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IRカメラ。赤外線CCTVカメラ。パフォーマンスの特徴

あなたはどうか知りませんが、私は常々疑問に思っていました。人間の目の RGB カラーチャネルが異なる波長範囲に敏感だったら、世界はどのように見えるでしょうか? 探し回った結果、赤外線懐中電灯 (850 および 940 nm)、IR フィルターのセット (680 ～ 1050 nm)、白黒デジタルカメラ (フィルターなし)、3 つのレンズ (4mm、6mm、50mm) が見つかりました。 IR光での写真撮影用。さて、見てみましょう。

ハブのIRフィルターを取り外したIR写真のトピックについてはすでに書きましたが、今回はさらに多くの機会があります。また、RGB チャンネルで他の波長を使用した写真 (ほとんどの場合、IR 領域をキャプチャしたもの) が、火星や宇宙全般に関する投稿で見られます。

これらは IR ダイオードを備えた懐中電灯です。左の 2 つは 850nm、右の 1 つは 940nm です。目には 840 nm のかすかな光が見えますが、右側の光は完全な暗闇の中でのみ見えます。 IRカメラとしてはまぶしいです。目は近赤外線に対する微視的な感度を保っているようです + LED 放射は強度が低く、より短い (= より可視的な) 波長で放射されます。当然のことながら、強力な IR LED には注意する必要があります。運が良ければ、気付かないうちに網膜に火傷を負う可能性があります (IR レーザーと同様)。あなたを救う唯一のことは、目が一点に放射線を集中できないことです。。

白黒 5 メガピクセルのノーネーム USB カメラ - Aptina Mt9p031 センサー上。私は長い間、白黒カメラについて中国人を揺さぶるのに費やしましたが、ある販売者がついに私が必要としていたものを見つけてくれました。カメラにはフィルターがまったくありません。350nm から ~1050nm まで見ることができます。

レンズ：これは4mmですが、6mmと50mmもあります。 4 mm および 6 mm (IR 範囲で動作するように設計されています) では、これがないと、焦点を再調整しない IR 範囲では、写真の焦点が合わなくなります (例は、従来のカメラと 940 nm の IR 放射を使用した場合の以下のとおりです)。 Cマウント（とフランジ長が5mm異なるCS）は今世紀初頭の16mmムービーカメラから受け継いだものであることが判明した。レンズは依然として活発に生産されていますが、タムロンのような有名な企業を含むビデオ監視システム用です (タムロンの 4mm レンズ: 13FM04IR)。

フィルター: 中国製の 680 ～ 1050 nm の IR フィルターのセットを再び見つけました。しかし、IR透過率テストでは予期せぬ結果が得られました。これらは（私が想像したとおり）バンドパスフィルターではなく、色の「濃度」が異なるようであり、透過する光の最小波長が変化します。 850nm 以降のフィルターは非常に密度が高く、長いシャッタースピードが必要であることが判明しました。 IRカットフィルター - 逆に、可視光のみを透過します。お金を撮影するときに必要になります。

可視光フィルター:

IRフィルター：赤と緑のチャンネル - 940 nmの懐中電灯の光、青 - 850 nm。 IRカットフィルター - 赤外線を反射するため、明るい色になります。

撮影を始めましょう

IR での日中のパノラマ: 赤チャンネル - 1050 nm、緑 - 850 nm、青 - 760 nm のフィルターを使用。木々が非常に近い赤外線を特によく反射していることがわかります。色付きの雲と地面上の色付きの斑点は、フレーム間の雲の動きによって発生しました。個々のフレームは（偶発的なカメラシフトがあった場合に）結合され、CCDStack2 で 1 つのカラー画像に合成されました。CCDStack2 は天体写真を処理するためのプログラムで、カラー画像は多くの場合、異なるフィルターを使用した複数のフレームから作成されます。

夜のパノラマ: さまざまな光源間の色の違いがわかります。「エネルギー効率が高い」 - 青、非常に近い IR でのみ表示されます。白熱灯は白く、全範囲にわたって光ります。

本棚: ほとんどすべての通常のオブジェクトは、IR では実質的に無色になります。黒か白のどちらかです。一部の塗料のみが顕著な「青」(短波 IR - 760 nm) の色合いを持っています。ゲームの液晶画面「まあ、ちょっと待ってください！」 - IR 範囲では何も表示されません (ただし、反射には機能します)。

AMOLED スクリーンを備えた携帯電話: IR ではまったく何も表示されず、スタンドの青色のインジケーター LED も表示されません。バックグラウンドでは、LCD 画面にも何も表示されません。地下鉄の切符の青いペイントは IR 透明で、切符内の RFID チップのアンテナが見えます。

400 度では、はんだごてとヘアドライヤーが非常に明るく輝きます。

出演者

空が青いのはレイリー散乱のせいであることが知られています。したがって、IR 範囲では明るさがはるかに低くなります。夜や昼間でも空を背景に星を見ることはできますか？

普通のカメラで撮った夕方の一番星の写真:

フィルターなしの IR カメラ:

街を背景にした一番星のもう 1 つの例:

お金

お金の真贋を確かめるためにまず思い浮かぶのは紫外線です。ただし、紙幣には、目に見えるものも含め、IR 範囲で現れる特別な要素が多数含まれています。これについてはすでに Habré で簡単に書きましたが、今度は自分の目で見てみましょう。

760、850、1050 nm のフィルター付き 1000 ルーブル: 個々の要素のみが IR 放射を吸収するインクで印刷されます。

5000ルーブル:

フィルターなし、ただし異なる波長の照明ありで5000ルーブル：
赤 = 940nm、緑 - 850nm、青 - 625nm (=赤色光):

ただし、赤外線マネーのトリックはこれで終わりではありません。紙幣にはアンチストークスマークが付いており、940nmのIR光で照らされると、可視範囲で輝きます。通常のカメラで撮影すると、ご覧のとおり、IR 光は内蔵の IR カットフィルターを少し通過しますが、その理由は... レンズは IR 用に最適化されていないため、画像の焦点が合いません。 Bayer RGB フィルターは IR 透過性であるため、赤外光は薄紫色に見えます。

ここで、IR カットフィルターを追加すると、明るいアンチストークスマークのみが表示されます。「5000」を超える要素は最も明るく輝き、薄暗い室内照明や 4W 940nm ダイオード/懐中電灯によるバックライトでも視認できます。この要素には赤色の蛍光体も含まれており、白色光（または同じラベルの反ストークス蛍光体からの IR→緑色）の照射後に数秒間発光します。

「5000」のすぐ右にある要素は、白色光を照射するとしばらく緑色に光る蛍光体です（IR放射は必要ありません）。

まとめ

IR範囲での金額は非常に難しいことが判明しました。UVだけでなく、IR 940nmの懐中電灯を使用して現場で確認することもできます。 IR で空を撮影した結果は、市の境界をはるかに超えて旅行することなくアマチュアの天体写真を撮影できるという希望を生み出します。

夜になると、照明が不足するため、ほとんどの監視カメラが役に立たなくなります。カメラの位置を常に照明することは、状況の解決策ではありません。

この場合、赤外線照明を備えたカメラが最適な選択です。

このようなデバイスは、一日中いつでも目立たない監視を実行し、完全な暗闇でも画像を取得することができます。

カメラの IR 照明は、人間の目には見えない狭い赤外線スペクトルを放射するランプまたは LED の形で行われます。

日中、IR カメラは通常どおり動作します。最新のモデルでは、特定の照度に達すると自動的に赤外線モードに切り替わります。

昼夜モードを切り替えると、デバイスは自動的に焦点を調整して、画像の希望の鮮明さと鮮明さを実現します。

結果の画像はサービスモニターまたはコンピューター画面に送信され、ハードドライブにも記録されます。夜間の信号は、植物などのさまざまな表面からの放射線の反射に関連する歪みの存在を特徴とするため、画像は日中とは異なって見えます。

赤外線照明を備えたカメラの主な特徴は、検出範囲、つまりシルエットが明確に表示されるカメラからの距離です。

範囲はカメラの感度と放射線出力によって異なります。

IR照明を備えたCCTVカメラの種類

IR 照明を備えたカメラは、カラーと白黒で利用できます。モノクロレンズはカラーレンズよりも感度が高くなります。解像度が高く、夜間でもより正確な画像を取得できます。

カラーカメラは暗い場所では低品質の画像を生成するため、夜間には自動的に白黒モードに切り替えるのが最善の選択肢です。

IR カメラは、その設計と目的に応じて次のようになります。

モジュール式（ハウジングなし、インテリアアイテムに取り付けられます）。
円筒形。
（半球の形で）;
破壊行為防止 (保護ハウジング付き)。
屋外（暖房付き密閉ケース内）。
ロボットロータリー。

発光素子の種類により、ランプ（ハロゲン）カメラとLEDカメラが区別されます。ランプの IR 照明ははっきりと見え、耐用年数が短く (6 か月)、個別の電源が必要ですが、最大 100 メートルの距離でも照明を提供します。

LED エミッタの耐用年数は最大 30 年ですが、到達距離は最大 30 メートルです。

低消費電力、高信頼性、小型サイズが特徴です。

このブランドの製品は、低コストに加えて、その信頼性と高品質な仕上がりによって際立っています。 GTVS カメラは家庭と運用環境の両方で使用されます。

GT-D1280LIR	GT-W2100HIR	GT-SDA10X

タイプ
ドーム型	屋外用円筒形	10倍光学ズームによる高速撮影
バックライト範囲
20メートル	20メートル	50メートル
IRフィルター
機械的	機械的	機械的
許可
720P	1080P/960H	720P
センサー
1/3 ソニー 100 万画素 CMOS センサー OV9712S	IMX322	1/3インチCMOS ソニーIMX238

サムスン

韓国の人気企業であり、世界的に有名な電子機器メーカーは、電気機械式、電気式、切り替え可能な IR フィルターを備えたアナログ製品を製造しており、得られる画像の精度が向上しています。

結果として得られるビデオの欠陥を排除するために、自動ゲイン制御、ノイズ低減、光補正などの最新テクノロジーが使用されています。

SCV-2081RP	SCO-2040RP	SCO-2080RHP

タイプ
屋外ドーム	屋外用円筒形	船体
バックライト範囲
20メートル	25メートル	50メートル
IRフィルター
電気機械的	切り替え可能	電気機械
許可
600/700 TVL	650TVL	700TVL
センサー
1/3インチスーパーHAD II CCD	1/3インチCMOS	1/3 インチスーパー HAD CCD II

ピネトロン

韓国企業 Pinetron は、Daewoo Electronics グループ企業の一員であり、ビデオ監視システムおよび家庭用電化製品用の専門機器の生産に従事しています。

カメラを製造する際、このブランドは、機器にとって最も困難な条件での使用を可能にする、防塵および湿気に対する保護等級 IP66 の強化に依存しています。

PCB-70F-24	PCD-70F-24W	PCD-50F-24

タイプ
屋外用円筒形	ドーム型	ドーム型
バックライト範囲
25メートル	25メートル	20メートル
IRフィルター
機械的	機械的	機械的
許可
720P/960H	720P/960H	720P/960H
センサー
	1/3 インチソニー 1.3 メガピクセル CMOS センサー	1/3 インチ CMOS 960H

日中だけでなく、夕暮れ時や夜間など可視光が不十分な環境でも領域を継続的に監視できるように設計されています。さまざまな規模や産業の対象物で、赤外線ビデオ監視カメラが使用されており、投光器などの追加機器なしで暗闇の中で領域を完全に制御し続けることができます。ビデオ監視で広く使用されている赤外線は人間の目には見えないため、多くの利点があります。 IR 照明がオンになっている場合、通常の照明モードに干渉せず、消費電力も比較的少なく、最も重要なことに、侵入者には見えません。

内蔵 IR 照明の操作は非常に簡単です。内蔵フォトセンサーからの信号に基づいて、照度が一定のレベルに低下すると、IR照明付きビデオ監視カメラは白黒動作モードに切り替わり、IR照明が自動的にオンになります。このモードでは、マトリックスの感度が数倍に向上し、ノイズ低減機能によって画像のノイズが除去されるため、IR 照明を備えたビデオ監視カメラは、ほぼ完全な暗闇の中で監視対象の有益なモノクロビデオフレームを作成します。

特に効果的なのは、最近ビデオカメラに搭載されている第 3 世代の IR LED です。このようなダイオードを使用して実装されたバックライトは、何倍も効率的で経済的です。したがって、一部のカメラの照射範囲は 50 メートルに達します。このようなカメラの総消費電力は 10 W に達しておらず、カメラは寒さの中でも正常に動作します。 IR 照明を備えたほとんどのカメラの動作温度は、冬の厳しい霜の中でも夏の極度の暑さの中でも使用できる温度になっています。

一部の IR カメラは UTC インターフェイス経由で制御できます。これにより、カメラの設定をリモートで変更できるようになります

応用分野

IR 照明を備えたビデオカメラは、通常、街頭監視システムの一部として機能するように設計されています。そのため、埃や湿気から保護された耐久性のある金属ケースで作られています。一部の IR CCTV カメラには、耐破壊性のハウジングが付いています。したがって、このようなカメラは、危険性の高い施設、警備施設、倉庫、駐車場、生産エリアでの外部監視によく使用されます。

どのカメラでも赤外線範囲でビデオ監視を実行できるという事実から始める価値があります。これは、ビデオカメラマトリックスのスペクトル感度が程度の差はあれ、IR 範囲の一部をカバーするという事実によって決まります。

早速予約が必要です。赤外線の反射による結像についてお話します。

物体自体の熱放射の記録は、暗視装置やサーマルイメージャーなどの特殊な装置を使用することで可能ですが、動作原理によれば、CCTV カメラとの共通点はほとんどありません。

タスクが主にまたは夜間のみに監視を組織することである場合、カメラを選択するときは次の点を考慮する必要があります。

これらの目的には、カラーカメラよりもモノクロ (白黒) アナログカメラの方がはるかに適しています。これは、その設計と動作原理によって決まります。

まず、CCD（CCD）技術を使用して製造されています行列これらのデバイスで使用されるデバイスは、その表面に追加の超小型電子素子を持たないため、その領域全体が画像形成専用に使用されます。
第二に、マトリックスの感度は単位面積あたりの光の量によって主に決定され、カラー画像（モノクロ - 1）を形成するために 3 つの基本領域が使用されるため、白黒ビデオカメラの利点が得られます。明らか。

CCTVカメラ用IR照明

ビデオカメラの感光性がどれほど高くても、低照度条件下でビデオ監視を組織するには、赤外線照明を追加する必要があります。 IR が使用される理由はさまざまです。スペクトルの赤外線領域でのビデオ監視を使用できます。

人工照明を使用することが経済的に実行不可能な場合。
必要に応じて、ビデオ監視の秘密を確保します。
可視光源の使用が受け入れられないオブジェクトの場合。

最後の点はやや具体的ですが、たとえば映画館で上映中に観察を行う場合には、この点を考慮する必要があります。

IR 照明の有効性は、とりわけ、赤外線範囲におけるビデオ監視カメラの感度に依存することに注意してください。実際には、ほとんどの場合、1 台のビデオカメラを使用して昼夜両方を監視する必要があります。さらに、日中は高品質のカラー画像を取得する必要があります。

これら 2 つのタスクは本質的に矛盾しています。カラービデオ監視カメラに「昼夜」モードが存在しても、この矛盾は完全には解消されません。機械的な IR フィルターを使用すると、最良の結果が得られます。

構造的には、赤外線照明は 2 つの方法で実装されます。

CCTVカメラに組み込まれています。
別ユニット（IR照明器）として作られています。

後者のオプションについては以下で説明しますが、バックライトを内蔵したカメラを選択した場合は、長いバックライト範囲には適切な LED 電力が必要であることに留意してください。また、高電力には適切な放熱が必要です。そうしないと、ビデオカメラが単に過熱してしまいます (これは特に IP デバイスに当てはまります)。

外部ラジエーターを備えた広く使用されているビデオカメラを見たことがありますか? したがって、赤外線照射範囲が 20 メートルを超えると記載されているカメラを見ると、その有効性についての漠然とした疑問に悩まされます。