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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik lux -> W/m^2 (Infrarotbereich)


Autor: Martin S. (scm0101)
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Hallo!

Ich möchte einen Bildsensor mit seiner angegebenen 
Mindestbeleuchtungsstärke von 5 lux mit IR-Led's(850nm) komplett (aus- 
)beleuchten.
Allerdings finde ich kaum etwas darüber, wie eine Umrechnung bzw. 
Vergleich von lux in die passenden Werte einer LED bestimmt werden 
können.
Zu finden ist nur etwas im sichtbaren Bereich bei 555nm.

Die aktive Bildsensorfläche beträgt 0,13cm^2. Abstand Leuchtquelle - 
Sensor ca. 60cm.
Weiß von euch jemand etwas darüber?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Autor: Di Pi (Gast)
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Lux ist eine LICHTtechnische Einheit, d.h. sie ist mit dem 
photometischen Strahlungsäquivalent und der menschlichen spektralen 
Hellempfindlichkeitskurve multipliziert.

Da der Mensch keine Hellempfindlichkeit bei 850 nm hat, kannst du auch 
nie auf 5 Lux mittels IR kommen.

Du brauchst die räumliche Strahlungsverteilung um dann rechnen zu 
können, in welche Richtung der LED welche Strahlungsintensität geschickt 
wird.

Autor: Martin S. (scm0101)
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d.h. ich rechne die Fläche, die von einer IRLED im Abstand von 60 cm 
beleuchtet wird aus? Umrechnung (Angabe Spec) von mW/sr in mW/cm^2 ?
Dann weiß ich die Leistung pro cm^2. Umrechnung auf Fläche des Sensors 
wäre ja dann möglich.

Aber, wie lässt sich aber alles weitere berechnen. Wie kann ich daraus 
folgern, ob dies für den Sensor ausreichend ist. Die Angabe 5lux ist ja 
die "Resthelligkeit", die vom Sensor benötigt wird, um gerade noch etwas 
zu erkennen (im sichtbaren Bereich des Menschen).

Vielen Dank für die schnelle Antwort.

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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Vergiss in diesem Fall die Begriffe "Licht", "Beleuchtungsstärke" und 
"Lux".

Die Äquivalente sind "Strahlung", "Bestrahlungsstärke" und "W/m²".

Deine Rechnung kommt in etwa hin (hab keine Zeit alles genau 
nachzurechnen).


Du solltest versuchen, etwas über die "wahre" Empfindlichkeitskurve 
deines Sensors herauszufinden. Die Angabe der 5 Lux ist für deine 
Anwendung aus den genannten Gründen wertlos.

Je nachdem welche Anwendung du im Detail hast, würde ich es einfach 
ausprobieren und mittels dimmbarer IR-Led austarieren, was das beste 
Ergebnis bringt. Es ist nämlich nicht immer einfach an die spektrale 
Empfindlichkeitskurve von Sensoren zu kommen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Rechne dir aus, wie viel die 5 lx im sichtbaren Bereich als Leistungs-
dichte sind.  In erster Näherung kannst du wohl davon ausgehen, dass
die Empfindlichkeit im IR-Bereich mindestens genauso hoch ist wie
im sichtbaren Bereich (meist ist sie sogar höher, falls es nicht
gerade durch irgendwelche Filter korrigiert wird, daher kann man mit
einer alten Handy-Kamera auch IREDs "leuchten" sehen).

Autor: Martin S. (scm0101)
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OK - vielen Dank! Diese Berechnung hatte ich bereits gemacht. Allerdings 
steht dann auch überall dabei, dass für den IR - Bereich damit 
verfälschte Werte herauskommen. Überschlagsmäßig funktioniert es also 
so.

Wie würde eine korrekte Berechnung aussehen? Irgendwie muss es sich doch 
berechnenen lassen, was ein CMOS-Sensor im IR-Bereich benötigt, um etwas 
in völliger Dunkelheit zu sehen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Martin S. schrieb:
> OK - vielen Dank! Diese Berechnung hatte ich bereits gemacht. Allerdings
> steht dann auch überall dabei, dass für den IR - Bereich damit
> verfälschte Werte herauskommen.

Genau das sagt Dir Jörg ja.

Überschlagsmäßig funktioniert es also
> so.

Schön für Dich.

>
> Wie würde eine korrekte Berechnung aussehen? Irgendwie muss es sich doch
> berechnenen lassen, was ein CMOS-Sensor im IR-Bereich benötigt, um etwas
> in völliger Dunkelheit zu sehen.

Dazu benötigt man die Empfindlichkeitskurve des von Dir benutzen Sensors 
vs. Wellenlänge.
Besorg diese, dann kann man das berechnen.

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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Andrew Taylor schrieb:
> Dazu benötigt man die Empfindlichkeitskurve des von Dir benutzen Sensors
> vs. Wellenlänge.
> Besorg diese, dann kann man das berechnen.

auch schon dreimal gesagt worden...

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