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Digicam als Nachtsichtgerät

Ist es nicht faszinierend, bei absoluter Dunkelheit zu sehen - und dabei vielleicht nicht mal selbst gesehen zu werden? Dafür sind allerdings teure Nachtsichtgeräte (Restlichverstärker, Wärmebildkameras) notwendig, wie sie eigentlich nur bei Militär und Polizei zum Einsatz kommen. Ein 'Normalsterblicher' kommt also kaum in den Genuss des 'Sehens in der Dunkelheit'. Könnten dem etwa normale Digitalkameras Abhilfe schaffen? In Elektronikforen ist immer wieder zu lesen, dass die Bildwandler-Sensoren auch fähig sind - für uns uns unsichtbare - Infrarotstrahlen aufzunehmen.

Let's build a Nachtsichtgerät

Diese Idee wollte ich natürlich nicht einfach so stehen lassen, also Digicam (HP Photosmart 945) geschnappt, ein paar Infrarot-LEDS zusammengesteckt, den Raum verdunkelt und ein paar Fotos gemacht. Und siehe da - die Infrarot-LEDs sind auf den Fotos deutlich sichtbar!

Versuch 1

Für den ersten Versuch (Abb.1) habe ich lediglich eine einzelne Infrarot-Diode mit 100 Ohm Vorwiderstand am 9 Volt-Netzteil verwendet (Bei 2 Volt Flusspannung der LED ergibt des ein Strom von ca. (9 V - 2 V) / 100 Ohm = 70 mA und somit eine Leistung von ca 9 V * 70 mA = 630 mW = 1% einer normalen Glühbirne). Das Foto wurde mit 16 Sekunden Belichtungszeit aus ca 30 cm Entfernung geschossen.

Ergebnis: Die LED ist zwar deutlich zu sehen, schafft es aber trotz der langen Belichtungszeit nicht, die Umgebung auch nur wenig aufzuhellen. (Abb. 2)

Versuch 2

Für den zweiten Versuch (Abb. 3) habe ich gleich 4 LEDs parallel geschaltet. Kleiner Denkfehler: Der Widerstand beträgt nun immer noch 100 Ohm, die LEDs kommen zwar somit nicht mehr an die zugelassenen Limiten, kriegen aber zusammen auch nicht mehr Strom/Leistung ab. Die LEDs habe ich so positioniert, dass ein Gegenstand - in diesem Fall eine Computermaus - angeleuchtet wird.

Ergebnis: Die LEDs sind wieder deutlich zu sehen, die Maus wird jedoch kaum beleuchtet. (Abb. 4)

Versuch 3

Für die Sensoren meines Roboters werden zwei Infrarot-LEDs mit 150 mA gepulst (1 ms an, 1 ms aus). Mal sehen, ob dieser wesentlich höhere Strom die LED wesentlich heller macht. (Abb. 5, Versuchsaufbau)

Ergebnis: Wenn man sehr gut hinschaut, ist ein kleiner Bereich der Maus sichtbar. Von Ausleuchten ist allerdings keine Rede... (Abb. 6)

Fazit

Die Kamera sieht zwar tatsächlich im Infrarot-Bereich, als Infrarotkamera oder 'Nachtsichtgerät' taugt sie allerdings deswegen noch nicht. Dies hat verschiedene Gründe:

  • Das von der Kamera aufgenommene Infrarot-Licht ist sehr ähnlich wie sichtbares Licht. Es entsteht also auch ähnlich => dort, wo es für die Kamera sichtbares Infrarot-Licht entsteht, entsteht immer auch sichtbares Licht - das IR-Licht wird davon schlicht überdeckt. Und in der Dunkelheit entsteht nunmal kein Licht und damit auch kein Infrarot.
  • Langwelligeres Infrarot, wie es durch die Wärme eines Körpers ausgesendet wird und von Wärmebildgeräten aufgenommen wird, kann die Kamera sowieso nicht mehr erfassen. Es ist also nicht möglich, einen verdeckten oder unsichtbaren Gegenstand anhand seiner abgestrahlten Wärme zu detektieren.
  • Die einzige Möglichkeit, dass die Kamera im dunkeln sehen kann, ist die Beleuchtung mit speziellen Infrarot-LEDs. Diese sind aber (zumindest in meinen Versuchen) viel zu schwach, um auch nur kleine Bereiche auszuleuchten.

Und jetzt? Ausblick...

Die einzige Möglichkeit, doch noch etwas produktives daraus zu machen bestünde darin, einen kräftigen Infrarot-Scheinwerfer zu basteln. Dann würde es vielleicht wirklich gelingen, einige Meter weit in die Nacht hinein zu sehen. Wie ich von einem Bekannten erfahren habe, gibt es handelsübliche Digitalkameras, die so etwas bereits eingebaut haben und tatsächlich Aufnahmen in völliger Dunkelheit ermöglichen.

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Abb. 1

Abb. 2

Abb. 3

Abb. 4

Abb. 5

Abb. 6