Infrarotlicht und Infrarot-LED's

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    • Offizieller Beitrag

    Bei etlichen Dashcams werden IR-LEDs verbaut und damit geworben, dass mit ihrer Hilfe die Aufnahmen bei Nacht erheblich verbessert werden. So kann man manchmal lesen:

    Zitat

    ◎Zusatz-IR-Beleuchtung für Nachtaufnahmen im näheren Umgebung.


    oder

    Zitat

    xx Infrarot-LEDs für perfekte Nachtsicht im Nahbereich (schwarz-weiß)


    Grundlagen

    Licht ist eine elektromagnetische Strahlung. Diese Strahlung wird meist als Wellenlänge angegeben. Eine Angabe als Frequenz ist ebenfalls möglich. Das sichtbare Licht umfasst in etwa den Bereich von 380 nm bis 780 nm. In den Grenzbereichen nimmt die Empfindlichkeit des Auges ab. Deshalb findet man auch Quellen, bei denen als obere Grenze nur 720 nm angegeben wird. Nach unten schliesst sich die Ultraviolettstrahlung (von 10 nm bis 380 nm, umgangssprachlich auch Schwarzlicht genannt) und nach oben die Nahe Infrarotstrahlung (NIR von 780 nm bis 1400 nm) an. Die Infrarotstrahlung bis 1000 nm wird auch als fotografisches Infrarot (Colorinfrarot) bezeichnet, da es von Fotofilmen aufgenommen wird.

    Die Sensoren der Digitalkameras sind nicht nur für das sichtbare Licht, sondern auch das Ultraviolett- und das Infrarotlicht empfindlich. Da Infrarotlicht zum Beispiel die Schärfe des Bildes verschlechtert, wird es bei vielen Sensoren gefiltert. Dazu wird ein Tiefpassfilter eingesetzt. Dieses enthält unter anderem eine IR-Reflektions- sowie eine IR Absorptionsschicht und beeinflusst die Bildschärfe und den Weißabgleich. Je nach Filter kann man Bilder mit sichtbarem und/oder infrarotem Licht aufnehmen. Infrarotbilder müssen nachbearbeitet werden. Infrarote Schwarzweißbilder werden meist nur farbentsättigt und können dann zum Aufhellen von normalen sichtbaren Bildern verwendet werden. Bei Infraroten Farbbildern müssen zumindest noch die Farbkanäle Rot und Blau getauscht werden. Dann könnte man sie zum Beispiel zur Erstellung von HDR/WD-Bilder verwenden.


    Nimmt die Kamera Infrarotlicht wahr?

    Das Licht der IR-LEDs ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Um zu sehen ob die IR-LEDs funktionieren und der Sensor Infrarotlicht wahrnimmt, wird ein kleiner Test vorgenommen. Die Kamera wird eingeschaltet und so vor einen Spiegel gehalten, das die IR-LEDs im Display der Kamera zu sehen sind. Dann sollten leuchtende IR-LEDs zu sehen sein. Wie in Blick 1 zu sehen, funktionieren die IR-LEDs und die Kamera kann sie sehen.

    Unabhängig davon, ob eine Kamera über IR-LEDs verfügt oder nicht, kann man den Test mit einer Fernbedienung (zum Beispiel für einen Fernseher) durchführen. Hier der Test für die LK47LN-D "Mutter" (192 * 112) und die Prestigio Roadrunner 530A5 (128 * 72):

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    Wie gut sieht man mit den IR-LEDs?

    Da ich Nachts im Auto keine Unterschiede feststellen konnte, bewege ich die Kamera durch einen Raum (fensterloses Gäste-WC). Bei einem Winkel von etwa 30° zum Lot auf die Wand ist eine Steckdose in 20 cm Entfernung gerade noch erkennbar (Bild 2). Sieht man lotrecht auf die gleiche Steckdose erhöht sich die Enfernung auf etwa 50 cm (Bild 3). Da kann man eventuell mit den Einstellungen für den Weißabgleich und die Belichtungskorrektur etwas bessere Ergebnisse erzielen. Da die Prestigio Roadrunner 530A5 keine eigenen IR-LEDs hab ich beide Kameras nebeneinander gehalten. Das Ergebnis der 530A3 sieht man in Bild 4.


    Gibt es Alternativen zu den schwachen IR-LEDs in den Dashcams?

    BOSCH und verschiedene Fahrzeughersteller entwickeln seit Jahren aktive Infrarot (NIR) Systeme unter dem Namen Night Vision, welche IR-Scheinwerfer in die Hauptscheinwerfer integriert haben. Die Kamera ist im Bereich des Innenspiegels angebracht und auf einem Moinitor wird ein Schwarzweißbild angezeigt. Die Reich-(Sicht)weite liegt bei etwa 150 m. Im Autolichtblog wurde Anfang 2012 ein Osram LED-Scheinwerfer mit High Power IR-LED vorgestellt.


    Fazit

    Eine nennenswerte Verbesserung der Nachtaufnahmen mit Hilfe der IR-LEDs erscheint wegen ihrer geringen Leistung nicht wahrscheinlich. Jedoch kann die Bildqualität mit Hilfe des Infrarotlichtes verbessert werden, da auch Autolampen UV- und IR-Strahlung aussenden (Da moderne Scheinwerfer aus Polycarbonat bestehen, gibt es Lampen mit UV-Filter). Moderne Nachtsichtgeräte verwenden zunehmend Millimeterwellen (das Infrarotlicht von ~ 1 bis ~ 10 mm), womit man auch durch dünne Wände sehen kann (Stichwort Nacktscanner).

    • Offizieller Beitrag

    Oft wird die schlechte Qualität von Nachtaufnahmen beklagt. Aber wie gut sollen, müssen oder dürfen diese Aufnahmen sein?

    Meine erste Kamera - eine NavGear - liefert nachts nur schlechte Bilder. Die Prestigio Roadrunner und die Hamburg_LK Mutter liefern - insbesondere wenn auch Fremdlicht vorhanden ist - vernünftige Bilder. Man hat aber dennoch das Verlangen nach noch besseren Bildern. Zu Problemen könnte es jedoch kommen, wenn die Kamera bei einen Nachtunfall mehr gesehen hat als der Fahrer. Dann könnte der Betrachter den Fahrer fragen, warum hast Du das nicht gesehen?

  • Eine Kamera sollte, meiner Meinung nach, am Tag und bei Nacht so gut funktionieren, wie es technisch gerade eben möglich ist.
    Das mein 'menschliches' Sehvermögen mit dem eines technischen Gerätes verglichen werden könnte, sehe ich persönlich nicht als problematisch an.

    Wenn ich als Fahrer etwas übersehe, habe ich in jedem Fall die Konsequenzen zu tragen.
    Ist die Kamera technisch so weit überlegen, das das menschliche Sehvermögen nicht mehr mithalten kann, wird auch der Vergleich hinfällig.

    • Offizieller Beitrag

    Um menschliches Versagen ging es mir oben nicht. Wenn ich einen Fehler gemacht habe, muss ich dafür gerade stehen. Da sind wir uns ja einig.

    In manchen Videos, besonders mit großem Weitwinkel aufgenommen, sehen Situationen weniger gefährlich aus als sie sind bzw empfunden werden. Wenn dann bei Nacht die Kamera deutlich mehr sieht als man selbst erkennen kann, könnte mancher Betrachter zu dem Schluss kommen, dass man den Unfall hätte vermeiden können.

    Oder bin ich da zu paranoid?

    Bei dem Nigthvision von Bosch hat man Infrarotscheinwerfer. Prinzipiell könnte man so etwas mit einer Sichtweite von vielleicht 30 bis 70 m auch in einem Pkw nachrüsten. Zum Beispiel wie Nebelscheinwerfer. Aber ob das sinnvoll ist? Wenn man einen großen Zusatzbildschirm hat, vielleicht?

  • Nach dieser Logik darf ich mir aber gar keine Kamera einbauen.
    Natürlich kann es sein, das die Kamera mehr erfasst als mein Auge. Ich kann mir das Video ja auch später in Ruhe und auch mehrfach ansehen.
    Aber das kann man ja nicht mit der Situation im Gefahrenmoment vergleichen.
    Wenn's so gemacht würde, Pech gehabt. Das wäre aber auch eine zweifelhaft Logik.
    Die einzige Alternative wäre: Kamera raus

    Aber das würde ich nicht als Grund für 'künstliche' Beschränkungen der Kamera sehen.

  • Bedenken die man zersteuen sollte.
    Ich halte es für sehr unwahrscheinlich, das ein Video gegen mich ausgewertet wird, in dem man nur ansatzweise erkennen kann, das... [Situation bitte hier eintragen]

    Sollte die Person trotzdem ein Problem damit haben... :winking_face:
    (Ein Restrisiko besteht immer. That's life)

    • Offizieller Beitrag

    Ich habe eine Artikelreihe gefunden, bei welcher es um die Erkennung von Kennzeichen durch eine festinstallierte Kamera geht. Leider sind die Bilder zu den Artikeln nicht mehr verfügbar.

    Nummernschilder bei Nacht:

    Übersicht
    Teil 1: Ausgangslage und Lösungsweg
    Teil 2: Empfohlene Geräte und Ausrüstungen
    Teil 3: Kamera: Einstellungen und Montage
    Teil 4: Infrarot Pass-Filter
    Teil 5: Infrarot LED Scheinwerfer – Einstellungen und Montage

    • Offizieller Beitrag

    Abgesehen davon, dass Bosch für Nigth Vision spezielle Scheinwerfer mit Infrarot entwickelt hat, dürfte jedes Leuchtmittel auch Infrarotlicht ausstrahlen. Da in Scheinwerfern auch Kunststoffe verbaut werden, welche unter dem Einfluss von UV-Licht schneller altern, gibt es auch Leuchtmittel mit UV-Filter. Stellt sich nun die Frage, in welcher Qualität und Quantität Infrarotlicht ausgestrahlt und von der Kamera genutzt wird.

    • Offizieller Beitrag

    Das Infrarotlicht ist Bestandteil der meisten Lichtquellen, insbesondere des Sonnenlichts. In den Fremdlichtquellen, welche Nachts zur Verfügung stehen, eher weniger. Wozu ist dann die Infrarotempfindlichkeit der Kamerasensoren gut?

    Darüber kann man mangels Informationen wohl nur spekulieren. Ein Punkt ist jedoch offensichtlich: An Tage ist deutlich mehr Infrarotlicht vorhanden als in der Nacht. Es sei denn es sind keine oder wenig Wolken am Himmel, welche das Infrarotlicht reflektieren. Das bedeutet, damit könnten die nachtsichtfördernden Massnahmen in der Kamera (elektronische Filter usw.) gesteuert werden. Wer in seinem Fahrzeug automatisches Fahrlicht hat, kennt das. Wenn zu wenig Infrarotlicht vorhanden ist, geht das Fahrlicht an.

    Damit wäre es interessant zu wissen, ob die Kameras mit schlechter Nachtsicht infrarotempfindlich sind.

  • Zunächst einmal: Frank sei mir bitte nicht böse. Aber ich hab mal eine grundsätzliche Frage zum Thread...
    Worauf willst du eigentlich hinaus?
    Ich muß ganz ehrlich sagen, ich verstehe im Moment nicht worauf das hier hinauslaufen soll.

    Informationen zum Thema finde ich ja sehr sinnvoll und evtl. auch interessant.
    Aber momentan wird's mir hier eher philosophisch als informativ.

    Es kann ja durchaus sein, das ich gerade noch nicht verstehe, welches Ziel du verfolgst... aber momentan :confused_face:
    Der Thread fing ja eigentlich ganz interessant, mit Fakten usw., an.
    (Soll jetzt auch kein Vorwurf sein. Ich verstehe es nur nicht.)

    • Offizieller Beitrag

    Der erste Beitrag oben ist eine Zusammenfassung. Darunter kommen Fragen und Denkansätze, welche nach meiner Ansicht damit im Zusammenhang stehen und wo ich keine vernünfitgen Informationen finde. Deshalb ist das etwas zusammen geworfen.

    Ausgangspunkt: In der Nacht soll Infrarot das Bild mittels IR-LEDS verbessern.

    Dazu haben wir ein paar Grundlagen und die beantworteten Fragen:

    • Ist der Sensor IR-empfindlich?
    • Wie gut sieht man mit den IR-LEDs?

    Weitere Fragen, die mich zum Beispiel interessieren:

    • Was bringt die IR-Empfindlichkeit? - Auswirkung auf das Bild, zum Beispiel (Un)Schärfe, Belichtung, ...
    • Wie kann man die IR-Empfindlichkeit nutzen bzw wie wird sie genutzt? - Night Vision, Bildverbesserung, ...
    • Wenn es nachts kaum IR-Lichtquellen gibt, wo bekommt man das Licht her? - Eigene Scheinwerfer, evtl. anstelle Nebelscheinwerfern, ...
    • Wie weit kann/darf/soll die Nachtsicht verbessert werden? - Eine gute Nachtaufnahme kann die Aufklärung des Herganges mit Sicherheit verbessern. Könnte es aber bei einer Abwägung negativ sein, weil man dann vergißt/übersieht, dass der Fahrer deutlich weniger gesehen hat als auf dem Video zu sehen ist?

    Man könnte auch einen Teil des Themas abtrennen und mit "Gedankenwirrwarr zum Infrarotlicht" betiteln.

  • Ich denke, wenn zuviele Fragen aufgeworfen werden, die unbeantwortet bleiben, fällt es schwer dem Thema zu folgen.
    Oder das grundsätzliche Interesse nimmt ab.
    So würde ich es zumindest für mich sehen.

    Ist dein Thread... aber ich fände es leichter und besser zu lesen, wenn die Zusammenhänge erkennbar wären und es nicht ganz so abstrakt würde.
    (Ist aber lediglich eine Einzelmeinung von mir...)

  • Ein ganz wichtiger Hinweis zum IR:
    Abgesehen davon, daß gute DC das IR nicht benötigen, ist der Einsatz (zumindest starker) IR-Quellen an der Front des Fahrzeuges m.W. verboten. Statt Neblern also IR-Scheinwerfer einzusetzen sollte man lassen.
    Warum?
    1. Weil die Kameratechnik der lieben Geschwindigkeits-Überwachungstechnik ebenfalls IR-empfindlich arbeitet und die Gefahr der Blendung gegeben ist. IR an der Front wird also nur mit speziellen, dafür zugelassenen Scheinwerfern möglich sein..was kostenmäßig wohl uninteressant ist.
    2. Zudem..auch wenn der Mensch die IR-Strahlung nicht sieht, wird Er trotzdem geblendet. Trift ein starker IR-Strahler den Gegenverkehr und verblitzt einen Fahrer die Augen (was sehr leicht passiert, da der Schließreflex der Augen bei unsichtbarem Licht nicht funktioniert und die Pupillen im Dunkeln weit offen sind), wird es unweigerlich krachen!

    Ich beschäftige mich lange genug mit der Überwachungstechnik, daß ich die Blendung von IR-Scheinwerfern auf die Augen kenne..aus leidvoller Erfahrung und durch den Bericht eines Kollegen, der einmal längere Zeit nachts damit verbracht hat zu untersuchen, was da an meinem Fenster so rot glimmt (IR-Scheinwerfer für Überwachungskameras arbeiten mit einer Wellenlänge im grad noch sichtbaren Bereich, die LED glimmen dabei schwach dunkelrot). Der Kollege hat mir später erzählt, daß Er kaum nach Hause gefunden hat und Ihm am nächsten Tag die Augen weh taten..Schweißer kennen Das :winking_face: