ИК подсветка в видео-ии

Часть 1

В настоящее время трудно себе представить видеокамеру наблюдения без инфракрасной подсветки. Причем вне зависимости от того эта камера для наружного или внутреннего использования, черно-белого или цветного изображения. Правда в этом заявлении есть некоторая доля кокетства, поскольку сейчас в широком обиходе видеонаблюдения в интересах безопасности практически не встречаются камеры черно-белого изображения. 

В эпоху торжества черно-белого изображения, еще задолго до практически взрывного роста российского сегмента наблюдения, ИК подсветка применялась крайне редко и только для специальных задач. Да и применять ее было не так просто, поскольку широко применялась оптика (объективы) с ИК коррекцией. Но тогда коррекция предполагала срезание ИК спектра для увеличения четкости изображения за счет снижения оптических аберраций из за различия коэффициентов преломления оптического стекла в видимом и ИК диапазоне. Кроме того телекамеры в те стародавние времена строились на основе видиконов, чувствительность которых оптимизировалась в видимом диапазоне. С появлением камер на основе твердотельных сенсоров на ПЗС (CCD) хотя бы какая то ИК чувствительность стала реальностью.  Это обусловлено спектральной характеристикой квантовой чувствительности самого материала матрицы, кремния.

Это сделано для адекватной передачи относительной яркости различных цветов видимого спектра. Иначе контраст изображения был бы слишком низким и не воспроизводил бы привычную глазу картину, Когда красные и синие тона представляются относительно темными, а желто-зеленые светлыми. Другими словами спектральная характеристика сенсора как в черно-белом варианте так и интегральная цветного, составленного из основных (RGB для CMOS) или дополнительных с основным -зеленым (CMYG для CCD) цветов. должна быть близка к кривой видности глаза. Современная инфракрасная подсветка обеспечивается практически исключительно полупроводниковыми ИК светодиодами или лазерами. Лазеры стали применяться исключительно в последние год, два.

Основным преимуществом лазеров можно считать несколько большую единичную мощность, при меньшей, в сравнении со светодиодами, расходимости излучения. По крайней мере по одной координате. Это позволяет значительно лучше сформировать узкую диаграмму направленности, а соответственно увеличить дальность и эффективность освещения. Однако эти преимущества во многом носят маркетинговый характер, поскольку видеонаблюдение на дальности несколько сот метров представляется крайне редкой и специальной задачей. Кроме того в приземном слое атмосферы, где и реализуется видеонаблюдение очень сильно влияние характеристик атмосферы и ее метеорогического состояния. Светодиодные излучатели встроенной ИК подсветки в наиболее распространенных камерах китайского, южно-корейского и тайваньского производства как правило имеют длину волны 850 нм.

Такая подсветка достаточно эффективна, поскольку длина волны излучения близка к границе видимого диапазона (около 700 нм), где спектральная чувствительность сенсоров еще достаточно велика. Единственным недостатком таких излучателей является очень заметное для глаза паразитное свечение в красном спектре (около 620-650 нм). От этого камеры с такой подсветкой отчетливо заметны ночью с расстояния 10 более метров. 

Отдельные осветители выпускаются с излучателями на различные длины волн: 740, 850, 940 нм. Осветители на 740 нм естественно имеют максимальную эффективность ввиду близости частоты излучения к видимому спектру. Вместе с тем они имеют максимальную заметность глазом и применяются крайне редко. В основном сейчас производители используют излучатели на 850 нм и  некоторые из них производят аналогичные модели с излучателями 940 нм. Эти излучатели несколько меньше заметны глазом, но имеют естественно меньшие дальности подсветки, обычно в 1,3-1,5 раза. 

Дальность подсветки вместе с углом раскрыва диаграммы направленности является важнейшими параметрами ИК прожекторов. Угол   раскрыва диаграммы направленности обычно измеряется по половинной плотности ИК излучения от максимума по оси диаграммы. Поэтому с этим параметром относительно просто. 

С дальностью подсветки несколько сложнее. Она на 50%  зависит от чувствительности камеры на длине волны излучения. А эта характеристика для камеры не нормируется. В этом смысле камера со встроенной подсветкой более определенная с дальностью действия в темноте. Если конечно мы не сталкиваемся с заведомым преувеличением параметров видеокамеры. В следующей части мы рассмотрим этот не простой вопрос.

 

Информация взята с медиапортала о безопасности "Хранитель".