Создание инфракрасной камеры ночного видения из веб-камеры

В качестве продолжения моей недавней заметки, посвященной созданию домашней системы видеонаблюдения под управлением Linux (при помощи программы Motion) я хочу рассказать о простейшем способе переделки обычной веб-камеры в так называемую камеру ночного видения — способную воспринимать инфракрасный диапазон спектра.

Что такое инфракрасная камера ночного видения

Фактически любая цифровая камера может выступать в качестве ЭОП (электронно-оптического преобразователя) для прибора ночного видения (ПНВ) нулевого поколения (в таких ПНВ используется активная ИК-подсветка местности), поскольку сами матрицы камер воспринимают не только видимый, но и ИК спектр. Отсекается «лишний» свет при помощи светофильтров (в данном случае — ИК фильтр) и делается это для того, чтобы выдаваемое камерой изображение соответствовало воспринимаемому человеческим глазом. К слову, в дешевых камерах ИК-фильтр слабый или может вовсе отсутствовать — для проверки можно посветить пультом ДУ например в камеру мобильного телефона. Следовательно, демонтировав ИК-фильтр можно из обычной веб-камеры сделать камеру ночного видения, заодно повысив общую чувствительность веб-камеры и избавившись от зашумлённости изображения в условиях недостаточного освещения

Демонтаж ИК-фильтра с веб-камеры

Рассмотрю процесс демонтажа ИК-фильтра на примере веб-камеры Logitech Webcam C120. В интернете есть неплохой сайт с описаниями (на англ.) способов удаления ИК-фильтров с веб-камер основных типоразмеров. Даже если конкретной модели камеры там нет (как нет моей например) — полезно найти ближайшую похожую и ознакомиться с её устройством, в дальнейшем это пригодится при разборке своей камеры. Внимание — не любую камеру можно безболезненно лишить фильтра — в комментариях отмечен случай порчи камеры с интегрированным в линзу фильтром.

  • Первым делом необходимо разобрать корпус — сняв кожух с передней полусферы, вынув резиновую заглушку, закрывающую посадочное место крепежного винта и выкрутив сам винт. Для выполнения указанных операций потребуется как минимум тонкая крестовая отвертка (часовая подойдет лучше всего), заглушку удобно вынимать, подковырнув каким-нибудь острым предметом, хотя вполне реально обойтись ногтями.
    Разборка веб-камеры Logitech Webcam C120 Удаление заглушки винта веб-камеры
    Выкручиваем крепежный винт из камеры Logitech C120
  • После развинчивания камера разбирается на две половинки-полусферы, для чего нужно потянуть их в разные стороны от центрального шва. При этом можно удалить штатную подставку, если она не понадобится в дальнейшем, а также вынуть светопроводник от индикаторного светодиода и снять кнопку, расположенную сзади камеры.
    Схема разборки веб-камеры Logitech C120
  • Теперь необходимо вынуть из пазов плату с закрепленным на ней объективом. После чего с объектива снимается фокусировочное кольцо, а сам он откручивается от кожуха матрицы. Все снятое отложим в сторону и вплотную займемся главным — самой матрицей.
    Внутренности камеры Logitech Webcam C12 после разборки
  • Для снятия кожуха с матрицы нужно открутить два винта, расположенных на задней стороне платы. Кожух по периметру приклеен к плате, так что снимать его надо аккуратно, но с приложением некоторого усилия. После снятия кожу плату с матрицей лучше тоже отложить подальше, чтобы матрицу случайно не повредить.
    Вид платы камеры со снятым объективом
  • Переходим к главному шагу. ИК-фильтр приклеен к кожуху изнутри, лично у меня обратимо демонтировать его не получилось — пришлось просто выбить при помощи швейной иглы и вычистить остатки (делать это лучше в очках — ИК-фильтр стеклянный и мелкие кусочки стекла могут прилететь в глаз).
    Демонтируем ИК-фильтр с веб-камеры Logitech C120
  • Вот и всё, камера ночного видения готова! Осталось поставить на место кожух (при установке обращаем внимание на ключи, расположенные на кожухе и плате — выступы и дырочки соответственно, совмещением которых обеспечивается правильность расположения кожуха). Прикручиваем объектив в кожуху, подключаем камеру и проверяем ее работоспособность.

Теперь достаточно лишь заключить камеру в удобный корпус (можно использовать и штатные, если его размеры и форма вас устраивают) и разместить в нужном месте — например над входной дверью, подключив провод камеры к компьютеры. И наслаждаться самостоятельно собранной системой видеонаблюдения!

Зачем еще может пригодиться инфракрасная камера

Помимо того, что инфракрасная камера сама по себе менее чувствительна к плохой освещенности и потому лучше обычной подходит для использования в качестве охранной, у нее есть еще несколько интересных особенностей:

  • Первая и основная, вытекающая из самой сути ИК-камеры — она воспринимает ИК-излучение, а значит с такой камерой будет отлично работать невидимая невооруженным глазом ИК-подсветка (тот самый принцип ПНВ нулевого поколения). Дядюшка Ляо предлагает огромный выбор модулей из ИК-светодиодов — от лампочек для стандартной сети 220 В до. тех, что монтируются на «взрослые» охранные камеры. Выполненных как в виде плат, так и в виде полуготовых и готовых устройств. Например, Для отдельных ИК-светодиодов полезно будет подобрать диффузор для рассеивания луча.
  • А вторая особенность ИК-камеры заключается в проницаемости для ИК-излучения некоторых материалов (например — синтетики). Также в ИК-свете видны защитные приспособления денежных купюр. Довольно забавно выглядят вены на теле, снятые ИК-камерой.

Как видите, сделать инфракрасную ночную камеру из самой простой веб-камеры — совсем не сложно и не затратно как по усилиям, так и по времени. Зато возможности такая переделка открывает весьма интересные как с практической точки зрения, так и с точки зрения обыкновенного любопытства. Следующим шагом может стать создание модуля ИК-подсветки, который можно использовать для «ночного видения» совместно с обыкновенным сотовым, камера которого способна распознавать ИК-спектр — получится настоящий мобильный прибор ночного видения!

Творите, придумывайте и успехов вам!



Category Рубрики: *NIX | Tag Метки: , , , , | Comments 66 комментариев »

66 комментариев

  1. Ilya says:

    А можно пример кадров, снятых такой камерой?

  2. Gran says:

    Камера не Ложитег случайно?)

      • Sergey Danilov says:

        Большое спасибо,Ваша статья оказалась для меня очень интересной. Хотел попросить совета. Планирую установить такую камеру на улице для наблюдения за авто. Как считаете, выдержит ли она нагрузку отрицательных температур?и каких/сколько диодов нужно для освещения расстояния 4-6метров. Спасибо.

        • dimio says:

          Смотря насколько отрицательных 🙂 Как и любая бытовая электроника наверное — ниже -20 уже возможны проблемы. Плюсь влажность, в т.ч. оптика будет запотевать — тоже придётся решать как-то.
          А по диодам — так гляньте по ссылке в заметке — там китайцы в описаниях указывают примерную дальность и/или картинки освещённости на 1 метре выкладывают — можно прикинуть, каких и сколько диодов ставить.

  3. Аноним says:

    снял ИК фильтр — разницы не заметил(((((

  4. Аноним says:

    попробовал подсветить ИК- светодиодом, оказывается работает! прощу прощенья!)))))
    хочу пришпандорить 6 ИК- диодов, не знаю сколько нужно прилепить сопротивления, и по какой схеме лучше паять!?

    • dimio says:

      На этот вопрос ответить не могу — ко мне еще не приехали из китая диоды. Как приедут — я воспользуюсь вот этим калькуляторм: http://www.casemods.ru/services/raschet_rezistora.htmll (там же есть небольшой ликбез по этой теме). Считает для одиночного светодиода, для параллельных и последовательных схем. Я бы использовал параллельную схему (т.к. всего 2 диода для камеры ставить собираюсь), чтобы напряжение питания не повышать (но в этом случае на каждый диод надо свое сопротивление). Для 6 штук, если нет проблем с напряжением, проще будет собрать послед. схему.

  5. Аноним says:

    А ты с какого города, у нас в Хабаровске диоды свободно продаются в спец магазинах, цена примерно 7р! собрал схему две цепочки последовательно по 3 диода и спаял их паралельно, запитал от трёх батареек (лепёшки, LR41), так чисто для проверки, светят хорошо на расстоянии метров двух, а дальше камера уже почти ничего не видит!

    • dimio says:

      С Питеру. У нас тоже продаются, только в Китае выбор больше, цены ниже и проще подбирать что надо. Поскольку срочности нет — мне легче там заказать и подождать пока приедут.

  6. Aleks says:

    Как я понял на телефонах обычно ик-фильтры не ставятся? Хотел бы поэксперементировать со съёмкой на мобильный телефон с ик-подсветкой.

    • dimio says:

      Ну тут я думаю в основном от качества аппарата зависит. На дорогой телефон с претензией могут и поставить. Но проверить-то тем же пультом ДУ ничего не мешает. Например на телефоне у меня светодиод пульта дает этакий «монохромный белый», притом отраженный от поверхности тоже отлично виден. А фотоаппарат отраженный не видит, а при непосредственном наведении на объектив диод мерцает голубым.

      • Aleks says:

        Опробовал 3 средних по качеству телефона с камерами 2 и 1.3 мегапикселя. На всех трёх эффект был примерно одинаковый: светодиод пульта светился белым, немного голубоватым светом, при прямом наведении на объектив телефона свет было видно на расстоянии до 2-х метров, а вот отражённый от поверхности свет телефоны «видели» только при глянцевой более-менее отражающей поверхноси и только на близком расстоянии (около 3-х сантиметров). Значит у меня стоят фильтры?

      • Aleks says:

        Напишите ещё пожалуйста, если не трудно, на каком расстоянии ваша модернизированная вебкамера «видит» свет от пульта д.у. при прямом наведении на объектив, при отражении от поверхности и при отражении от какой поверхности этот свет виден. Хотелось бы узнать, как сигнал от пульта виден в идеальном случае (в случае, когда точно нет фильтра).

        • dimio says:

          Про отражение выше написал — стол со слегка глянцевой отделкой «под дерево». Макс. дальность видимости постараюсь вечером замерить и напишу.

        • dimio says:

          С макс. дальностью у меня возникли объективные сложности — мне пока в квартире дальше, чем на 5 метров, отойти некуда. С 5 метров свет виден отлично как прямой, так и отраженный от стола.

          • Aleks says:

            Всё ясно. Значит мне, похоже, не суждено испытать съёмку с ик подсветкй с телефонов (из-за наличия фильтров, которые, скорее всего убрать практически невозможно из камеры телефона). Спасибо за исчерпывающий ответ и интересную статью!

  7. kenny says:

    а можно это сделать с камерой на телефоне?

  8. Аноним says:

    Приятного времени суток! Есть задумка освещать авто с балкона 7-го этажа в темное время суток изготовленным из ИК диодов прожектором и снимать камерой. Как думаете, реально ли воплотить такую идею в жизнь?

    • dimio says:

      Я уверен что реально. А вот рентабельно или нет — смотрите сами.

    • serg says:

      это вполне реально.Есть ик прожекторы с дальностью действия более 100м но и цена соотведственна.Необходимо только подходящуу камеру

  9. Аноним says:

    послу удаления фильтра, дневная съемка получит искажения? Камеру хорошую жалко..

    • dimio says:

      Цветопередача искажается. Я специально использовал самую дешевую камеру, что нашёл, для этих экспериментов.

  10. NoName says:

    хе хе а это весело особенно сквозь объекты

  11. Антон says:

    Покажите примеры фото! Уж очень хочется посмотреть. (особенно вены на теле)

    • dimio says:

      Вот заметка, которая меня вдохновила попробовтаь: [ссылка]
      Там же есть примеры снимков (вкл. вены). Мои примеры выложены несколькими комментариями выше, где я пультом ДУ свечу в камеру.

  12. Аноним says:

    пропала резкость после снятия стекла и все цуко!

    • dimio says:

      То сняли? Там должна быть линза, которая резкость обеспечивает — может вы ее убрали вместо фильтра?

  13. Аноним says:

    снял стеклышко. теперь матрица греетЦа а вебка ваще не определяется!!!!!

    • dimio says:

      На такой же камере то же самое стеклышко? Раз не определяется — возможно в процессе контакт оборвали какой-то.

  14. RULF says:

    У меня камера logitech 9000pro/ светил пультом. камера видит диод. а что если я просто куплю 20 диодов и буду светить ими. камера будет видеть в темноте?

    • dimio says:

      Если имеются в виду диоды из пультов — вряд ли от них будет большой толк. Посмотрите ссылку на ИК-светодиоды из заметки. Там есть сведения о мощности и к некоторым выкладывают фото/видео реальной подсветки ими.

  15. RBB says:

    Использовал камеру Floston K8. Раскручивается легко, снимается ИК-фильтр с объектива. Цена примерно 500р

  16. Игорь says:

    Никогда не занимался подобными делами. Долго пришлось помучиться, но все равно собрал.. Укрепил в прихожей.
    Спасибо большое

  17. wolf says:

    Доброго времени суток! Классная статья, но я почему то не все понял. Скажите пожалуйста чтобы моя камера на телефоне видела в темноте надо подсветить ИК-светом? верно?

    • dimio says:

      Я не в курсе, какая у вас камера на телефоне, но проверить несложно: достаточно посветить в темноте любым инфракрасным пультом ДУ (например — от телевизора) и посмотреть, как это воспринимается камерой — станет ясно. В пульте светодиод слабый, так что подсветка более мощным ИК-светодиодом и эффект дасть больший.

  18. Аноним says:

    Один детский сад. Весь инет перерыл и ничего путного не нашел.
    Надо сделать камеру, чтобы ночью видеть метров 70, и опознать злоумышленника.
    Готовые камеры только для миллионеров- мать их…

    • dimio says:

      Веб-камера за 200 рублей и днём на 70 метров ничего путного не покажет. Думаю, что оптика для таких задач дешевой быть и не может, да плюс необходимость ночного видения.

  19. Яптро says:

    У меня возникла идейка, отпишите, пожалуйста, на e-mail.

  20. Vitaly says:

    Все эти идеи ни разу не про «ИК-камеры». Точнее сказать, немного не того диапазона.

    Все они основаны на отражении света, инфракрасного и не очень.
    Да, спектр многих камер чуть смещен влево (в сторону инфракрасного излучения), и эти камеры чуть более чувствительны к ИК, чем глаз. Вспоминаем, направляли ли себе кого-то светодиодик от пультов ДУ в глаз ? Направляли. Многие видели слабый свет, а многие нет — зависит от чувствительности глаза. Так же само и с камерами.

    Нормальная ИК камера, видит ИЗЛУЧАЕМЫЙ свет, а не отражаемый.
    Вот например нагретый кусок металла, облученный светодиодами, будет виден так же само как и холодный кусок металла, несмотря на то что нагретый испускает в сотни раз больше ИК-лучей.

    Учите матчасть, господа.

    • dimio says:

      Спасибо, кэп. Но речь в заметке все же не о тепловизоре/пирометре идет, а именно о случае подсветки в ИК-спектре, см. второй абзац. И естественно камера будет при этом видеть отраженный от предметов свет.

Добавить комментарий