Инфракрасное освещение для камер видеонаблюдения

Стандартная видеокамера хорошо работает только днем, при достаточном уровне освещения. Чувствительность сенсоров ограничена, поэтому в темноте наблюдение невозможно. ИК-подсветка – техническое решение, позволяющее видеокамере работать в инфракрасном спектре.

Определение ИК-подсветки и ее необходимость

При попадании солнечного света на объектив часть излучения поглощается, а часть отражается. Сенсоры улавливают отраженное излучение и регистрируют. Затем в обрабатывающем модуле сигнал форматируется в цифровой и в таком виде записывается или передается на устройство. Однако у такой системы есть недостатки: когда уровень освещения становится слишком низким, разница между поверхностями и объектами оказывается слишком маленькой и сенсоры ее не улавливают. В темноте устройство беспомощно.

Инфракрасная подсветка для камер эту проблему решает. Устройство испускает инфракрасное излучение. Для человеческих глаз оно невидимо, однако сенсоры улавливают отраженный сигнал и фиксируют, формируя изображение по обычной схеме.

Качество «картинки» невысокое: изображение получается монохромным, «плоским», однако вполне четким, так как температура живых и неживых объектов отличается довольно сильно.

ИК-подсветка – элемент энергозатратный. Камеры со встроенной подсветкой требуют дополнительного блока питания.

Важные параметры и характеристики

Основа устройств – инфракрасные светодиоды. Они различаются по назначению, форм-фактору, мощности излучения. Диапазон волн, которые они излучают, очень велик – 0,75–2000 мкм, поэтому вместо действительных технических характеристик для описания элементов применяют только те, что касаются непосредственно их свойств:

• мощность в единицу времени – или количество тока, подаваемое через элемент;
• площадь излучения – дополнительная характеристика;
• интенсивность светового потока – измеряется в пределах телесного или пространственного угла в Вт/ср;
• диапазон излучаемых волн;
• номинальный прямой ток и максимальный импульсный;
• величина падения напряжения;
• величина обратного напряжения.

Так как инфракрасные светодиоды не всегда работают в постоянном режиме, в паспорте указывают параметры в непрерывном и в импульсном режиме работы.

Разновидности ИК-подсветки

ИК-подсветка для бытовой камеры видеонаблюдения весьма разнообразна. Классифицируются устройства по конструкции, дальности действия, характеру оптической системы и другим признакам.

По внешним параметрам

ИК-подсветка может быть частью самого прибора либо представлять собой автономное устройство. Первый вариант называют встроенным, второй – внешним.

• Встроенный размещается в корпусе видеокамеры. Он компактен, настраивается одновременно с основным аппаратом, не дает специфических алых бликов. Однако устройство маломощное, вероятность засветки очень велика. Недостаткам является высокая частота ложного срабатывания. ИК-излучение отлично ощущают насекомые и стремятся приблизиться к объективу. На таком расстоянии сенсоры реагируют на жучков и бабочек так же, как и на крупные тепловые объекты.

• 

  Внешний вариант – ИК-прожектор. Отдельное устройство, которое требуется установить и настроить. Для этого нужен опыт и время. Зато прожектор можно подобрать по мощности, радиусу действия,чувствительности. Вместе с камерой он будет стоить меньше, чем модель со встроенным ИК-модулем. При монтаже прибора обращают внимание на возможность отводить тепло: мощный прожектор может перегреться.

Прожектор в любом случае действует на большем расстоянии, чем встроенная модель.

По сфере применения

Аппараты работают в разных режимах. По этому признаку различают 3 основные группы:

• ИК-подсветка с постоянным излучением – устройство включается, когда чувствительный фотоэлемент получает сигнал. Настройки задаются при первом включении и не изменяются. Выпускается модели как для улицы, так и для помещений.
• Импульсные – генерируют направленное излучение определенной мощности и частоты. Параметры регулируются. Прибор расходует меньше электроэнергии и дольше работает.
• Периметральный – охватывает максимальную площадь – до 200 кв. м. Устанавливают прожектор так, чтобы охватывала охраняемый участок и часть прилегающей территории.

При выборе учитывают угол обзора видеокамеры. У прибора подсветки он должен быть меньше, чем у записывающего устройства, так как на экране крайние участки кадра зачастую остаются невидимыми.

По дальности волны

ИК-прожекторы генерируют излучение с разной длиной волны:

• 720–750 нм – волны такой длины находятся в видимой части спектра. Прожекторы, работающие в этом диапазоне, используются для максимально дальней подсветки – охраны периметра, наблюдения за большим участком. Вблизи прожектор заметен из-за фонового красного свечения.
• 800 нм – тоже видимое излучение, но малозаметное.
• 860–880 нм – обеспечивают работу камеры на небольшом рассоянии. Однако излучение совершенно не улавливается человеческим глазом. Такой вариант больше подходит для скрытого видеонаблюдения в помещениях.
• 920–950 нм – прожекторы той же категории, но предназначенные для работы на малых дистанциях.

Значения излучения приводятся в техническом паспорте изделия.

По форме выполнения

Инфракрасная подсветка для камер по виду источника излучения разделяется на 2 типа:

• Светодиодные – ИК-излучение генерирует полупроводниковые элементы. Такая ИК-подсветка меньше потребляет электроэнергии, не боится холода, очень долговечна. Однако прожектор на базе лед-элементов дороже.
• Ламповые – источником излучения выступает инфракрасная лампа. Различают 2 вида прожекторов. Есть модели, непрерывно излучающие в ИК-диапазоне. Такие лампы покрыты специальным составом, который пропускает свет только в тепловом диапазоне. Другой вариант – модель со светофильтром. Он пропускает излучение с длиной волны выше 950 нм. Прожектор со светофильтром потребляет много энергии.

Ламповые излучатели стоят заметно дешевле. Однако такие лампы приходится часто менять.

Сфера применения

Инфракрасная длинноволновая подсветка требуется в следующих случаях:

• При недостаточном освещении ИК-подсветка позволяет откорректировать получаемую картинку. Дополнительное излучение позволяет подсветить тени, увидеть больше деталей в супермаркетах.
• Для скрытой системы видеонаблюдения ИК-подсветка необходима. В темноте такой крупный тепловой объект как человек прекрасно виден, что позволяет предупредить преступление.
• Ставят ИК-подсветку для увеличения пропускной способности системы видеонаблюдения. Она улучшает изображение, обработка его занимает меньше времени, а качество записи остается высоким.
• Приспособление улучшает изображение, получаемое с мегапиксельных камер.

Чтобы ИК-прожектор был максимально полезным, необходимо установить видеокамеру, чувствительную к излучению в тепловом диапазоне.

Особенности камер с подсветкой

Инфракрасное освещение нужно, чтобы обеспечить видеонаблюдение ночью. Но чтобы такая система действительно была эффективной, учитывают особенности устройства:

• Ни встроенная модель, ни прожектор не увеличивают диапазон видеонаблюдения. Она лишь улучшает качество изображения ночью.
• Основной критерий выбора – дальность действия. В квартиру или на лестничную площадку не стоит ставить мощный уличный прожектор.
• Угол обзора – в помещениях даже важнее, чем радиус действия. Однако этот параметр должен соответствовать углу обзора видеокамеры;
• При установке ИК-прожектора любой мощности потребуется монтаж дополнительного блока питания.

Подсветку для видеонаблюдения можно сделать самостоятельно. Однако такой вариант годится только для домашней системы.

На какое расстояние освещает ИК-подсветка

Потребителю проще подобрать модель, ориентируясь на указанный в характеристиках радиус действия аппарата. Различают 3 группы:

• Прожектор короткого действия – радиус ограничен 10 м. Устройства монтируют в видеоглазках, в домофонах, на лестничных площадках, в квартирах, в системах дежурной подсветки.
• Прибор средней дальности – на 20–60 м. Применяется для освещения территории возле дома, залов кинотеатра.
• Дальнего действия – радиус достигает 350 м. Прожекторы устанавливают на стадионах, охраняемых складах, площадях, территории коттеджных поселков закрытого типа.

Чем больше радиус действия прибора, тем меньше угол обзора.

Достоинства и недостатки

Преимущества устройства:

• Инфракрасная подсветка обеспечивает наблюдение за комнатой, домом и территорией целого участка ночью.
• Корректирует качество изображения при плохом освещении, улучшает детализацию.
• Подсветка уменьшает расход энергии. Освещение двора мощными прожекторами обходится заметно дороже, чем установка ИК-светильников и наблюдение в инфракрасном излучении.
• Светодиодные устройства долго служат.

Есть и недостатки:

• изображение только черно-белое вне зависимости от того, какая камера установлена;
• в ламповом прожекторе приходится часто менять лампочки;
• стекла рассеивателя нужно часто чистить.

Комбинация видеокамеры ИК-подсветки и датчика движения – хороший вариант защиты. Устройства используют для создания охранной системы как внутри жилища, так и на улице.