Створення інфрачервоної камери нічного бачення з веб-камери
13 серпня 2010 | Автор: dimio В якості продовження моєї недавньої замітки, присвяченій створенню домашньої системи відеоспостереження під управлінням Linux (за допомогою програми Motion) я хочу розповісти про простому способі переробки звичайної веб-камери в так звану камеру нічного бачення - здатну сприймати інфрачервоний діапазон спектру.
Що таке інфрачервона камера нічного бачення
Фактично будь-яка цифрова камера може виступати як ЕОП (електронно-оптичного перетворювача) для приладу нічного бачення (ПНВ) нульового покоління (в таких ПНВ використовується активна ІЧ-підсвічування місцевості), оскільки самі матриці камер сприймають не тільки видимий, але і ІК спектр. Відсікається "зайвий" світло за допомогою світлофільтрів (в даному випадку - ІК фільтр) і робиться це для того, щоб видається камерою зображення відповідало сприймається людським оком. До слова, в дешевих камерах ІЧ-фільтр слабкий або може зовсім отсутствовать - для перевірки можна посвітити пультом ДУ наприклад в камеру мобільного телефону. Отже, демонтувавши ІЧ-фільтр можна зі звичайної веб-камери зробити камеру нічного бачення, заодно підвищивши загальну чутливість веб-камери і позбувшись зашумленості зображення в умовах недостатнього освітлення
Демонтаж ІК-фільтра з веб-камери
Розгляну процес демонтажу ІК-фільтра на прикладі веб-камери Logitech Webcam C120. В інтернеті є непоганий з описами (на англ.) способів видалення ІЧ-фільтрів з веб-камер основних типорозмірів. Навіть якщо конкретної моделі камери там немає (як немає моєї наприклад) - корисно знайти найближчу схожу і ознайомитися з її пристроєм, надалі це стане в нагоді при розбиранні своєї камери.
- Передусім необхідно розібрати корпус - знявши кожух з передньої півсфери, вийнявши гумову заглушку, що закриває посадочне місце кріпильного гвинта і викрутивши сам гвинт. Для виконання зазначених операцій потрібно як мінімум тонка хрестова викрутка (годинна підійде краще всього), заглушку зручно виймати, подковирнув якимось гострим предметом, хоча цілком реально обійтися нігтями.
- Після розгвинчування камера розбирається на дві половинки-півсфери, для чого потрібно потягнути їх в різні боки від центрального шва. При цьому можна видалити штатну підставку, якщо вона не знадобиться в подальшому, а також вийняти світлопровідника від індикаторного світлодіода і зняти кнопку, розташовану позаду камери.
- Тепер необхідно вийняти з пазів плату із закріпленим на ній об'єктивом. Після чого з об'єктива знімається фокусіровочне кільце, а сам він відкручується від кожуха матриці. Все зняте відкладемо в сторону і впритул займемося головним - самої матрицею.
- Для зняття кожуха з матриці потрібно відкрутити два гвинти, розташованих на задній стороні плати. Кожух по периметру приклеєний до плати, так що знімати його треба акуратно, але з додатком деякого зусилля. Після зняття шкіру плату з матрицею краще теж відкласти подалі, щоб матрицю випадково не пошкодити.
- Переходимо до головного кроку. ІЧ-фільтр приклеєний до кожуха зсередини, особисто у мене оборотно демонтувати його не вийшло - довелося просто вибити за допомогою швейної голки і вичистити залишки (робити це краще в окулярах - ІК-фільтр скляний і дрібні шматочки скла можуть прилетіти в око).
- От і все, камера нічного бачення готова! Залишилося поставити на місце кожух (при установці звертаємо увагу на ключі, розташовані на кожусі і платі - виступи і дірочки відповідно, суміщенням яких забезпечується правильність розташування кожуха). Прикручуємо об'єктив в кожуха, підключаємо камеру і перевіряємо її працездатність .
Тепер достатньо лише укласти камеру в зручний корпус (можна використовувати і штатні, якщо його розміри і форма вас влаштовують) і розмістити у потрібному місці - наприклад над вхідними дверима, підключивши провід камери до комп'ютери. І насолоджуватися самостійно зібраної системою відеоспостереження!
Навіщо ще може стати в нагоді інфрачервона камера
Крім того, що інфрачервона камера сама по собі менш чутлива до поганої освітленості і тому краще звичайної підходить для використання в якості охоронної, у неї є ще кілька цікавих особливостей:
- Перша і основна, яка випливає з самої суті ІЧ-камери - вона сприймає ІЧ-випромінювання, а значить з такою камерою буде відмінно працювати невидима неозброєним оком ІЧ-підсвічування (той самий принцип ПНВ нульового покоління). Дядечко Ляо пропонує - Від лампочок для стандартної мережі 220 В до. тих, що монтуються на "дорослі" охоронні камери. Виконаних як у вигляді плат, так і у вигляді напівготових і готових пристроїв. Наприклад, Для окремих ІЧ-світлодіодів корисно буде підібрати для розсіювання світла.
- А друга особливість ІЧ-камери полягає в проникності для ІЧ-випромінювання деяких матеріалів (наприклад - синтетики). Також в ІК-світлі видно захисні пристосування грошових купюр. Досить кумедно виглядають вени на тілі, зняті ІЧ-камерою.
Як бачите, зробити інфрачервону нічну камеру з найпростішою веб-камери - зовсім не складно і не затратно як по зусиллям, так і за часом. Зате можливості така переробка відкриває дуже цікаві як з практичної точки зору, так і з точки зору звичайного цікавості. Наступним кроком може стати створення модуля ІК-підсвічування, який можна використовувати для "нічного бачення" спільно зі звичайним стільниковим, камера якого здатна розпізнавати ІЧ-спектр - вийде справжній мобільний прилад нічного бачення!
Творіть, придумуйте і успіхів вам!
Ще на схожі теми:
Рубрики: Linux , Гаджети | 
Мітки: linux , motion , відеоспостереження , гаджет , самодел , техніка | 
41 коментар 
А можна приклад кадрів, знятих такою камерою?
Можна. Зйомка без активної ІЧ-підсвічування в сутінки - якщо цікавить - причеплений до замітці.
Камера не Ложітег випадково?)
Він самий.
Велике спасибі, Ваша стаття виявилася для мене дуже цікавою. Хотів попросити ради. Планую встановити таку камеру на вулиці для спостереження за авто. Як вважаєте, чи витримає вона навантаження негативних температур? І яких / скільки діодів потрібно для освітлення відстані 4-6метров. Спасибо.
Дивлячись наскільки негативних
Як і будь-яка побутова електроніка напевно - нижче -20 вже можливі проблеми. Плюсь вологість, в т.ч. оптика буде пітніти - теж доведеться вирішувати якось.
А по диодам - так гляньте за посиланням у замітці - там китайці в описах вказують приблизну дальність і / або картинки освітленості на 1 метрі викладають - можна прикинути, яких і скільки діодів ставити.
зняв ІК фільтр - різниці не помітив (((((
Та ж модель камери? На моїй різниця в зображенні видно оком.
спробував підсвітити ІК-світлодіодом, виявляється працює! прощу прощення!)))))
хочу пришпандорив 6 ІЧ-діодів, не знаю скільки потрібно приліпити опору, і за якою схемою краще паяти!?
На це питання відповісти не можу - до мене ще не приїхали з Китаю діоди. Як приїдуть - я скористаюся ось цим калькуляторм:
(Там же є невеликий лікнеп по цій темі). Вважає для одиночного світлодіода, для паралельних і послідовних схем. Я б використовував паралельну схему (т.к. всього 2 діода для камери ставити збираюся), щоб напруга живлення не підвищувати (але в цьому випадку на кожен діод треба свій опір). Для 6 штук, якщо немає проблем з напругою, простіше буде зібрати послід. схему.
А ти з якого міста, у нас в Хабаровську діоди вільно продаються в спец магазинах, ціна приблизно 7р! зібрав схему два ланцюжки послідовно по 3 діода і спаяв їх паралельно, живиться від трьох батарейок (коржі, LR41), так чисто для перевірки, світять добре на відстані метрів двох, а далі камера вже майже нічого не бачить!
З Пітеру. У нас теж продаються, тільки в Китаї вибір більший, ціни нижче і простіше підбирати що треба. Оскільки терміновості немає - мені легше там замовити і почекати поки приїдуть.
ну так то так)))
Як я зрозумів на телефонах зазвичай ик-фільтри не ставляться? Хотів би поексперементувати зі зйомкою на мобільний телефон з ик-підсвічуванням.
Ну тут я думаю в основному від якості апарату залежить. На дорогий телефон з претензією можуть і поставити. Але перевірити-то тим же пультом ДУ нічого не заважає. Наприклад на телефоні у мене світлодіод пульта дає такий собі "монохромний білий", притому відбитий від поверхні теж відмінно видно. А фотоапарат відбитий не бачить, а при безпосередньому наведенні на об'єктив діод мерехтить блакитним.
Випробував 3 середніх за якістю телефону з камерами 2 і 1.3 мегапікселя. На всіх трьох ефект був приблизно однаковий: світлодіод пульта світився білим, трохи голубуватим світлом, при прямому наведенні на об'єктив телефону світло було видно на відстані до 2-х метрів, а ось відбитий від поверхні світло телефони "бачили" тільки при глянцевому більш-менш відбиває поверхонь і тільки на близькій відстані (близько 3-х сантиметрів). Значить у мене стоять фільтри?
Голубуватий - це з фільтром, причому у мене на фотоапараті більш "блакитний", ніж на телефоні, що мабуть зумовлено різною якістю фільтрів. Камера без фільтра бачить ІК-світло практично білим, з більшої відстані і набагато яскравіше. Ось посилання на кілька фото для наочності:
Прямий світло пультом в телефон (2-3 см від об'єктива): http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/irl-pdu-phone_1.jpg
Відбитий від поверхні (звичайний офісний стіл, поверхня злегка блискуча, 2-3 см від об'єктива): http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/irl-pdu-phone_2.jpg
Майже прямий пультом в камеру (зверху діод не горить, внизу - горить). Прямий світло в об'єктив з невеликої відстані просто "засвічує" картинку: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_1.png
Камера знімає поверхню столу: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_2.png
Те саме з підсвічуванням пультом з відстані близько 10 см: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_3.png
Напишіть ще будь ласка, якщо не важко, на якій відстані ваша модернізована вебкамера "бачить" світло від пульта д.у. при прямому наведенні на об'єктив, при відбитті від поверхні і при відображенні від якої поверхні цей світ видно. Хотілося б дізнатися, як сигнал від пульта видно в ідеальному випадку (у випадку, коли точно немає фільтра).
Про відображення вище написав - стіл зі злегка глянсовою обробкою "під дерево". Макс. дальність видимості постараюся ввечері заміряти і напишу.
З макс. дальністю в мене виникли об'єктивні складності - мені поки в квартирі далі, ніж на 5 метрів, відійти нікуди. З 5 метрів світло видно відмінно як прямий, так і відбитий від столу.
Все ясно. Значить мені, схоже, не судилося випробувати зйомку з ІК підсвічування з телефонів (через наявність фільтрів, які, швидше за все прибрати практично неможливо з камери телефону). Спасибі за вичерпну відповідь і цікаву статтю!
Завжди будь ласка!
а можна це зробити з камерою на телефоні?
Див обговорення вище в коментарях.
Приємного часу доби! Є задумка висвітлювати авто з балкона 7-го поверху в темний час доби виготовленим з ІК діодів прожектором і знімати камерою. Як думаєте, чи реально втілити таку ідею в життя?
Я впевнений що реально. А ось рентабельно чи ні - дивіться самі.
це цілком реально.Есть ик прожектори з дальністю дії понад 100м але і ціна соотведственна.Необходімо тільки подходящуу камеру
послу видалення фільтра, денна зйомка отримає спотворення? Камеру хорошу шкода ..
Передача кольору спотворюється. Я спеціально використав найдешевшу камеру, що знайшов, для цих експериментів.
хе хе а це весело особливо крізь об'єкти
Покажіть приклади фото! Вже дуже хочеться подивитися. (Особливо вени на тілі)
Ось замітка, яка мене надихнула попробовтаь:
Там же є приклади знімків (вкл. вени). Мої приклади викладені кількома коментарями вище, де я пультом ДУ свічку в камеру.
пропала різкість після зняття скла і все цуко!
Те зняли? Там повинна бути лінза, яка різкість забезпечує - може ви її прибрали замість фільтра?
зняв скельце. тепер матриця греетЦа а вебкам ваще не визначається!!!
На такий же камері те ж саме скельце? Раз не визначається - можливо в процесі контакт обірвали якийсь.
У мене камера logitech 9000pro / світил пультом. камера бачить діод. а що якщо я просто куплю 20 діодів і буду світити ними. камера буде бачити в темряві?
Якщо маються на увазі діоди з пультів - навряд чи від них буде великий толк. Подивіться посилання на ІЧ-світлодіоди з нотатки. Там є відомості про потужність і до деяких викладають фото / відео реальної підсвічування ними.
Використовував камеру Floston K8. Розкручується легко, знімається ІЧ-фільтр з об'єктива. Ціна приблизно 500р
Під Лінукс работет?
Лінукс не пробував.