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!

66 мыслей о “Создание инфракрасной камеры ночного видения из веб-камеры”

    1. Можно. Съемка без активной ИК-подсветки в сумерки — если интересует — прицеплю к заметке.

      1. Прошу вас ответить мне на майл. есть чрезвычайно интересная тема.

      1. 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.

        1. 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.

  1. 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!?

    1. 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.

  2. 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!

    1. 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.

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

    1. 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.

      1. 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?

        1. Голубоватый — это с фильтром, причем у меня на фотоаппарате более «голубой», чем на телефоне, что видимо обусловлено разным качеством фильтров. Камера без фильтра видит ИК-свет практически белым, с большего расстояния и намного ярче. Вот ссылки на несколько фото для наглядности:

          Прямой свет пультом в телефон (2-3 см от объектива): http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/irl-pdu-phone_1.jpg
          Отраженный от поверхности (обычный офисный стол, поверхность слегка блестящая, 2-3 см от объектива):http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/irl-pdu-phone_2.jpg
          Почти прямой пультом в камеру (сверху диод не горит, внизу — горит). Прямой свет в объектив с небольшого расстояния просто «засвечивает» картинку: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_1.png
          Камера снимает поверхность стола: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_2.png
          То же с подсветкой пультом с расстояния около 10 см: http://www.dimio.org/wp-content/uploads/2011/ircam/ircam_3.png

      2. 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).

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

        2. 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.

          1. 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!

  4. 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?

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

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

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

    1. 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.

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

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

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

  7. 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?

    1. 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.

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

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

  10. 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?

    1. 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.

  11. 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…

    1. 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.

  12. 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.

    1. 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 для Vitaly Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.