nadzór na podczerwień. Kamera na podczerwień - materiały są w porządku. Czy można zrobić kamerę termowizyjną własnymi rękami?

Można podzielić na siedem segmentów promieniowania - promienie światła widzialnego, fale radiowe, mikrofale i światło widzialne. Ludzkie oko może jedynie odbierać „promieniowanie widzialne”. Nazywamy to światłem. Jej niezwykle uderzającym przykładem jest tęcza, w której bardzo zwyczajny biały kolor rozkłada się na pewne segmenty. Czy to kamera na podczerwień.

Został otwarty na samym początku XIX wieku. Reprezentuje

Jest to promieniowanie elektromagnetyczne, zajmujące zakres spektralny leżący na granicy między widzialnym światłem czerwonym a promieniowaniem krótkofalowym. Obecnie coraz częściej powstają kamery na podczerwień do samodzielnego montażu. Promieniowanie podczerwone można podzielić na trzy zakresy:

  • Długa fala.
  • Fala średnia.
  • Krótkofalówka.

Sztucznymi źródłami takich fal mogą być lampy żarowe, piece ceramiczne lub metalowe, palniki gazowe, spirale itp. Obecnie kamera termowizyjna jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach naszej

Życie codzienne. Obejmuje to kosmetologię, elektronikę, medycynę i przemysł spożywczy. W oparciu o promieniowanie podczerwone powstaje wiele urządzeń firm trzecich – wykrywacze walut, piloty, grzejniki i reflektory.

Obiecującym i aktualnym kierunkiem zastosowania energii cieplnej tych fal jest suszenie i sterylizacja różnych produktów i materiałów. Komora pomaga w suszeniu i dezynfekcji farb i lakierów oraz środków spożywczych. W przemyśle stosowane są głównie trzy metody suszenia:

  • Metoda termoradiacyjna (wykorzystywane jest promieniowanie podczerwone).
  • Metoda konwekcyjna (z użyciem gorącego powietrza).
  • Łączny.

Kamera na podczerwień pomaga przy wszelkiego rodzaju emaliach i farbach, w tym wodorozcieńczalnych i akrylowych. W procesie takiego suszenia farby i lakiery przechodzą ze stanu ciekłego w stan stały, co chemicy nazywają utwardzaniem. Podczas suszenia w komorze konwekcyjnej wierzchnia warstwa powłoki najpierw wysycha i nagrzewa się, uniemożliwiając następnie ucieczkę rozpuszczalnika.

W celu prawidłowego doboru suszarki na podczerwień należy zwrócić uwagę na wiele czynników, które mogą mieć wpływ na proces. Przede wszystkim jest to maksymalne możliwe ogrzewanie, jakie może tolerować kamera termowizyjna. Dodatkowo maksymalne nagrzanie podłoża danego materiału, moc jaką posiada źródło energii oraz masa i wielkość suszonego produktu.

Między innymi nie zapominaj, że czas schnięcia zależy bezpośrednio od koloru farby i jej składu. Wynika to z faktu, że różne materiały mają różny współczynnik odbicia. Jasne odcienie farby nie pochłaniają promieni i odbijają tylko ich część, dlatego schną nieco dłużej. Jednocześnie farby metaliczne mogą wzmocnić ten efekt. Zawierają cząsteczki aluminium, które odbijają promienie jak lustro. Ciemne kolory schną znacznie szybciej.

Promieniowanie podczerwone to jeden z rodzajów promieniowania, którego ludzkie oczy nie mogą zobaczyć. Jego długość fali jest dłuższa niż światła w widmie widzialnym. Oświetlenie podczerwone pozwala kamerze „widzieć” nawet w całkowitej ciemności. Jest to możliwe dzięki lampie lub diodom, które emitują światło podczerwone o określonej długości fali. Oświetlacze podczerwieni mają trzy długości fali: 715 nm, 850 nm i 940 nm. Ludzkie oko jest w stanie zobaczyć do 780nm, a zatem może widzieć nieznacznie do oświetlaczy wykorzystujących 715nm. W przypadku prawdziwego ukrytego nadzoru nocnego należy stosować iluminatory IR działające w zakresie 850nm i 940nm.

Światło lampy jest filtrowane w taki sposób, że emitowane są tylko predefiniowane długości fal 715 nm, 850 nm i 940 nm. Liczby te są punktami wyjścia częstotliwości emitowanych fal - stanowią bezwzględnie dolną granicę widma wykorzystywanego przez kamerę. Jeśli osoba podejdzie wystarczająco blisko, będzie w stanie stwierdzić, że kamera działa na podczerwień, chociaż nie będzie w stanie zobaczyć używanych długości fal.

Zdolność aparatu do przechwytywania obrazów na podstawie poziomu światła mierzy się w luksach. Im niższa wartość luksów, tym lepiej kamera widzi w warunkach słabego oświetlenia. Wszystkie kamery IR są ustawione na 0 luksów, co oznacza, że ​​widzą w całkowitej ciemności. Kolorowe kamery na podczerwień przełączają się na czarno-białe w celu nadzoru wideo w nocy, aby osiągnąć maksymalną czułość. Fotokomórka wewnątrz komory monitoruje światło dzienne i określa, kiedy potrzebny jest wyłącznik. Należy rozróżnić kamery na podczerwień i kamery dzień/noc. Kamery dzień/noc mogą skutecznie pracować w warunkach słabego oświetlenia, ale nie są wyposażone w diody LED, co uniemożliwia pracę w całkowitej ciemności, w przeciwieństwie do kamer z oświetleniem IR.

Stosując kamery IR do użytku zewnętrznego, lepiej zastosować gotowe zestawy kamer zewnętrznych z obudową lub kamer z oświetlaczem IR. Połączenie wewnętrznej kamery na podczerwień z zewnętrzną obudową może nie działać dobrze, ponieważ światło podczerwone może odbijać się od szkła obudowy. Dodatkowo kupując kamerę IR lub oświetlacz należy zawsze zwracać uwagę na wartość zasięgu wiązki. Instalując kamery na podczerwień w pomieszczeniach o zasięgu szerszym niż wielkość pomieszczenia, można uzyskać nieostre obrazy. Należy zauważyć, że kamery na podczerwień nie mogą widzieć przez dym. Aby to osiągnąć, należy zastosować kamerę termowizyjną.

Tłumaczenie Hi-Tech Security.

Nie wiem jak wy, ale zawsze się zastanawiałem: jak wyglądałby świat, gdyby kanały kolorów RGB w ludzkim oku były wrażliwe na inny zakres długości fal? Przeszukując lufy znalazłem latarki na podczerwień (850 i 940nm), zestaw filtrów IR (680-1050nm), czarno-biały aparat cyfrowy (bez filtrów), 3 obiektywy (4mm, 6mm i 50mm) przeznaczone do fotografia w świetle podczerwonym. Cóż, spróbujmy zobaczyć.

Na temat fotografii IR z usunięciem filtra IR na Habré pisaliśmy już - tym razem będziemy mieli więcej możliwości. Również zdjęcia z innymi długościami fal w kanałach RGB (najczęściej z uchwyceniem regionu IR) można zobaczyć w postach z Marsa i ogólnie o kosmosie.


Są to latarki z diodami IR: 2 lewa przy 850nm, prawa - przy 940nm. Oko widzi słabą poświatę przy 840 nm, prawe widzi tylko w całkowitej ciemności. Jak na kamerę na podczerwień są olśniewające. Wydaje się, że oko zachowuje mikroskopijną wrażliwość na bliskie promieniowanie podczerwone + dioda LED o mniejszej intensywności i krótszych (=bardziej widocznych) długościach fal. Oczywiście przy mocnych diodach IR trzeba uważać - przy odrobinie szczęścia można po cichu dostać poparzenia siatkówki (podobnie jak laserami IR) - jedyne, co oszczędza, to to, że oko nie może skupić promieniowania w jednym punkcie.

Czarno-biały 5-megapikselowy aparat USB noname - oparty na matrycy Aptina Mt9p031. Długo potrząsałem Chińczykami na temat aparatów czarno-białych - i jeden sprzedawca w końcu znalazł to, czego potrzebowałem. W kamerze nie ma żadnych filtrów - widać od 350nm do ~1050nm.

Soczewki: ten ma 4mm, są też soczewki 6 i 50mm. Przy 4 i 6mm - przeznaczone do pracy w zakresie IR - bez tego, dla zakresu IR, bez przeogniskowania, zdjęcia byłyby nieostre (przykład poniżej, z konwencjonalną kamerą i promieniowaniem IR 940nm). Okazało się, że mocowanie C (oraz mocowanie CS o długości roboczej różniącej się o 5mm) - dostaliśmy z kamer 16mm z początku wieku. Obiektywy są nadal aktywnie produkowane - ale już dla systemów nadzoru wideo, w tym znanych firm, takich jak Tamron (obiektyw 4 mm jest właśnie od nich: 13FM04IR).

Filtry: ponownie znalazłem zestaw filtrów IR od 680 do 1050nm od Chińczyków. Test transmisji IR dał jednak nieoczekiwane wyniki - nie wygląda jak filtry pasmowe (tak jak sobie wyobrażałem), ale wydaje się, że jest to inna "gęstość" barw - co zmienia minimalną długość fali przepuszczanego światła. Filtry po 850 nm okazały się bardzo gęste i wymagają długich czasów otwarcia migawki. Filtr IR-Cut - wręcz przeciwnie, przepuszcza tylko światło widzialne, przyda nam się przy fotografowaniu pieniędzy.

Filtry w świetle widzialnym:

Filtry w podczerwieni: kanały czerwony i zielony - w świetle latarki 940nm, niebieski - 850nm. Filtr IR-Cut - odbija promieniowanie IR, dzięki czemu ma tak wesołą barwę.

Zacznijmy strzelać

Panorama w dzień w podczerwieni: kanał czerwony - z filtrem przy 1050nm, zielony - 850nm, niebieski - 760nm. Widzimy, że drzewa szczególnie dobrze odbijają najbliższą IR. Kolorowe chmury i kolorowe plamy na ziemi - okazały się z powodu przemieszczania się chmur między kadrami. Poszczególne klatki zostały połączone (jeśli mogło dojść do przypadkowego przesunięcia kamery) i zszyte w 1 kolorowy obraz w CCDStack2 - programie do obróbki fotografii astronomicznych, gdzie kolorowe obrazy często składa się z kilku klatek z różnymi filtrami.

Panorama nocą: widać różnicę w barwie różnych źródeł światła: "energooszczędne" - niebieskie, widoczne tylko w najbliższej podczerwieni. Lampy żarowe - białe, świecą we wszystkich zakresach.

Regał: Praktycznie wszystkie zwykłe przedmioty są praktycznie bezbarwne w podczerwieni. Albo czarny, albo biały. Tylko niektóre farby mają wyraźny "niebieski" (krótkofalowe IR - 760nm) odcień. Ekran LCD gry „Tylko czekaj!” - w zakresie IR nic nie pokazuje (choć działa na odbicie).

Telefon komórkowy z ekranem AMOLED: absolutnie nic nie widać na nim w podczerwieni, a także niebieską diodę LED na stojaku. W tle - na ekranie LCD też nic nie widać. Niebieska farba na bilecie jest przezroczysta w podczerwieni - widoczna jest antena chipa RFID wewnątrz biletu.

Przy 400 stopniach lutownica i suszarka do włosów świecą dość jasno:

Gwiazdy

Wiadomo, że niebo jest niebieskie z powodu rozpraszania Rayleigha – odpowiednio w zakresie IR ma znacznie niższą jasność. Czy można zobaczyć gwiazdy wieczorem lub nawet w dzień na tle nieba?

Zdjęcie pierwszej gwiazdy wieczorem z konwencjonalnego aparatu:

Kamera na podczerwień bez filtra:

Kolejny przykład pierwszej gwiazdy na tle miasta:

Pieniądze

Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl przy uwierzytelnianiu pieniędzy, jest promieniowanie UV. Banknoty mają jednak wiele elementów specjalnych, które pojawiają się w zakresie IR, w tym widoczne gołym okiem. Pisaliśmy już o tym krótko na Habré - teraz przekonajmy się:

1000 rubli z filtrami 760, 850 i 1050nm: tylko niektóre elementy są drukowane tuszem pochłaniającym promieniowanie IR:

5000 rubli:

5000 rubli bez filtrów, ale z oświetleniem o różnych długościach fal:
czerwony = 940nm, zielony - 850nm, niebieski - 625nm (=światło czerwone):

Jednak triki pieniędzy na podczerwień na tym się nie kończą. Banknoty posiadają oznaczenia antystokesowskie - oświetlone światłem podczerwonym 940nm świecą w zakresie widzialnym. Zdjęcie zrobione konwencjonalnym aparatem - jak widać światło IR trochę przechodzi przez wbudowany filtr IR-Cut - ale ponieważ obiektyw nie jest zoptymalizowany pod kątem podczerwieni - obraz nie jest ostry. Światło podczerwone wygląda na jasnofioletowe, ponieważ filtry Bayer RGB są przezroczyste dla podczerwieni.

Teraz, jeśli dodamy filtr IR-Cut, zobaczymy tylko świecące znaczniki antystokesowskie. Element powyżej „5000” świeci najjaśniej, widać to nawet przy słabym oświetleniu pomieszczeń i podświetleniu diodą/latarką 4W 940nm. W tym elemencie jest też czerwony luminofor - świeci przez kilka sekund po naświetleniu światłem białym (lub IR->zielonym z luminoforu antystokesowskiego o tej samej etykiecie).

Element nieco na prawo od „5000” to luminofor, który po naświetleniu światłem białym świeci przez jakiś czas na zielono (nie wymaga promieniowania IR).

Streszczenie

Pieniądze w zakresie IR okazały się niezwykle trudne, a w terenie można to sprawdzić nie tylko z UV, ale także z latarką IR 940nm. Efekty fotografowania nieba w podczerwieni dają nadzieję na amatorską astrofotografię bez wyjeżdżania daleko poza granice miasta.

We współczesnym świecie trudno będzie znaleźć osobę (może z wyjątkiem tylko dzieci w wieku do 7-8 lat), która nigdy nie słyszała o kamerach termowizyjnych. To prawda, że ​​przynajmniej raz trzymając w rękach prawdziwe urządzenie, nie będzie ich tak wiele. A jednak na świecie są ludzie, którzy nie tylko mają kamery termowizyjne, ale także sami je wykonali z improwizowanych materiałów.

Czy można zrobić kamerę termowizyjną własnymi rękami?

Taka potrzeba bycia nowymi Kulibinami w naszym kraju wiąże się z bardzo wysokimi kosztami tych profesjonalnych urządzeń. W przypadku montażu według zasady „zrób to sam” cena domowej kamery termowizyjnej nie spada nawet czasami, ale o rzędy wielkości. Mimo dość skomplikowanej zasady działania, montaż urządzenia w domu jest możliwy, a zdecydowaną większość potrzebnych czujników (np. popularny MLX90614ESF) można bez problemu kupić na stronach internetowych takich jak e-bay. W związku z tym główną trudnością jest optyka wymagana do dokładnego skonfigurowania obrazu na monitorze odbiorczym. Co więcej, optyka jest wyspecjalizowana, wykorzystując w składzie pierwiastki ziem rzadkich (najczęściej german) - a teraz nierealne jest wykonanie jej w mieszkaniu bez wyjątkowych umiejętności technicznych i głębokiej znajomości fizyki.

Działanie kamery termowizyjnej podczas polowania

Jest jednak na to proste rozwiązanie - i polega ono na wykorzystaniu gotowych układów optycznych z dowolnego urządzenia, w którym są obecne (kamery cyfrowe, kamery internetowe i konwencjonalne itp.).

Potrzeba polowania

Kamera termowizyjna jest urządzeniem wielofunkcyjnym, ale oprócz zastosowania jako sprzęt stacjonarny (do monitorowania różnych procesów przemysłowych), najbardziej przydatna jest jej wersja przenośna i przenośna. Powyższe w pełni odnosi się do wykorzystania urządzenia w polowaniu - ponadto pożądana jest konstrukcja urządzenia w postaci odpornego na wstrząsy i lekkiego monobloku, zapewniającego duży zasięg rozpoznawalnej widoczności (w modelach profesjonalnych jest to 1,5 km i o poziomie ochrony większym niż IP54). Jeśli urządzenie zostanie zmontowane na optyce cyfrowej, a nie analogowej (co utrudnia odróżnienie gorącego ognia od zimnego śniegu z odległości 100 metrów), myśliwy będzie mógł znaleźć zwierzę lub ptaka w najbardziej niesprzyjających warunkach dla normalnego ludzka wizja. Należą do nich ciemna pora dnia, gęsta mgła i deszcz, a nawet zarośla, które maskują zwierzęta zamrożone i nieruchome.

W przypadku kamery termowizyjnej promieniowanie ciała stałocieplnych ssaków lub ptaków na monitorze będzie wyglądało jak jasny punkt, co po prostu nie pozwoli ofiarom pozostać niezauważonym.

Zasada działania

Zasada działania kamer termowizyjnych opiera się na prawie fizyki, zgodnie z którym każde ogrzane ciało wypromieniowuje w przestrzeń im intensywniejsze promieniowanie podczerwone (IR), im wyższa jest temperatura obiektu - w tym ciała stałocieplnego zwierzęcia. Takie promieniowanie jest wychwytywane przez nasze urządzenie i zamieniane na obraz na monitorze, wygodny dla ludzkiej percepcji. Różnica temperatur promieniowania podczerwonego przekazywana jest w różnych kolorach, które są nam znane z tradycyjnego promieniowania widzialnego. Od ciemnofioletowego i niebieskiego dla najzimniejszych ciał do pomarańczowego i jaskrawoczerwonego dla gorących.

Ten proces odbioru i przesyłania obrazu odbywa się w 3 etapach:

  • wychwytywanie przez optykę IR promieniowania cieplnego;
  • jego cyfrowy rozkład według wartości temperatury;
  • budowa obrazu termograficznego - imitacja tzw. mapy cieplnej obiektu (coś podobnego do zwykłego wyświetlania temperatur na mapach meteorologicznych prognoz pogody).

Warto zauważyć, że dla ludzkiej szybkości reakcji wszystkie te działania są realizowane w zasadzie natychmiast.

Oczywiście samodzielna kamera termowizyjna nie zapewni jakości obrazu i efektywnego zasięgu profesjonalnego urządzenia. Ale dla myśliwego, który chce wykryć choćby bezkształtną plamkę termiczną ukrytego zwierzęcia, w zasadzie nie ma potrzeby posiadania urządzenia o wysokiej rozdzielczości kosztującego 5, 10, a czasem 20 tysięcy dolarów.

Jak działa kamera termowizyjna - obraz

Jesteśmy gotowi zaproponować Państwu trzy praktyczne opcje montażu amatorskiej kamery termowizyjnej - a którą wybrać, pozostaje do decyzji myśliwego.

Kamera termowizyjna z kamery

Ta metoda tworzenia kamery termowizyjnej jest najprostsza i najtańsza, ponieważ wymaga minimalnej ingerencji w projektowanie aparatu cyfrowego i tak samo niskich kosztów. Opiera się na prostym fizycznym fakcie, że urządzenia cyfrowe na wejściu wychwytują promieniowanie podczerwone w taki sam sposób, jak zwykłe. Ponieważ jednak w normalnych warunkach fotograf nie potrzebuje termicznej części widma, producenci instalują przed matrycą odbiorczą specjalny filtr, który odbija promienie podczerwone (tzw. „gorące lustro”, czyli zwierciadło termiczne).

Wykonywanie domowej kamery termowizyjnej z aparatu

Zatem przekształcenie kamery cyfrowej w kamerę termowizyjną będzie polegać w zasadzie tylko na zastąpieniu jednego usuniętego filtra (podczerwień) innym (dla zwykłego światła). Co więcej, w praktyce nawet drugą czynność w zasadzie można pominąć.

Urządzenie odsieć-kamery

Ta opcja również jest możliwa - ale najbardziej czasochłonna i stosunkowo droga, ponieważ wymaga dodatkowych kosztów w wysokości około 150 USD. Dodatkowo skutecznie uzyskane urządzenie na serwonapędach będzie w stanie wykryć tylko nieruchomy obiekt z promieniowaniem cieplnym.

Cechy montażu kamery termowizyjnej z kamery internetowej na zdjęciu


Do montażu potrzebne będą:

  • specjalna płytka transferu obrazu dla Arduino PC, montowana w komorze baterii;
  • jeden mały serwomotor do ruchu pionowego, przymocowany z przodu deski za pomocą taśmy lub superkleju;
  • drugi duży serwomotor, umieszczony w poziomo obracającym się urządzeniu i służący jako podstawa do mocowania na nim całej konstrukcji;
  • czujnik temperatury MLX90614, podłączony do płytki Arduino zgodnie ze schematem;
  • podobnie podłączony wskaźnik laserowy (wskazujący aktualny kierunek skanowania);
  • samą „kamerę internetową”, precyzyjnie zorientowaną za pomocą wskaźnika i czujnika termicznego.

Ten projekt będzie działał jako kamera termowizyjna z wyznacznikiem celu (jednak trzeba będzie też osobno pobrać i zainstalować oprogramowanie dla Arduino - dostępne w Internecie i niewielkich rozmiarów - około 7Mb, wraz z instrukcją instalacji szkiców i bibliotek).

Kamera termowizyjna z kamery wideo

Zasadniczo technicznie metoda jest kopią opcji z kamerą - z tym, że korpus takiej kamery termowizyjnej okaże się wygodniejszy, a jakość obrazu będzie wyższej rozdzielczości (choć kamera wideo z podczerwienią wymagane jest oświetlenie).

Inne opcje

Całkiem realna (i najwygodniejsza dla każdego, kto nie jest szczególnie zaznajomiony z lutownicami, śrubokrętami i literaturą techniczną) jest opcja z wykorzystaniem najpopularniejszych smartfonów, obdarzonych możliwościami termowizora Flir One.

Dla podróżników i myśliwych ekran takiego smartfona (po włączeniu odpowiedniego trybu) w niczym nie będzie gorszy pod względem jakości obrazu od najprostszych profesjonalnych kamer termowizyjnych. A także mają możliwość pracy w deszczu i wizualizacji dowolnego promieniowania podczerwonego w zakresie od 0 do 100°C. Chociaż nie pozwoli to oczywiście na rozróżnienie czegokolwiek na odległości około kilometra. Ale - będąc około 10 razy tańszym! I nic nie kosztuje (w kategoriach dodatkowych kosztów) dla tych, którzy po prostu zdecydują się na upgrade swojego telefonu komórkowego do takiego modelu.

Wideo: skaner termiczny zrób to sam

Podsumowując, możemy powiedzieć, że wiele nowoczesnych standardowych gadżetów całkiem pozwala przekształcić się w kamery termowizyjne - po dokonaniu minimalnych zmian w projekcie. W efekcie, nie wymagając ogromnych dodatkowych inwestycji, znacznie wydłużają czas i warunki pogodowe, w których nawet domowe kamery termowizyjne mogą wykryć upragnioną zdobycz. Chociaż podczas jazdy nocą nadal nie zaleca się używania w samochodach takich urządzeń domowej roboty jak noktowizor (a tych opartych na kamerkach internetowych jest zabronionych).

Czytaj więcej

Nie wiem jak wy, ale zawsze się zastanawiałem: jak wyglądałby świat, gdyby kanały kolorów RGB w ludzkim oku były wrażliwe na inny zakres długości fal? Przeszukując lufy znalazłem latarki na podczerwień (850 i 940nm), zestaw filtrów IR (680-1050nm), czarno-biały aparat cyfrowy (bez filtrów), 3 obiektywy (4mm, 6mm i 50mm) przeznaczone do fotografia w świetle podczerwonym. Cóż, spróbujmy zobaczyć.

W temacie fotografii IR z usunięciem filtra IR na Habré - tym razem będziemy mieli więcej opcji. Również zdjęcia z innymi długościami fal w kanałach RGB (najczęściej z uchwyceniem regionu IR) można zobaczyć w postach z Marsa i ogólnie.


Są to latarki z diodami IR: 2 lewa przy 850nm, prawa - przy 940nm. Oko widzi słabą poświatę przy 840 nm, prawe widzi tylko w całkowitej ciemności. Jak na kamerę na podczerwień są olśniewające. Wydaje się, że oko zachowuje mikroskopijną wrażliwość na bliskie promieniowanie podczerwone + dioda LED o mniejszej intensywności i krótszych (=bardziej widocznych) długościach fal. Oczywiście przy mocnych diodach IR trzeba uważać - przy odrobinie szczęścia można po cichu dostać poparzenia siatkówki (podobnie jak laserami IR) - jedyne, co oszczędza, to to, że oko nie może skupić promieniowania w jednym punkcie.

Czarno-biały 5-megapikselowy aparat USB noname - oparty na matrycy Aptina Mt9p031. Długo potrząsałem Chińczykami na temat aparatów czarno-białych - i jeden sprzedawca w końcu znalazł to, czego potrzebowałem. W kamerze nie ma żadnych filtrów - widać od 350nm do ~1050nm.

Soczewki: ten ma 4mm, są też soczewki 6 i 50mm. Przy 4 i 6mm - przeznaczone do pracy w zakresie IR - bez tego, dla zakresu IR, bez przeogniskowania, zdjęcia byłyby nieostre (przykład poniżej, z konwencjonalną kamerą i promieniowaniem IR 940nm). Okazało się, że mocowanie C (oraz mocowanie CS o długości roboczej różniącej się o 5mm) - dostaliśmy z kamer 16mm z początku wieku. Obiektywy są nadal aktywnie produkowane - ale już dla systemów nadzoru wideo, w tym znanych firm, takich jak Tamron (obiektyw 4 mm jest właśnie od nich: 13FM04IR).

Filtry: ponownie znalazłem zestaw filtrów IR od 680 do 1050nm od Chińczyków. Test transmisji IR dał jednak nieoczekiwane wyniki - nie wygląda jak filtry pasmowe (tak jak sobie wyobrażałem), ale wydaje się, że jest to inna "gęstość" barw - co zmienia minimalną długość fali przepuszczanego światła. Filtry po 850 nm okazały się bardzo gęste i wymagają długich czasów otwarcia migawki. Filtr IR-Cut - wręcz przeciwnie, przepuszcza tylko światło widzialne, przyda nam się przy fotografowaniu pieniędzy.

Filtry w świetle widzialnym:

Filtry w podczerwieni: kanały czerwony i zielony - w świetle latarki 940nm, niebieski - 850nm. Filtr IR-Cut - odbija promieniowanie IR, dzięki czemu ma tak wesołą barwę.

Zacznijmy strzelać

Panorama w dzień w podczerwieni: kanał czerwony - z filtrem przy 1050nm, zielony - 850nm, niebieski - 760nm. Widzimy, że drzewa szczególnie dobrze odbijają najbliższą IR. Kolorowe chmury i kolorowe plamy na ziemi - okazały się z powodu przemieszczania się chmur między kadrami. Poszczególne klatki zostały połączone (jeśli mogło dojść do przypadkowego przesunięcia kamery) i zszyte w 1 kolorowy obraz w CCDStack2 - programie do obróbki fotografii astronomicznych, gdzie kolorowe obrazy często składa się z kilku klatek z różnymi filtrami.

Panorama nocą: widać różnicę w barwie różnych źródeł światła: "energooszczędne" - niebieskie, widoczne tylko w najbliższej podczerwieni. Lampy żarowe - białe, świecą we wszystkich zakresach.

Regał: Praktycznie wszystkie zwykłe przedmioty są praktycznie bezbarwne w podczerwieni. Albo czarny, albo biały. Tylko niektóre farby mają wyraźny "niebieski" (krótkofalowe IR - 760nm) odcień. Ekran LCD gry „Tylko czekaj!” - w zakresie IR nic nie pokazuje (choć działa na odbicie).

Telefon komórkowy z ekranem AMOLED: absolutnie nic nie widać na nim w podczerwieni, a także niebieską diodę LED na stojaku. W tle - na ekranie LCD też nic nie widać. Niebieska farba na bilecie jest przezroczysta w podczerwieni - widoczna jest antena chipa RFID wewnątrz biletu.

Przy 400 stopniach lutownica i suszarka do włosów świecą dość jasno:

Gwiazdy

Wiadomo, że niebo jest niebieskie z powodu rozpraszania Rayleigha – odpowiednio w zakresie IR ma znacznie niższą jasność. Czy można zobaczyć gwiazdy wieczorem lub nawet w dzień na tle nieba?

Zdjęcie pierwszej gwiazdy wieczorem z konwencjonalnego aparatu:

Kamera na podczerwień bez filtra:

Kolejny przykład pierwszej gwiazdy na tle miasta:

Pieniądze

Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl przy uwierzytelnianiu pieniędzy, jest promieniowanie UV. Banknoty mają jednak wiele elementów specjalnych, które pojawiają się w zakresie IR, w tym widoczne gołym okiem. O tym już na Habré - teraz przekonajmy się:

1000 rubli z filtrami 760, 850 i 1050nm: tylko niektóre elementy są drukowane tuszem pochłaniającym promieniowanie IR:

5000 rubli:

5000 rubli bez filtrów, ale z oświetleniem o różnych długościach fal:
czerwony = 940nm, zielony - 850nm, niebieski - 625nm (=światło czerwone):

Jednak triki pieniędzy na podczerwień na tym się nie kończą. Banknoty posiadają oznaczenia antystokesowskie - oświetlone światłem podczerwonym 940nm świecą w zakresie widzialnym. Zdjęcie zrobione konwencjonalnym aparatem - jak widać światło IR trochę przechodzi przez wbudowany filtr IR-Cut - ale ponieważ obiektyw nie jest zoptymalizowany pod kątem podczerwieni - obraz nie jest ostry. Światło podczerwone wygląda na jasnofioletowe, ponieważ filtry Bayer RGB są.

Teraz, jeśli dodamy filtr IR-Cut, zobaczymy tylko świecące znaczniki antystokesowskie. Element powyżej „5000” świeci najjaśniej, widać to nawet przy słabym oświetleniu pomieszczeń i podświetleniu diodą/latarką 4W 940nm. W tym elemencie jest też czerwony luminofor - świeci przez kilka sekund po naświetleniu światłem białym (lub IR->zielonym z luminoforu antystokesowskiego o tej samej etykiecie).

Element nieco na prawo od „5000” to luminofor, który po naświetleniu światłem białym świeci przez jakiś czas na zielono (nie wymaga promieniowania IR).

Streszczenie

Pieniądze w zakresie IR okazały się niezwykle trudne, a w terenie można to sprawdzić nie tylko z UV, ale także z latarką IR 940nm. Efekty fotografowania nieba w podczerwieni dają nadzieję na amatorską astrofotografię bez wyjeżdżania daleko poza granice miasta.