Wie Night Vision Works Techniques Low-Licht und Infrarot-Bildgebung
Wie sie funktionieren: Diese Methode der Nachtsicht verstärkt das vorhandene Licht eine bessere Sicht zu erreichen. Eine Objektivlinse fokussiert verfügbares Licht (Photonen) auf der Photokathode eines Bildverstärkers. Die Lichtenergie bewirkt, dass Elektronen von der Kathode freigesetzt werden, die durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden, ihre Geschwindigkeit (Energieniveau) zu erhöhen. Diese Elektronen geben Löcher in einer Mikrokanalplatte und prallen die internen speziell beschichteten Wände ab, die mehr Elektronen zu erzeugen, wenn die Elektronen aufprallen durch. Dadurch entsteht eine dichte „Wolke“ von Elektronen einer verstärkte Version des Originalbildes darstellen.
Die letzte Stufe des Bildverstärkers beinhaltet Elektronen der Kollision mit einem Phosphorschirm. Die Energie der Elektronen macht den Phosphor glüht. Das visuelle Licht zeigt die gewünschte Ansicht für den Benutzer oder zu einem angeschlossenen Fotokamera oder Videogerät. Ein grüner Leuchtstoff wird bei diesen Anwendungen verwendet, da das menschliche Auge Schattierungen von Grün als jede andere Farbe unterscheiden kann, für eine stärkere Differenzierung der Objekte im Bild ermöglicht.
Alle Bildverstärker arbeiten in der obigen Art und Weise. Technologische Unterschiede in den letzten 40 Jahren in wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Leistung dieser Geräte geführt. Die unterschiedlichen Paradigmen der Technik wurden durch verschiedene Generationen von Bildverstärkern allgemein identifiziert. Intensivierte Kamerasysteme in der Regel einen Bildverstärker enthalten ein helleres Bild von der Low-Light-Szene zu schaffen, die dann von einer traditionellen Kamera betrachtet wird.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer CCD-Kamera, der Empfindlichkeit zu verbessern, ist im Durchschnitt auszuführen Rauschen zu reduzieren, entweder zeitlich (wobei sequentielle Videobilder gemittelt werden) oder räumlich (wo benachbarte Pixel „klassiert“ oder addiert sind).
Anders als bei schlechten Lichtabbildungsverfahren der Nachtsicht (die etwas Umgebungslicht erfordern, um ein Bild zu erzeugen), Wärmebildnachtsicht Methoden erfordern kein kein Umgebungslicht überhaupt nicht. Sie arbeiten nach dem Prinzip, dass alle Objekte Infrarotenergie als Funktion ihrer Temperatur emittieren. In der Regel gibt das heißere ein Objekt ist, desto mehr Strahlung es. Eine Wärmebildkamera ist ein Produkt, das die Infrarotstrahlung von Objekten in der Szene und schafft ein elektronisches Bild sammelt. Da sie auf reflektiertes Umgebungslicht beruhen nicht, sind Wärmebildkameras völlig Umgebungslicht-Ebene unabhängig. Darüber hinaus sind sie auch in der Lage überdeckt oder durchdringt wie Rauch, Nebel und Dunst. Es gibt zwei Arten von Wärmebilddetektoren: gekühlter und ungekühlter. Gekühlte Detektor Infrarotkameras erfordern kryogene Kühlung sehr kalte Temperaturen (unter 200K). Ungekühlter Detektor Infrarotkameras sind normalerweise entweder Temperatur (bei Raumtemperatur) vollständig stabilisiertes oder unstabilisiertes.
Wärmebilder sind in der Regel schwarz und weiß in der Natur, wo schwarze Objekte sind kalt und weiße Objekte sind heiß. Einige Thermokameras zeigen Bilder in Farbe. Diese falsche Farbe ist eine hervorragende Möglichkeit der besseren Unterscheidung zwischen Objekten bei verschiedenen Temperaturen.
Wie sie funktionieren: Gekühlte Infrarotdetektoren werden typischerweise in einem vakuumdichten Gehäuse und kryogen gekühlt untergebracht. Die Detektorkonstruktionen sind ähnlich zu anderen häufigeren Abbildungsdetektoren und die Verwendung von Halbleitermaterialien. Es ist jedoch die Wirkung der absorbierten Infrarotenergie, die Veränderungen verursacht Trägerkonzentrationen an den Detektor, der wiederum den Detektor elektrischen Eigenschaften beeinflussen. Kühlen der Detektoren (typischerweise auf Temperaturen unter 110 K, ein Wert, der viel niedriger ist als die Temperatur von Objekten erfasst wird) stark erhöht ihre Empfindlichkeit. Ohne Kühlung würden die Detektoren durch ihre eigene Selbst Strahlung überflutet werden.
Materialien für die Infrarot-Detektion verwendet werden, umfassen eine Vielzahl von schmalen Spalt Halbleiterbauelementen, in denen Quecksilber-Cadmium-Tellurid (HgCdTe) und Indiumantimonid (InSb) sind die häufigsten.
Wie sie funktionieren: Im Gegensatz zu den kryogenen Detektoren abgekühlt oben beschrieben, ungekühlte Infrarotdetektoren bei oder nahe Raumtemperatur arbeiten, anstatt durch sperrige und teure Kryokühler auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt. Wenn Infrarotstrahlung von der Nachtzeit Szenen auf ungekühlten Detektoren fokussiert werden, absorbiert die Wärme führt zu Veränderungen der elektrischen Eigenschaften des Detektormaterials. Diese Änderungen werden dann im Vergleich zu den Ausgangswerten und ein Wärmebild erzeugt wird. Trotz geringerer Bildqualität als gekühlte Detektoren, ungekühlten Detektortechnologie macht Infrarot-Kameras kleiner und weniger kostspielig und eröffnet viele tragfähige kommerzielle Anwendungen.
Ungekühlten Detektoren sind auf Materialien, die überwiegend auf Basis ihrer elektrischen Eigenschaften ändern infolge des pyroelektrischen (kapazitive) Effekte oder Mikrobolometer (resistive) Wirkungen.
Ungekühlter Detektor-Wärmebildkameras
- Relativ kostengünstig im Vergleich zu anderen Wärmebildtechnologien.
- Hohe Kontrast in den meisten Nachtzeit-Szenarien.
- Leicht erkennt Personen und Fahrzeuge.
- Nicht durch helle Lichtquellen beeinträchtigt.
- Höhere Zuverlässigkeit als gekühlter Detektor Wärmebildkameras.
- Weniger empfindlich als gekühlter Detektor Wärmebildkameras.
- Kann nicht für multispektrale oder High-Speed Infrarot-Anwendungen eingesetzt werden.
Das Verfahren der Nah-Infrarot-Beleuchtung wurde in einer Vielzahl von Nachtsichtanwendungen einschließlich Perimeter-Schutz eingesetzt, wo durch mit Video-Bewegungserkennung und intelligenten Szenenanalyse-Geräten zu integrieren, ein zuverlässiges Low-Light-Video-Sicherheitssystem entwickelt werden kann.
Wie sie funktionieren: Mehrere verschiedene Nah-Infrarot-Beleuchtungseinrichtungen sind heute zur Verfügung, darunter:- Gefilterte Glühlampen: Eine Standard-Hochleistungslampe, die von ein Infrarot-Filter bedeckt ist, entwickelt, um die Lampe in der Nähe von Infrarot-Strahlung passieren und die sichtbare Lichtkomponente blockieren. Diese Geräte müssen in der Regel eine gute Wärmeübertragungseigenschaften, da die intensive sichtbare Licht wird absorbiert und in Wärme umgewandelt.
- LED-Typ Beleuchter: Diese Illuminatoren nutzen eine Reihe von Standard-Infrarot-emittierenden LEDs.
- Lasertyp: Der effizienteste Infrarotstrahler sind diese Vorrichtungen basiert auf einer Infrarot-Laserdiode, die in der Nähe von Infrarot-Energie emittiert.
Nah-Infrarot-Beleuchtungseinrichtungen sind in der Regel in einem Bereich von Wellenlängen (zum Beispiel 730nm, 830nm, 920nm) erhältlich. Die Bereitstellung zusätzliche Infrarot-Beleuchtung einer geeigneten Wellenlänge beseitigt nicht nur die Variabilität des verfügbaren Umgebungslicht, sondern ermöglicht auch die Beobachter nur bestimmte Bereiche von Interesse zu beleuchten, während Schatten zu beseitigen und die Verbesserung des Bildkontrastes. Die zusätzliche Nah-Infrarot-Beleuchtung verbessert nicht nur die Qualität der Bildverstärkereinrichtungen (die beide eine sichtbare und eine Nahinfrarot-Reaktion), sondern erlaubt auch die Verwendung von Solid-State-Kameras, die auch die Möglichkeit haben, in der Nähe von Infrarot-Bildern sichtbar umwandeln .
- Niedrigste Kosten im Vergleich zu anderen Nachtsichttechnologien.
- Beseitigen Sie Schatten und offenbaren die Identifizierung Beschriftung, Zahlen und Objekten. Kann auch Gesichts-Identifikation auszuführen verwendet werden.
- Able Hochgeschwindigkeitsvideoerfassung auszuführen (wie beispielsweise das Lesen Kennzeichen bewegender Fahrzeuge).
- IR-Strahler können durch nächtliche Nebel, Nebel, regen und Schneefall sowie Fenster sehen.
- Beseitigt die Variabilität des Umgebungslichts.
- Benutzer von Infrarot-Strahler können dadurch von anderen erkannt werden, die Nah-Infrarot-Sichtgeräte haben.
IR-Beleuchtung Produkte:
Wide Area Infrarot-Laser-Beleuchter
Tragbarer Laser-Beleuchter
unsere Linie der Nachtsicht-Produkte zu sehen, bitte hier klicken.
Sofradir EC Night Vision Systems (ehemals Elektrophysik)