Jak działają kamery noktowizyjne?

Większość kamer wyposażonych jest w system noktowizyjny, który pozwala im nadal widzieć rzeczy, nawet jeśli na zewnątrz jest ciemno. Ale jak to działa?

Jeśli nie wiesz, o czym mówimy, to prawdopodobnie widziałeś noktowizory z telewizyjnych programów o duchach - ten czarno-biały lub czarno-zielony wygląd jest zbyt znajomy. Wiele kamer bezpieczeństwa zawiera także tę samą technologię noktowizyjną, pozwalającą na przechwytywanie nagrań, nawet gdy jest ciemno.

Nocne widzenie w podczerwieni kąpie obszar w świetle, który jest niewidoczny dla naszych oczu

Istnieje kilka różnych typów noktowizyjnych: jeden, który jest używany przez większość kamer bezpieczeństwa, i jeden używany przez gogle noktowizyjne. Najczęstszym typem używanym w większości kamer bezpieczeństwa jest noktowizor podczerwieni (IR), który wykorzystuje światło podczerwone.

Jeśli kiedykolwiek patrzyłeś na przednią stronę aparatu bezpieczeństwa, prawdopodobnie zauważyłeś, że jest on pokryty garścią małych żarówek LED. To jest światło podczerwone, a kiedy robi się ciemno, światła te włączają się i działają jak rodzaj powodzi, przesycając pole widzenia kamery światłem podczerwonym.

Chodzi o to, że światło podczerwone jest zupełnie niewidoczne gołym okiem. A więc tak nie jest Popatrz jak jasne światło zalewa obszar z zewnątrz, ale tak naprawdę jest - twoje oczy po prostu nie widzą tego.

Ponadto, noktowizor z kamer bezpieczeństwa zawsze wygląda czarno-biały, ponieważ ludzkie oczy mogą odróżnić czerń od bieli lepiej niż w innych odcieniach kolorów, takich jak czerwony lub niebieski. Z tego powodu większość kamer noktowizyjnych przełącza się na filtr monochromatyczny, aby ułatwić nam oglądanie obrazu.

Istnieje wiele różnych rodzajów światła, które możemy zobaczyć na własne oczy, ale światło podczerwone (IR) jest niewidoczne gołym okiem.

Większość kamer bezpieczeństwa, które mają zdolność widzenia w nocy, w tym kamera Nest Cam, ma także filtr podczerwieni. Automatycznie wykrywa światło dzienne i stosuje filtr, aby zablokować światło podczerwone w ciągu dnia, aby zachować wierność kolorów. Gdy nadejdzie noc, filtr zostanie automatycznie usunięty, co pozwoli na więcej światła, w tym na światło podczerwone pochodzące z kamery.

Umieszczenie kamery noktowizyjnej w pobliżu okna spowoduje, że światła podczerwone odbijają się od szyby.

Rury wzmacniające Absorbują niezależnie od światła, które potrafią i wzmacniają je

Jest też inny rodzaj noktowizyjnych zjawisk, częściej spotykany w goglach noktowizyjnych, które zawierają coś, co nazywa się "lampami wzmacniacza". W najbardziej podstawowych terminach chodzi o użycie wyjątkowo czułego czujnika kamery, który zwiększa intensywność.

W bardziej zaawansowanych kategoriach dostępne światło wpadające do gogli noktowizyjnych (składających się z fotonów) zamienia się w elektrony, zamieniając światło w rodzaj elektronicznego sygnału. Elektrony są następnie mnożone za pomocą fotopowielacza, a następnie przechodzą przez ekran luminoforu, który wytwarza błyski światła, które dają jaśniejszy obraz.

Wszystkie kolory światła docierające do gogli są przekształcane w odcienie zieleni po przejściu przez ekran fosforowy, który zapewnia charakterystyczny wygląd, który prawdopodobnie znasz - ludzkie oczy są bardziej wrażliwe na zielono niż większość innych kolorów.

Gogle noktowizyjne są możliwe, ponieważ nigdy nie są naprawdę ciemne na zewnątrz - są po prostu bardzo, bardzo ciemne. W rzeczywistości bardzo trudno jest zablokować wszystko światło, chyba że aktywnie próbujesz to zrobić. Gogle noktowizyjne mogą wziąć małe światło pochodzące z księżyca lub światła ulicznego i wzmocnić je.

Zwykły aparat może zrobić coś podobnego. Idź do ciemnego pokoju w swoim domu (lub wyjdź na zewnątrz w nocy) i zrób zdjęcie z długiej ekspozycji za pomocą kamery (jeśli jest ona w stanie wykonywać zdjęcia z długimi czasami ekspozycji). Wynikowy obraz będzie znacznie jaśniejszy niż to, co widzisz, ponieważ kamera pobiera całe dostępne światło i wzmacnia je. Gdyby nie było absolutnie żadnego światła, aparat nie byłby w stanie niczego uchwycić, bez względu na ekspozycję.

Ponownie, ten typ noktowizyjnych zjawisk występuje zwykle tylko w goglach noktowizyjnych, a większość aparatów bezpieczeństwa wyposażonych w funkcje noktowizyjne polega na świetle podczerwonym, które jest znacznie tańsze w implementacji i zapewnia lepszą jakość obrazu ogólnego.

Image Credit: thekirbster / Flickr.