セキュリティビデオ監視システムプロジェクトで暗視監視の需要が高まるにつれて、赤外線カメラがカメラの主流市場に参入し、販売量は日々増加しています。 赤外線暗視技術の適用における問題は徐々に顕在化している。
実際、暗視技術は、光電子撮像装置による夜間観察を可能にする光電子技術である。 それは微光暗視と赤外線暗視を含んでいます：微光暗視技術は観察のために実際に夜間光によって照らされる弱い目標画像を増強する画像増強管を持つ一種の暗視技術です。 光電イメージング技術 ここでは主に、ターゲット反射型赤外光源の赤外光を積極的に照射して利用することで観察を実現する暗視技術の一種である能動赤外暗視技術について説明します。 対応する機器はアクティブ赤外線暗視装置であり、そして実際のコアは赤外線カメラです。
赤外線光源、非直視型光電撮像素子CCDまたはCMOSイメージセンサーで構成されるカメラ、および撮像画像に必要なレンズの組み合わせは、赤外線カメラの夜間監視効果を左右する3つの主な要因です。
まず、赤外光源の選択
赤外光は７８０ｎｍを超える波長を有する不可視光である。 一般に、そのような不可視光を作り出すための３つの方法がある。
1.白熱灯またはキセノンランプの赤外線を直接使用します。 すなわち、可視光を遮断するために２つのランプに可視光フィルタが設置され、不可視の赤外線のみが放射される。
赤外線発光ダイオードＬＥＤまたはＬＥＤアレイを使用して赤外線を発生させる。 このような装置は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）半導体中で電子と正孔を再結合させることによって赤外光を発生させる。
3.赤外レーザーダイオードLDを使用し、赤外光源としても使用できます。 しかし、低エネルギー状態の電子を高エネルギー状態に励起または励起し、大量の粒子分布を反転させて共鳴させることによって誘導放射赤外光を維持することが必要である。
第１のタイプの光源は熱赤外光源であり、その最大の利点は、比較的大きな出力と大きな照射角度にすることができるので、照射距離が長いことである。 最大の欠点は、可視光成分が含まれていることです。つまり、赤い嵐があり、耐用年数が短くなります。 1日10時間働いている場合、5000時間は1年以上しか使えません。 放熱が不十分だと考えると、平均寿命は短くなります。 放熱用赤外線ランプの寿命を延ばすためには、作業時間を短縮するために調光スイッチ回路も使用しなければならない。 さらに、周囲光の干渉を防ぐために遅延スイッチ回路が追加されました。
2つ目は、半導体ガリウムヒ素LEDアレイ、特に新しい技術を使用して現在開発されているアレイタイプの統合型発光チップLEDアレイで構成される赤外線ランプです。 そのLED配列は800mw-1000mwの光出力を持ち、これは普通のLEDの代わりになりました。 ＬＥＤアレイは、１０〜１２０°の半値角（可変角）を有する。
LEDアレイは高度に統合されたLEDであり、サイズはわずか1ペニー硬貨なので、50,000時間の寿命で、室内全体を均一に照らすことができます。 もともとは航空機で使用されていました。 近年、民間の夜間監視市場の発展により、LEDアレイは徐々に民間市場に移行し、高品質の夜間監視のための理想的な選択肢となりました。
赤外線ＬＥＤおよびＬＥＤアレイは熱赤外線光源を排除したが、赤外線ＬＤ光源は１ｋｍを超える超長距離シーンを監視するために選択されなければならない。 なぜなら、半導体レーザーはLEDよりも高い輝度と優れた指向性を持っているからです。
一般に、赤外線源を選択するときは、次の点に注意してください。
、赤外光の距離の選択はマージンを残すべきです
赤外線ランプを選択するときは、公称距離と実際の照射距離の差に特に注意してください。 名目上大きな可視距離を有する製造業者もあるので、ＩＲランプ照射距離を選択するときに実際の試験が必要とされ、そして観察されるシーンの照明を信頼できるものにするために十分なマージンが必要とされる。
B.定常電流源の電源を選択する必要があります。
LEDは電流駆動型デバイスであるため、その輝度と電力は電圧ではなく駆動電流に比例します。 したがって、光度を一定に保つためには、定常電流源によって駆動される光源を使用する必要がある。
C、良い熱源を選ぶ
発光管は発熱や放熱の問題があるため、特に電源距離が大きい光源が大きいため、安定した信頼性のある動作を確保するためには放熱性の良い光源を選択する必要がある。
D.ライトコントロールスイッチの自動制御回路の電源回路を備え、ライトボードから分離された赤外光源を使用する
赤外線ランプの電源回路はランププレートから分離されていないので、発光管の動作によって発生する熱は電源回路の構成要素の性能に影響を及ぼし、それによって発光の照明を引き起こす。不安定なチューブ。 光制御スイッチの回路で、赤外光を作ることができます。 ライトは日中消灯しており、夜間は開いています。
E、監視距離に応じて赤外光を選択する
赤外線LEDはレンズに取り付けることができるので、赤外線カメラと一緒に使用することも、カメラとレンズのインターフェースの周囲のケーシングに直接使用することもできます。 明らかに、これら二つのアセンブリはより少ない赤外線LEDを持っていて、それらが照らされる距離は確かに別の赤外線LEDランプのそれほど遠くないです。 一般的には50m以上、別の赤外光を使う方が良いですし、もう一方のLDは1km以上の距離を持つ監視シーンの暗視照明に使われますが、LDのビームは細くて強いです赤外線ビームがある範囲のシーンを照らす場合は、ビームエキスパンダレンズを通してビームを拡大することも必要です。
第二に、カメラの選択
現在、カメラの受光素子にはCMOSとCCDの2種類があります。 CCDと同様に、CMOSイメージセンサーチップも赤外光波に応答しますが、890〜980 nmの範囲ではCCDイメージセンサーチップよりはるかに感度が高く、波長が長くなるにつれて減衰の勾配は遅くなります。 ＣＭＯＳ画像チップの急速な発展に伴い、ノイズ信号はさらに低減され、スターレベルのＣＭＯＳカメラもまた利用可能となった。 したがって、それは必ずしもＣＣＤカメラの選択に限定されず、それらのそれぞれの利点を選択するために十分に利用することができる。 一般に、赤外線カメラの選択ポイントは以下の通りです。
、低照度カメラを選択する必要があります、その照明要件は一般的に≦0.02Luxです
一部のカメラメーカーまたはベンダーは、暗視有効距離が大幅に短くなるように誤って最小照度を報告しているため、具体的にテストするのが最善です。
発光型および星型の増感カメラは非常に暗い状況でも使用できますが、砂漠、緑地、および森林地帯など、反射係数が小さい地域はまだ使用できません。 この場合、高性能イメージインテンシファイアとCCIR白黒CCDによってファイバーパネルとライトコーンで直接結合された低照度の暗視カメラが必要です。 要するに、照度が低いほど良いです。 現時点では標準化されていないので、工場の最低照度は公称値であると信じることは不可能です。 実用的な条件下でテストすることをお勧めします。 一般に、照明要件は一般に≦0.02ルクスです。
B.選択した赤外線カメラのイメージセンサーのサイズができるだけ大きい。
1/4 CCDの光束は1/3 CCDの50％にすぎないので、1/4 CCDは15mを超える赤外線暗視の有効距離には使用できません。 ＣＣＤのサイズが大きく、受光した光束が大きい。 CCDサイズが小さく、受光量が少ない。 したがって、暗視カメラはCCDの1/2を選択し、CCDの1/3をテストすることはできますが、1/4を選択することは絶対に不可能です。
C、赤外線カメラは自動電子シャッターと自動利得制御（AGC）機能を持っている必要があります
これらの機能のため、観測効果を満たすために信号をより良い状態に調整することができます。
D、CMOS超小型カメラを選択する機会をカバーする必要があります
低消費電力、高集積、小型のため、CMOSイメージセンサーしか使用できないため、シャツボタンやスーツボタンサイズのCMOSカメラにすることができます。 対応する赤外線源の小型化と高性能電池の導入と相まって、3番目の目はどこにでもあるでしょう。 このように、一対の暗視ゴーグルと、赤外線源とCMOS超小型カメラを備えた帽子とで、夜は白くなります。 明らかに、これは私たちの社会生活全体の顔を変えるでしょう。
E、カメラを小型の安定化電源に対応させる
カメラの電源の選択は、次の2点に注意する必要があります。
1.安定化電源を選択します。 主電源のAC220Vは不安定であるため、12Vの交流を持つ変圧器だけを選択して安定させないと、カメラ内の回路が不安定になり、カメラが不安定になり、要求される性能が要件を満たさなくなります。
2.カメラの電流の2倍以上の小さい電源を選択することをお勧めします。 カメラの電流が200mAまたは250mAの場合、通常500mAを選択すれば十分です。 カメラの1Aのように選択が大きすぎる場合、音量が大きすぎ、価格が高すぎます。 小さすぎると、カメラの電流が熱くなり（連続使用時間が長すぎるため）、信頼性と寿命に影響を与える可能性があります。
第三に、レンズの選択など
カメラレンズは赤外線カメラの重要な装備です。 その品質（指標）はシステムのイメージング効果に直接影響します。 したがって、レンズの選択が適切かどうかは、システムの品質とエンジニアリングコストに関係しています。 したがって、レンズを選択するときは、次の点に注意してください。
A、赤外線レンズの最良の選択
通常の光学レンズのために、物体によってレンズに反射された赤外光をＣＣＤターゲット表面上に効果的に集束させることができず、赤外暗視効果が大幅に低減されるので、赤外レンズを使用することが好ましい。 特にカラーターニングブラックカメラの場合、赤外線レンズを使用せずに昼夜監視焦点面を一致させることは不可能であるため、昼夜の画像を鮮明に保つことはできません。
Ｂ．選択されたレンズの結像サイズは、カメラ内の画像センサのサイズと同じであることが好ましい。
選択したレンズのサイズは、カメラ内のイメージセンサーのサイズと同じでなければなりません。 イメージセンサーのサイズが1/2インチの場合、レンズの結像サイズは1/2インチにする必要があります。
レンズの結像サイズがカメラの感光面のサイズよりも大きい場合、結像は影響を受けませんが、実際の結像画角はレンズの公称視野よりも小さくなります。レンズがカメラのレンズよりも小さいサイズが小さいと、画像に影響し、画像はレンズの樽で囲まれ、画像の4隅に黒い隅が表示されます。
1/3 "カメラでは、1/3"、1/2 "、2/3"レンズを選択できることがわかります。 1/2 "カメラでは、1/2"、2/3 "を選択できます。1/ 3レンズではなく、レンズです。CCDは人間の目のようなものなので、レンズは人の眼鏡のようなものです。小さすぎると、目には周囲のものが見えません。
C、最良の選択レンズとカメラインターフェースの取り付け方法
レンズとカメラのインターフェースは、CタイプとCSタイプの2種類があります。 二人は最高です。 Cタイプのレンズを選ぶ場合は、5mm厚のリングを追加する必要があります。 リングを追加せずにCSインターフェイスカメラに直接接続すると、レンズの後部ミラー面がCCDの敏感な面の保護ガラスに接触して、CCDカメラに損傷を与える可能性があります。 これは実用上特に顕著である。
D、それは昼と夜の照明の大きな変化に適応するために自動アイリスレンズを選択するのが最善です
日中と夜間の監視のために、照度は大きく異なりますので、画像を鮮明に保つために照度に応じて自動的に変わるオートアイリスレンズを使用するのが最善です。
E、レンズの解像度と透過率は要件を満たす必要があります
使用される結像レンズの解像度はカメラの解像度よりも大きくなければならず、さもなければ必要とされる鮮明さは達成されないであろう。 そして、レンズ内のレンズの透過率はより良好であり、すなわち光の減衰は非常に小さい。
F、1 km以上の監視距離、レーザービーム拡大コリメートレンズの使用も必要
監視するシーンのサイズと距離に応じて、監視するシーンの反射光をカメラで受光できるように、適切なレーザービーム拡大コリメートレンズを選択して監視対象のシーンを照らすことができます。
G.性能の良い窓ガラスの保護カバーに注意を払う。
赤外線ランプ、カメラ、レンズの選択に加えて、保護カバーと電源の総合的な考慮事項にも注意を払う必要があります。 保護カバーは、異なる媒体を通過する赤外線などの赤外線ランプの効果に影響を与えるため、透過率と反射率は異なります。 例えば、異なる窓ガラス、特に自動霜取りコーティングガラスは、赤外光の減衰が異なるため、良い窓ガラスのある保護カバーを選択するように注意する必要があります。
第四に、結論
上記から分かるように、３つの赤外光源はそれらの長所と短所を有するが、熱赤外光源は赤外ＬＥＤとＬＥＤアレイ光源によって基本的に排除される。 LEDアレイは、数百メートルの監視シーンの距離を完全に照らすためにも使用できるからです。 １ｋｍ以上の超長距離監視シーンは、赤外ＬＤ光源を使用するのがよい。 その高い輝度のために、LDは多くのLEDを上回るので、赤外線LD光源は小型で軽量であり、これは超長距離のための最良の選択です。
赤外線カメラの選択における最も重要な問題は完全なセットです。 赤外光源の選択に加えて、カメラ、レンズ、保護カバー、電源などのマッチングも総合的に考慮する必要があります。 記事に記載されている選択ポイントを考慮することによってのみ、半分の努力で効果を得ることができます。