenir l'effet avec la moitié de l'effort.