Cum funcționează vederea nocturnă într-o cameră ascunsă?

Viziunea de noapte într-o cameră ascunsă este capacitatea de a capta videoclipuri utilizabile atunci când lumina vizibilă este foarte scăzută sau absentă. În majoritatea camerelor compacte ascunse, acest lucru se realizează cuiluminare în infraroșu (IR).. LED-urile IR luminează scena cu lumină aproape-infraroșie, lentila colectează lumina reflectată, iar senzorul de imagine o convertește într-un semnal video.

Acest proces permite unei camere de vedere nocturnă în infraroșu să continue înregistrarea după ce imaginea normală cu lumină vizibilă-devine ineficientă.

Ce este vederea nocturnă într-o cameră ascunsă?

Cele mai multe camere ascunse sisteme de vedere pe timp de noapte folosescvedere activă pe timp de noapte în infraroșu. „Activ” înseamnă că camera oferă propria sa iluminare în loc să se bazeze doar pe lumina existentă în cameră.

LED-urile cu infraroșu emit lungimi de undă în afara sau în apropierea limitei sensibilității vizuale umane normale. Obiectele din scenă reflectă o parte din această lumină IR înapoi către cameră. Senzorul de imagine captează acele reflexii și le folosește pentru a forma imaginea de noapte.

Aceasta este diferită de imagini cu lumină-scăzută sau lumina stelelor, care depinde de lumina ambientală disponibilă. Viziunea de noapte IR activă poate continua să funcționeze chiar și atunci când nu există lumină vizibilă utilă în scenă.

Cum funcționează vederea nocturnă în infraroșu într-o cameră ascunsă?

Procesul de lucru este simplu.

Când lumina ambientală scade sub un nivel definit, camera trece în modul noapte. LED-urile sale IR încep să lumineze câmpul vizual cu lumină aproape-infraroșie.

Acea lumină lovește pereții, mobilierul, oamenii și alte obiecte. O parte din ea este reflectată înapoi spre cameră.

Theobiectivcolectează lumina infraroșie reflectată și o direcționează spreSenzor de imagine CMOS. Senzorul convertește fotonii primiti în date electrice de imagine. Procesorul de semnal de imagine al camerei, sau ISP, ajustează apoi expunerea, zgomotul, contrastul și alți parametri ai imaginii înainte de a produce videoclipul final.

Calea completă a imaginii arată astfel:

LED-uri IR → Scenă → IR reflectat → Lens → Senzor CMOS → ISP → Imagine de noapte

Deoarece vederea pe timp de noapte în infraroșu se bazează în principal pe informațiile IR, mai degrabă decât pe informațiile normale despre culorile vizibile{0}}luminii, imaginea rezultată este de obicei alb-negru.

Ce componente fac ca vederea nocturnă să funcționeze?

Vederea nocturnă nu este creată de o singură componentă. Depinde de mai multe părți optice și electronice care lucrează împreună.

LED-uri IR

LED-urile IR oferă iluminarea necesară atunci când lumina vizibilă este insuficientă. Ieșirea, lungimea de undă, poziționarea și acoperirea lor afectează cât de uniform este iluminată scena.

Mai multe LED-uri nu înseamnă automat o vedere pe timp de noapte mai bună. Plasarea slabă a LED-urilor poate crea zone luminoase, margini întunecate sau expunere neuniformă.

Lentile și senzor de imagine

Lentila adună lumina infraroșu reflectată și o direcționează către senzor. Senzorul de imagine-de obicei CMOS din camerele compacte moderne-transformă acea lumină într-o imagine electronică.

Sensibilitatea senzorului contează foarte mult în-performanța la lumină scăzută. Dimensiunile senzorului, caracteristicile pixelilor și designul optic pot afecta cât de multe informații utile despre imagine sunt capturate. Pentru o explicație mai profundă, vezimodul în care dimensiunea senzorului camerei afectează-performanța la lumină scăzută.

O rezoluție video mai mare nu garantează o imagine de noapte mai curată dacă senzorul nu poate capta suficientă lumină.

IR-Filtru de tăiere

UnIR-filtru de tăiereeste un filtru optic folosit pentru a bloca lungimile de undă în infraroșu în timpul funcționării normale în timpul zilei.

În timpul zilei, ajută la menținerea culorilor mai precise, împiedicând excesul IR să ajungă la senzor. Noaptea, multe camere de zi/noapte mută filtrul din calea optică, astfel încât senzorul să poată primi mai multă lumină infraroșie.

Acest mecanism de comutare este un motiv cheie pentru care o cameră poate produce imagini color normale în timpul zilei și imagini monocrome în infraroșu noaptea.

Vedere nocturnă în infraroșu vs. Vedere nocturnă cu lumină redusă-

Imaginile cu infraroșu și cu lumină slabă-rezolvă o problemă similară, dar o fac diferit.

Viziune nocturnă activă în infraroșu

O cameră de vedere nocturnă IR își creează propria iluminare. Acest lucru face ca IR activ să fie potrivit pentru mediile în care lumina vizibilă utilă poate dispărea complet.

Această abordare este utilizată în diferiți factori de formă compactă, inclusiv produse precum acamera detector de fum cu vedere pe timp de noapte, unde sistemul IR trebuie să funcționeze într-o carcasă interioară fixă.

Imagini cu-lumină scăzută sau cu lumină stelară

Camerele cu lumină-scăzută folosesc senzori sensibili și procesarea imaginilor pentru a utiliza mai bine lumina ambientală slabă, cum ar fi iluminatul stradal sau altă iluminare reziduală.

Pot produce imagini color în condiții în care camerele convenționale ar avea probleme, dar au nevoie totuși de puțină lumină utilizabilă.

Distincția cheie este simplă:Imaginile cu lumină scăzută-utiliză lumina disponibilă; Viziunea de noapte IR activă asigură propria sa iluminare.

850 nm vs . 940nm infraroșu: care este diferența?

850nm și 940nm sunt două lungimi de undă de aproape-infraroșu utilizate în sistemele de vedere pe timp de noapte.

Niciuna dintre lungimile de undă nu este automat „mai bună”.

Un sistem de 850 nm poate oferi un răspuns mai puternic al senzorului și o iluminare eficientă. Un design de 940 nm poate reduce strălucirea emițătorului vizibil, dar mulți senzori de imagine au o sensibilitate mai mică la acea lungime de undă.

Alegerea dintre ele este un compromis de inginerie-care implică răspunsul senzorului, consumul de energie, intervalul de iluminare și designul produsului.

Ce afectează gama de vizibilitate nocturnă și calitatea imaginii?

Nu există o gamă universală optimă de vedere pe timp de noapte. Distanța indicată a unei camere are sens doar atunci când este luată în considerare împreună cu sistemul complet de imagistică și condițiile de testare.

Iluminare IR

Intervalul de vedere pe timp de noapte depinde în mare măsură de ieșirea IR, lungimea de undă, acoperirea fasciculului și alinierea LED-urilor. Un fascicul IR îngust și puternic poate ajunge mai departe, în timp ce un câmp vizual mai larg necesită iluminarea pentru a acoperi o zonă mai mare.

Performanța senzorului și a lentilelor

Sensibilitatea senzorului și performanța lentilelor determină cât de eficient ajunge și este capturată lumina IR reflectată de sistemul de imagistică.

Rezoluția contează pentru detaliile înregistrate, dar4K nu înseamnă automat o vedere pe timp de noapte mai bună. O cameră de înaltă-rezoluție poate produce în continuare imagini de noapte zgomotoase sau slabe dacă iluminarea și sensibilitatea-la lumină scăzută sunt slabe.

Același principiu se aplică atunci când se compară specificațiile de megapixeli ale camerelor de securitate: rezoluția și performanța imaginii cu lumină redusă-ar trebui evaluate separat. Noastre Comparație între rezoluția camerei de securitate de 5MP vs. 8MPexplică această distincție mai detaliat.

Distanța și Mediul

Performanța vederii pe timp de noapte se modifică și în funcție de distanța subiectului, lumina ambientală, reflectivitatea obiectului și suprafețele din apropiere.

Un obiect foarte reflectorizant apropiat de obiectiv poate părea supraexpus, în timp ce un subiect întunecat sau îndepărtat poate reflecta mult mai puțină energie infraroșu înapoi la cameră.

Prin urmare, vederea nocturnă ar trebui evaluată ca un sistem complet, nu ca o specificație unică.

De ce este vederea de noapte mai dificilă într-o cameră ascunsă?

Camerele compacte ascunse au mult mai puțin spațiu pentru optică, LED-uri IR, componente PCB, sisteme de alimentare și gestionarea căldurii decât camerele CCTV mai mari.

Acest lucru creează mai multe constrângeri de inginerie în același timp:

Spațiu limitat pentru plasarea LED-urilor IR

Dimensiuni mici ale lentilelor și carcasei

Bugetul de baterie sau de putere limitat

Căldura generată de electronică continuă și iluminare IR

Selectarea senzorilor și a lentilelor într-o structură compactă

Intervalul necesar de vedere pe timp de noapte față de dimensiunea dispozitivului

Creșterea ieșirii IR poate îmbunătăți iluminarea, dar poate crește și consumul de energie și sarcina termică. O gamă țintă mai lungă poate necesita modificări ale aspectului LED-urilor, opticii, alegerii senzorului sau designului carcasei.

Aceste schimburi-de asemenea variază în funcție de forma produsului. Un foarte compactmini camera spion cu vedere pe timp de noapteare constrângeri de spațiu și putere diferite față de un dispozitiv alimentat continuu, cum ar fi aIncarcator de perete USB camera ascunsa cu vedere pe timp de noapte.

Provocarea nu este pur și simplu ca vederea nocturnă să funcționeze. Echilibrează iluminarea, calitatea imaginii, consumul de energie, căldura și dimensiunea produsului într-un spațiu foarte limitat.

Întrebări frecvente despre Viziunea nocturnă cu camera ascunsă

Poate o cameră ascunsă să vadă în întuneric complet?

O cameră ascunsă cu iluminare activă în infraroșu poate funcționa fără lumină ambientală vizibilă, deoarece LED-urile sale IR asigură iluminarea necesară senzorului de imagine. O cameră care se bazează numai pe imagini cu-lumină scăzută are nevoie în continuare de lumină disponibilă.

De ce vederea nocturnă este de obicei alb-negru?

Modul de noapte cu infraroșu se bazează în principal pe informațiile apropiate de-infraroșu, mai degrabă decât pe informațiile complete de culoare vizibilă-luminii utilizate în timpul imaginilor în timpul zilei. Din acest motiv, majoritatea sistemelor IR active afișează imaginea de noapte în monocrom.

4K înseamnă o vedere pe timp de noapte mai bună?

Nu. 4K mărește detaliile spațiale înregistrate, dar vederea pe timp de noapte depinde și de sensibilitatea senzorului, performanța obiectivului, iluminarea IR, expunerea și procesarea imaginii.

Viziunea nocturnă în infraroșu este aceeași cu imaginea termică?

Nu. Capturi convenționale de vedere nocturnă în infraroșureflectată în apropierea-luminii infraroșii. Imaginile termice detectează radiațiile infraroșii legate de căldura emisă de obiecte. Sunt tehnologii diferite de imagistică.

Concluzie

Viziunea nocturnă cu camera ascunsă funcționează de obicei prin iluminarea unei scene întunecate cu lumină infraroșie și captarea infraroșii reflectate cu un obiectiv și un senzor de imagine. Rezultatul final depinde de întregul sistem de imagistică, inclusiv de lungimea de undă IR, sensibilitatea senzorului, optica, comutarea-de tăiere IR, procesarea imaginii, puterea și designul fizic.

Allcamdezvoltă și produce produse pentru camere mini și ascunse și sprijină proiecte OEM/ODM care implică selecția senzorilor și a lentilelor, PCB și design structural, configurarea vederii pe timp de noapte, firmware și personalizarea produsului asociat. Dacă evaluați designul unei camere de vedere nocturnă sau dezvoltați un produs personalizat, contactați-ne pentru a discuta despre cerințele dumneavoastră tehnice și despre aplicația țintă.