Инфракрасное освещение для камеры

Содержание
  1. Инфракрасная подсветка и преимущества ее использования в ночное время
  2. Проблемы светочувствительности камер и способы их устранения
  3. Разновидности и особенности ИК подсветки
  4. ИК-подсветка: что это такое и параметры, виды и применение, плюсы и минусы
  5. Определение ИК-подсветки и ее необходимость
  6. Важные параметры и характеристики
  7. Разновидности ИК-подсветки
  8. По внешним параметрам
  9. По сфере применения
  10. По дальности волны
  11. По форме выполнения
  12. Сфера применения
  13. Особенности камер с подсветкой
  14. На какое расстояние освещает ИК-подсветка
  15. Достоинства и недостатки
  16. Типы, особенности и схема ИК подсветки
  17. Типы ИК освещения
  18. Когда стоит использовать ИК подсветку
  19. Что представляет собой ИК подсветка длякамеры видеонаблюдения
  20. Виды ИК прожекторов
  21. Преимущества использования
  22. Как сделать ИК подсветку длявидеонаблюдения своими руками
  23. Основные выводы
  24. Инфракрасный фонарь для видеонаблюдения: как сделать своими руками
  25. Использование ИК-фонарей в видеонаблюдении
  26. Основные характеристики
  27. Другие сферы применения
  28. Как сделать своими руками
  29. Обзор популярных моделей
  30. Всё что нужно знать об инфракрасной подсветке
  31. Выбор инфракрасной подсветки
  32. Длина волны
  33. Угол излучения
  34. Дальность действия

Инфракрасная подсветка и преимущества ее использования в ночное время

Инфракрасное освещение для камеры

Светочувствительность матриц, используемых в камерах видеонаблюдения, накладывает определенные ограничения при использовании этих устройств в темное время суток.

Лучшим показателем светочувствительности обладают аналоговые камеры, способные достаточно четко воспринимать форму и цвет объекта в условиях плохой освещенности.

 Более современные цифровые камеры видеонаблюдения без дополнительной инфракрасной подсветки малоэффективны ночью, в сумерках и в пасмурную погоду.

Проблемы светочувствительности камер и способы их устранения

В современных камерах видеонаблюдения реализован компенсаторный механизм, позволяющий повысить качество записи при снижении уровня освещенности.

Но, даже несмотря на это, добиться максимально высокого качества не удается. Компенсация происходит за счет увеличения битрейта видео и смены кодировки, что приводит к увеличению размера видеофайла.

Картинка при этом получается зернистая и нечеткая.

Решить проблему можно тремя способами:

  1. Оборудовать систему видеонаблюдения дорогими камерами с высокой светочувствительностью матриц.
  2. Разместить в контролируемой зоне осветительные приборы достаточной яркости.
  3. Использовать камеры видеонаблюдения с инфракрасной подсветкой.

Первый вариант доступен не каждому домовладельцу и чаще используется при создании систем видеонаблюдения на объектах повышенной важности, например, складах, крупных предприятиях.

Установка дополнительного освещения по периметру дома возможна, но также потребует значительных материальных затрат и вызовет дискомфорт в ночное время, связанный с проникающим в окна ярким светом. Кроме того, при работе светильников и фонарей расходуется электричество, что опять-таки ведет к финансовым затратам.

Использование камер с ИК подсветкой или отдельных инфракрасных прожекторов связано с такими преимуществами:

  • меньший расход электроэнергии;
  • доступная цена устройств с интегрированным модулем ИК подсветки и отдельных прожекторов;
  • отсутствие яркого свечения, заполняющего пространство;
  • компактные размеры устройств и отсутствие необходимости проведения земельных работ при его установке.
  • сохранение приемлемого качества записи в ночное время без увеличения размеров видеофайла.

Цена инфракрасных прожекторов и камер с ИК подсветкой зависит от технологических решений, принятых при их производстве.

Разновидности и особенности ИК подсветки

Человеческий глаз воспринимает световые волны длиной от 400 до 700 нм, тогда как камера видеонаблюдения из средней или нижней ценовой категории, лучше всего «чувствует» свет в диапазоне от 650 до 750 нм. Устройства подсветки излучают волны длиной 730-950 нм, то есть выходящие за пределы чувствительности глаза и достаточные для камер видеонаблюдения.

Подсветка в нижнем диапазоне минимально ощущается человеком (видно тусклое свечение) и позволяет осветить большое пространство для камер. Волны большой длины не влияют на глаз, но способствуют освещению значительно меньшей площади.

Существуют два типа ИК подсветки: диодные и ламповые.

Светодиодные ИК прожекторы – конструкция устройств достаточно проста и напоминает ламповые прожекторы. Преимуществами диодов является меньшее энергопотребление (не более 36 Вт/ч), продолжительный срок службы, меньшая стоимость и полная безопасность для человека.

Более дешевыми, но менее экономичными являются ламповые устройства, также разделяющиеся на виды, в их числе:

  • инфракрасные излучатели – источники света (лампа накаливания), покрытые специальным фильтрационным составом, пропускающим волны длиной от 730 до 800 нм. При работе ламп виден источник излучения, они потребляют значительное количество энергии и служат в среднем полгода;
  • прожекторы с инфракрасным светофильтром – лампа накаливания помещается внутри устройства, имеющего единственную поверхность пропускающую свет. Прожектор оборудован светофильтром, препятствующим прохождению волн короче заданной длины (как правило, 950 нм). Такие устройства имеют стандартные недостатки ламповой подсветки, потребляют около 300-500 Вт/ч и освещают пространство малой площади.

Преимущества инфракрасной подсветки очевидны и неоспоримы. Они заключаются в обеспечении достаточного уровня освещенности для нормальной работы камер в темное время суток, без ущерба для комфорта и здоровья человека. При выборе камер с ИК подсветкой или отдельно устанавливаемых прожекторов, важно ознакомиться с их характеристиками и сопоставить их с потребностями.

Источник: https://tech-house.su/infrakrasnaya-podsvetka-i-preimushhestva-ee-ispolzovaniya-v-nochnoe-vremya/

ИК-подсветка: что это такое и параметры, виды и применение, плюсы и минусы

Инфракрасное освещение для камеры

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

ИК-подсветка предназначена для ночного видеонаблюдения, так как сама по себе камера в темноте не различает предметы

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

Камера с встроенной ИК-подсветкой

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.
  • Светодиодный ИК -прожекторВнешний 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 расстоянии. 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.

Источник: https://StrojDvor.ru/umnyj-dom/ik-podsvetka/

Типы, особенности и схема ИК подсветки

Инфракрасное освещение для камеры

Одним из важнейшихкритериев эффективности видеонаблюдения является достаточная освещенность.Однако далеко не на всех объектах существует возможность применениясветильников. На выход в такой ситуации приходит ИК-подсветка.

Рассмотрим, какие ее типысуществуют, когда лучше всего ее использовать, что собой представляют модели,предназначенные для видеокамер, какие виды ИК-прожекторов бывают и в чем ихпреимущества, а также как своими руками изготовить ИК-прибор и что для этогопонадобится.

Типы ИК освещения

В зависимости отрассматриваемых параметров, инфракраснаяподсветка классифицируется по нескольким системам:

  1. Типу светоисточника.
  2. Конструкционным особенностям.
  3. Длине волны.
  4. Дальности действия.
  5. Исполнению оптической системы.

По виду источникаизлучения приборы ИК подсветки делятся на две разновидности:

Конструкция первыхсхожа со стандартными ламповыми прожекторами. Среди их главных достоинств особовыделяются – низкое энергопотребление, долговечность, пожаробезопасность инеприхотливость ухода. Второй тип – в качестве источника содержат лампу. Он всвою очередь также разделяется на два подвида:

  1. Непосредственно излучающие в инфракрасном диапазоне. В основе применяется лампочка накаливания с поверхностью, покрытой специальным составом, пропускающим излучение только в диапазоне длин волн порядка 720-800 нм.
  2. Со светофильтром, ограничивающим проход света свыше 950 нм. Главный недостаток – большой расход энергии (до 0,5 кВт/ч) и малый радиус действия.

Вообще, хотя ламповые системы ИК-подсветки и дешевле светодиодных аналогов, они весьма энергозатратны и недолговечны – лампочку приходится регулярно менять.

По конструкционнымпризнакам ИК-подсветка бывает:

  1. Встроенной.Объединена в одном корпусе с камерой слежения. Характеризуется компактностью, атакже тем, что ее не надо настраивать под объектив. Недостатки – небольшаямощность, вероятность засветки изображения, особенно объектов, покрытыхсветоотражающим слоем, а также ложное срабатывание детектора движения из-заизлишнего внимания к ИК-светодиоду насекомых в теплое время года.
  2. Внешней. Решаетмногие проблемы ИК-подсветки встроенного типа. С ее помощью можно делать любойугол освещения, выбирать прибор по мощности и дальности действия и площадипокрытия – осветительные пластины, прожектора, фонари и т. д. Минусы –необходимость приобретать длякамеры отдельное устройство, устанавливать и настраивать его, чтотребует дополнительного времени, опыта и сноровки.

По диапазонам длин волнприборы ИК-подсветки разделяются на следующие категории:

  1. 720-750 нм.
  2. 800 нм.
  3. 860-880 нм.
  4. 920-950 нм.

Невидимое инфракрасное излучениехарактерно для приборов освещения,работающих при длине волны свыше 880 нм – все, что ниже находится в областизрительного восприятия. У этой особенности есть и плюсы, и минусы.

Дляобширной, а, следовательно, и максимально дальней подсветки требуется мощныйприбор с диапазоном порядка 780-820 нм. Однако на близком расстоянии излучательзаметен благодаря фоновому красному свечению.

Поэтому накоротке применяютустройства, функционирующие в незаметном, хотя и менее слабом сегменте спектра– от 850 до 950 нм.

Все устройства дляИК-подсветки разделяются по дистанции на три группы:

  1. Короткогодействия – до 10 метров. Устанавливается на лестничных площадках, в домофонах,видеоглазках, в системах дежурной подсветки и скрытом видеонаблюдении.
  2. Среднейдальности – 20-60 м. Используются для подсветки кинотеатров, ночных заведений,придомовых территориях.
  3. Дальнобойные – до0,35 км. Применяется на больших охраняемых площадях, на улицах, скверах идорогах.

Устройства дляИК-подсветки в сочетании с различными светоисточниками оснащаются разнымивидами оптических систем – обычные лампочки, фонари, прожекторы, плафоны.

Обратите внимание! ИК-излучение безопасно для человека и окружающего пространства. На его основе применяется не только подсветка для видеонаблюдения в темное время года, но и приборы обогрева.

Однако ввиду того, что спектральная чувствительность глаза человека находится за пределами этого диапазона длин волн, адаптивное сужение зрачка не срабатывает.

Поэтому не рекомендуется напрямую долго смотреть на инфракрасный источник, особенно при его высокой мощности.

Когда стоит использовать ИК подсветку

ИК-подсвета чаще всегоприменяется в следующих случаях видеосъемки:

  1. Формирование благоприятных условий для освещения. Стандартные светильники не справляются с задачей равномерности распространения светового потока на всей наблюдаемой площади. ИК-прибор вкупе с ним позволяет подсветить тени, выровнять экспозицию и детализировать кадры.
  2. Создание скрытой системы подсветки. Многие системы безопасности проявляют эффективность, когда действуют незаметно для злоумышленника. Объект в полной темноте на самом деле может хорошо освещаться в инфракрасном диапазоне излучения и все события на нем детально фиксироваться на камеру.
  3. Улучшение функций видеоаналитики. ИК подсветка дает возможность максимально точно считывать и обрабатывать информацию системам слежения даже в полной темноте.
  4. Повышение пропускной способности передачи данных. Инфракрасное освещение позволяет улучшить качество изображения ночью и поспособствовать уменьшению объема записанных данных, и повысить скорость их обработки и передачи.
  5. Улучшение изображения мегапиксельных камер.

При выборе видеокамеры для совокупной работы с ИК-подсветкой предпочтение нужно отдавать моделям, чувствительным к излучению в этом диапазоне. Хорошим примером является камера SONYExView HAD с ПЗС-матрицей.

Что представляет собой ИК подсветка длякамеры видеонаблюдения

Главным принципомприменения ИК-подсветки для системы видеонаблюдения является создание скрытогоравномерно распределенного по площади объекта инфракрасного освещения. Свет отприбора не видим глазу человека, однако изображение, образуемое камерой,создается четким и детальным.

Светильник подобногорода выполняет сразу несколько функций:

  1. Создает условия для максимально возможного наблюдения.
  2. Облегчает задачу деталировки предметов.
  3. Обеспечивает проведение съемки в абсолютной темноте.

ИК-устройства, какправило, изготавливаются в форме прожектора и применяются в сочетании с обычнымсветильником для подсветки не видимых областей от стандартного освещения наизображении камеры. Среди их внешних эксплуатационных характеристик выделяютсяхорошая герметичность корпуса – что дает возможность использовать их какснаружи, так и внутри помещения.

При этом их устанавливают недалеко от видеозаписывающего прибора, чтобы удобнее согласовать угол и направление его излучения с зоной съемки. Оборудование ИК-подсветки должно иметь параметры, соответствующие размерам освещаемого объекта, а объектив камеры – специальный корректор для работы в этом диапазоне.

Виды ИК прожекторов

Наиболеераспространенным видом приборов для ИК-подсветки является прожектор. Взависимости от назначения он бывает следующих видов:

  1. Встраиваемый. Устанавливается в корпус видеокамеры и не требует дополнительных работ на самом объекте.
  2. С постоянным излучением. Используется для внешней и внутренней установки. Настройки аппаратуры задаются при первом включении.
  3. Импульсный. Производит направленное излучение с возможностью изменения частоты и мощности. Позволяет максимально точно подстраивать под конкретные условия эксплуатации.
  4. Для периметра. Отличается максимальной дальнодействием. Применяется для ИК-подсветки больших территорий.

Рекомендация! При выборе ИК-прожектора необходимо учитывать угол обзора видеокамеры. В идеале этот параметр для прибора подсветки должен быть несколько меньше, чем у съемочного устройства, так как на дисплее чаще всего крайняя область кадра невидима.

Преимущества использования

Главные достоинстваприменения ИК-прожекта для ночной видеосъемки:

  1. Снижениерасходов энергии на освещение.
  2. Равномерная икачественная подсветка всей снимаемой площади.
  3. Детализация объектовна изображении на любой дальности съемки.
  4. Повышениедальности работы функции «датчика движения» в программе наблюдения.
  5. Большой срокслужбы оборудования.

При всех преимуществахИК-подсветка имеет и недостатки – невозможность работать с цветными камерамиввиду их малой чувствительности и необходимость периодической чистки стеколрассеивателя – внутри помещения от пыли, снаружи – от грязи и осадков.

Как сделать ИК подсветку длявидеонаблюдения своими руками

Существует множествоспособов создания прожектора для ИК-подсветки своими руками. Рассмотрим двенаиболее популярные и простые в изготовлении схемы.

Предложенное нижеизображение цепочки ИК-подсветки линейной структуры в основе имеет интегральныйавтоматический таймер NE555. Для его сборки потребуется:

  1. Элемент NE555.
  2. Инфракрасные светодиоды с номиналом, соответствующим источнику питания.
  3. Резисторы, транзисторы и прочие радиокомпоненты (согласно схеме, приведенной ниже).
  4. Паяльная плата.
  5. Набор инструментов для пайки.

Все элементысоединяются последовательно согласно рассматриваемой схеме. При этом сначала наматрицу устанавливаются крупные элементы, затем мелкие. Сами ИК-светодиодыможно разместить в корпусе старого фонаря или прожектора. Собранное устройствопосле подключения работает в соответствии со следующим алгоритмом:

  1. NE555 вавтоматически определенном ритме генерирует импульсы.
  2. Его несущаячастота задается цепочкой резисторов, один из которых имеет переменныйхарактер.
  3. Далее передачамощности осуществляется на диоды посредством транзисторного ключа.
  4. Чтобы ограничитьнагрузочный ток к каждому диоду в пару подключен резистор.

Для настройки работы ИК-подсветки необходимо изменять сопротивление переменного резистора – это позволит подобрать такую частоту, чтобы изображение, образуемое видеокамерой, не мерцало.

Еще один более простойспособ – взять в качестве основы матрицу стандартного светодиодного прожектораи вместо установленных лед-элементов впаять инфракрасные – типа TSAL5100.Естественно, при этом нужно проконтролировать, чтобы номинал монтируемыхкристаллов соответствовал электросхеме устройства.

Основные выводы

ИК-подсветкаприменяется для улучшения параметров видеосъемки в условиях плохой освещенностиили абсолютной темноты. Применяемые приборы классифицируются по ряду признаков:

  1. Разновидности светоисточника.
  2. Особенностям конструкции.
  3. Длине излучаемой волны.
  4. Дальнобойности.
  5. Типу оптической системы.

ИК-подсветкаприменяется с целью создания лучших условий видеосъемки, обеспечения скрытогоосвещения, повышения функциональности видеоаналитики, улучшения передачи базыданных и оптимизации работы мегапиксельных камер. Самым распространенным видомприборов является прожектор.

По типу выполняемых задач может быть встроенным, спостоянным излучением, импульсным, периметральным. Его применение позволяетснизить энергопотребление, улучшить равномерность подсветки, повыситьдетализацию предметов и увеличить дальность функционирования датчика движения.

Изготовить его можно своими руками на базе импульсного генератора NE555.

Источник: https://svetilnik.info/svetodiody/ik-podsvetka.html

Инфракрасный фонарь для видеонаблюдения: как сделать своими руками

Инфракрасное освещение для камеры

Немного истории. Эволюция развития фонаря начинается ещё с Античных времён. Вначале для освещения в тёмном помещении использовали факелы. Через некоторое время стали использовать свечи, керосиновую лампу, стержневые лампы, лампы накаливания. С появлением сухих батарей стали разрабатывать ручные фонари разной конструкции. Все эти осветители излучали видимый свет.

Постоянное совершенствование технологий в электронной технике привело к возможности освещать предметы (объекты) инфракрасным светом, невидимым человеческим глазом, но видимый сенсором прибора ночного видения. Это позволяет скрывать от окружающих наблюдение за нужным объектом в темноте или при слабом естественном освещении. На рис. 1 показан диапазон спектра частот, излучаемых солнцем.

Рис. 1. Излучаемый Солнечный спектр

Для улучшения видимости этих объектов сенсором ПНВ применяется инфракрасный фонарь или прожектор. Внешний вид инфракрасного фонарика мало чем отличается от обычного.

Разница будет в источнике света осветителя.

Так, в обычном используются светодиоды, излучающие видимый свет, длина волны (λ) которого находится в диапазоне от 0,4 до 0,7 микрометра, а в ИК-осветителе λ = 0,7–1 мкм.

Использование ИК-фонарей в видеонаблюдении

Надо понимать, что электронно-оптический преобразователь (ЭОП) фотокамеры устроен куда проще нашего зрения. Он реагирует только на силу отражённого света от объекта. Если нет света, то нет и изображения.

Для получения изображения необходим определённый уровень освещённости наблюдаемого объекта. Современные ЭОП начинают видеть при освещённости от 0,0005 люкса. На рис.

2 изображены снимки с инфракрасной подсветкой и без неё (для сравнения).

Рис. 2. Снимки без подсветки и с ИК-подсветкой

В дневное время источником света является солнце, свет которого содержит весь известный спектр частот.

В тёмное время для видеонаблюдения требуется освещение видимым или невидимым светом. С видимой подсветкой всё понятно, для скрытной применяются инфракрасные фонари.

ИК-подсветка используется в основном совместно с приборами ночного видения. К ним относятся:

  • монокуляр,
  • очки ночного видения (НВ),
  • бинокль НВ,
  • прицелы НВ,
  • двухканальный монокуляр,
  • комбинированные и специальные приборы.

На рис. 3 изображён монокуляр ночного видения в разрезе с указанием составляющих деталей.

Рис. 3. Монокуляр ночного видения в разрезе

Основные характеристики

Рассмотрим технические характеристики ИК-подсветки:

  • длина волны (λ),
  • тип излучателя,
  • рефлектор (отражатель),
  • выходная мощность,
  • угол излучения,
  • рабочая дальность,
  • режимы,
  • питание,
  • время работы,
  • рабочая температура,
  • крепление,
  • габариты,
  • материал,
  • цвет,
  • вес.

На рис. 4 показаны основные детали камеры видеонаблюдения с внутренней инфракрасной подсветкой.

Рис. 4. камера для видеонаблюдения с ИК-подсветкой 

Для надёжной работы задан начальный диапазон частоты инфракрасного спектра, то есть после частоты красного цвета. Чёткой границы нет. Выбрано 4 диапазона:

  • 730–750 нм,
  • 830–850 нм,
  • 870–880 нм,
  • 930–950 нм.

Важно отметить, что с увеличением длины волны падает мощность излучения и уменьшается чувствительность ЭОП. Для подсветки на дальнем расстоянии рекомендуется применять излучатели на 830–850 нм, а на ближнее — 930–950 нм. Есть ещё одна тонкость. В диапазоне излучения 730–750 нм, в рефлекторе фонаря появляется слабое красное свечение. Некоторые животные реагируют на это свечение.

В качестве источника излучения применяются ИК-светодиоды и лазерные инфракрасные диоды. Светодиоды излучают спектр частот, то есть создают мягкое излучение, а лазерные дают более жёсткое излучение. Выпускаются лазерные излучатели с внутренней оптической системой. Такие излучатели формируют узкий луч.

Рефлектор предназначен для образования светового пучка. Геометрический размер его представляет собой равнобедренный треугольник с вершиной у источника света. Угол раскрыва определяется на уровне 0,5 по оси.

Средний угол раскрыва составляет 40–80 градусов (угловых). Важно понимать, что с увеличением угла расхождения лучей расстояние подсветки уменьшается, а мощность прожектора в основном определяет не дальность, а площадь освещения. На рис.

5 показаны внешние подсветки разного вида.

Рис. 5. ИК-подсветки для видеонаблюдения

В дорогих моделях есть подстройка светового пятна. Рефлектор может быть как металлическим, так и пластмассовым и соответствовать требуемой жаропрочности. Инфракрасные диоды при работе нагреваются.

Чем больше их мощность, тем больше нагрев. Поверхность рефлектора бывает текстурированная или гладкая. Спереди от рефлектора находится линза, которая защищает рефлектор и инфракрасный диод от окружающей среды.

Изготавливается из стекла или пластмассы.

Мощность излучателей используется от милливатт до десятков ватт.

В пункте «режим» указаны возможные варианты работы. Например, в подсветке типа «хамелеон» возможны варианты:

  • строб;
  • маячок;
  • SOS;
  • регулировка излучения: высокое, среднее, низкое, минимальное;
  • дистанционное управление.

Для крепления ИК-фонарика к приборам ночного видения используют разнообразные типы приспособлений.

Самые распространённые из них — рельсовые планки Weaver и Picatinny, переходники для штативного гнезда с резьбой ¼, стринги для шлема или головы, универсальное крепление под стрелковое оружие.

Разница между планками будет в ширине прорези. У планки Вивера = 0,180″, а у Пикатинни = 0,206″, а между центрами – 0,394″ и глубина — 0,118″.

К корпусу предъявляются жёсткие требования. Он должен быть лёгким, ударопрочным, водонепроницаемым. Выдерживать отдачу ружья. В основном выполняется из анодированного высококачественного алюминиевого сплава, так как он работает в жёстких погодных условиях.

Преимущества и недостатки

К достоинствам можно отнести:

  • ИК-излучение безопасно для человека и окружающей среды.
  • Обеспечивает незаметное освещение охраняемого объекта.
  • Использование внешней подсветки улучшает качество изображения. Её можно располагать в любом удобном месте. Решает проблемы встроенной подсветки. Можно подбирать правильный угол освещения, выбирать прибор по мощности, дальности действия и площади покрытия.

К недостаткам относится изображение, которое получается чёрно-белым на цветной камере. Гладкие объекты (поверхность озёр или рек, стеклянные окна, кафель или глянцевая краска, снег, яркость заднего плана) отражают ИК-лучи и создают засвеченные пятна на изображении. Затрудняют видеоизображение также пыль, дождь, туман, летающие насекомые.

Другие сферы применения

Кроме фонариков и прожекторов, инфракрасный свет используют для видеокамер при недостаточной освещённости помещений; кассы, офиса, банка, склада, кладовой. Как дежурное освещение при видеонаблюдении, где не нужно привлекать внимание к объекту. Когда свет не должен мешать людям в кинотеатрах, театрах, ночных клубах, на автостоянках и дорогах (не ослепляет водителей).

Инфракрасный свет широко применяется в таких областях:

  • медицина (улучшает обмен веществ, выводит избыточные жиры, добавляет двигательную энергию и др.);
  • животноводство;
  • тепловизоры;
  • военная техника (система наведения, локация);
  • электронная промышленность (дистанционное управление, оптическая связь);
  • обогрев помещений;
  • пищевая промышленность (сушка овощей, фруктов);
  • астрономия;
  • метеорология (измерение температуры объектов);
  • научные исследования.

Как сделать своими руками

При желании можно самостоятельно сделать ИК-подсветку своими руками, да и всю систему видеоконтроля. Для этого надо знать основы электротехники, принцип работы электронной аппаратуры и навыки в практической работе.

Самый простой способ — переделать готовый светодиодный фонарик, излучающий видимый свет, и заменить излучатель инфракрасным светодиодом или лазерным диодом.

При этом помнить, что лазерный диод лучше использовать для открытых мест (при необходимости осветить дальнее расстояние), а обычный светодиод — в замкнутых пространствах. На рис. 6 показан комплект видеонаблюдения для дачи или офиса.

Рис. 6.

Комплект аппаратуры для видеонаблюдения

Для построения системы видеоконтроля определите, какой участок нужно контролировать, где расположить видеокамеры и при необходимости внешнюю ИК-подсветку (составить примерный план). Например: видеокамеры — количество, тип. регистратор — 1 шт. Блок питания, подсветка — количество, модель. Нужный комплект подобрать в магазине. Затем смонтировать комплект на объекте.

Не рекомендуется направлять ИК-свет в глаза — может обжечь роговицу глаза. Если освещённости не хватает, можно добавить несколько инфракрасных диодов.

Для снижения нагрева излучателя и потребляемой мощности используется импульсное напряжение с регулируемой скважностью, то есть диоды моргают. Соотношение времени включенного и выключенного состояния светодиодов происходит на высокой частоте и незаметно для глаз. На рис. 7 показаны формы импульсного регулируемого напряжения для светодиодов.

Рис. 7. Эпюры регулируемого напряжения от 10 % до 90 % 

В таком блоке питания применяется, как один из вариантов, схема на интегральном таймере ne555 с силовым транзистором.

На рис. 8 изображена принципиальная схема питания импульсным напряжением для подсветки.

Рис. 8. Схема регулируемого блока питания для светодиодов подсветки

Схему можно собрать на макетной плате. Её можно купить вместе с необходимыми радиодеталями в любом радиомагазине.

Интегральная микросхема NE555 — это управляемый генератор импульсов. Для её функционирования необходимо с помощью внешних деталей установить режим работы. Показанная схема рассчитана на работу от источника +12 вольт. Элементы С1, R1, R2 задают частотный режим подсветки. С выхода 3 напряжение подаётся через ограничительный R3 на силовой ключ T1 (полевой транзистор).

Он снимает нагрузку с вывода 3. По мощности подсветки выбирают тип VT1. Мощность резисторов 0,125 ватта. Переменный R1 изменяет частоту выходного импульсного напряжения. При импульсном питании диоды отдают большую световую мощность, чем при питании постоянным напряжением. Свечение диодов можно проверить камерой сотового телефона или фотоаппарата.

На экране будет светлое пятно.

 Важно. При выборе надо учитывать, что ик-подсветка и ПНВ должны работать в одном частотном диапазоне.

Обзор популярных моделей

В выпуске фонарей и светильников инфракрасного спектра участвуют следующие торговые бренды:

  • AZISHN,
  • Tech Trends,
  • KKMOON,
  • EFOSE,
  • Gadinan,
  • UniqueFire,
  • Smar.

Они выпускают разные подсветки, на любой цвет и вкус.

Модель AZISHN CCTV LEDS, перечислим его характеристики:

  • λ = 850 nm;
  • ИК — диоды 48IR — 4 шт.;
  • наружный;
  • водонепроницаемый;
  • для камеры видеонаблюдения.

Рис. 9. ИК-подсветка AZISHN CCTV

Прожектор KKMOON DC 12V, 12W, его характеристики:

  • LED (96 шт.) — 850 nm;
  • дальность — от 10 до 60 m;
  • исполнение — IP65 (открытый, водонепроницаемый).

Рис. 10. ИК-прожектор KKMOON с 96 ИК-диодами

BEWARD – LIR6 — компактный источник света, его характеристики приведены ниже:

  • исполнение — наружное;
  • ИК-Led 3-го поколения;
  • угол подсветки до 75°;
  • дальность до 120 м, λ = 850 нм;
  • вкл/выкл — автоматическое.

Рис.11. ИК-подсветка BEWARD LIR6

Это устройство подойдёт для СКУД и домофонии. IP-вызывная панель Hikvision DS-KV8102-IM с инфракрасной подсветкой, камерой и микрофоном:

  • цветная камера, разрешение — 1 Мп;
  • для одного абонента;
  • дальность освещения — 1 м;
  • угол обзора — по горизонтали 120°, по вертикали 120°.

Рис. 12. Вызывная панель DS-KV8102-IM

Мощный ИК-прожектор от известного бренда BOSCH EX26LED с 60 высокоэффективными светодиодами:

  • длина волны — 840 или 940 нм;
  • атмосферостойкий корпус;
  • регулируется интенсивность излучения и чувствительность фотоэлемента;
  • радиус действия до 18 м;
  • угол излучения 30°.

Рис. 13. Внешний ИК-прожектор BOSCH EX26LED

Тактический фонарь с 4Xик-светодиодами NItecore CI7, фонарь-хамелеон Nitecore CI6 с ИК-режимом:

  • бренд — Nitecore;
  • светодиод — Cree XP-G2 R5;
  • световой поток — 440 лм;
  • дальность — 190 м;
  • элементы питания — CR123A, 18650;
  • режимы работы — 13;
  • длина — 143 мм, диаметр — 25,4 мм, диаметр головной части — 40 мм;
  • вес — 138 г;
  • водонепроницаемость — IPX-8;
  • материал корпуса — алюминий;
  • тип — карманный.

Рис. 14. Внешний вид ИК-осветителя тактический фонарь с 4Xик-светодиодами NItecore CI7 (CI6)

Лазерный ИК-осветитель Барс IR L для установки на цифровые ПНВ, подходит как для применения отдельно, так и для установки на оружие. Характеристики следующие:

  • тип излучателя — лазерный диод;
  • рабочая температура — -40…+50 градусов;
  • длина волны излучения — 808 нм;
  • источник питания — 2 шт. (CR123A);
  • мощность излучения — 200 (100, 50) мВт;
  • угол расхождения — 2… 20 градусов;
  • размер — 150х30х40 мм,
  • вес — 170 г.

Рис. 15. Внешний вид ИК-осветителя Барс IR L Лазер

Марка Pulsar — это бренд корпорации Yukon Advanced Optics, выпускает спектр оборудования: от ИК-фонарей и монокуляров до цифровых прицелов и тепловизоров для смартфона. На рис. 8 изображён внешний вид ИК-осветителя Pulsar.

Рис. 16. Внешний вид ИК-осветителя Pulsar

Например, осветитель pulsar al 915t. Излучение в невидимом диапазоне. По стандарту IEC 60825-2007 соответствует первому классу. Тип диода — Laser 915 нм. Работает с цифровыми ПНВ.

 Крепится на планке Weaver. Отсутствует эффект муара. Фокусировка — световое пятно от узконаправленного до рассеянного. Регулировка мощности и угла расхождения пучка. Пятно в форме вытянутого эллипса.

Использование ИК-осветителя позволяет увидеть невидимое.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://LampaExpert.ru/vidy-i-tipy-lamp/spetsializirovannye-lampy/infrakrasniy-fonar-ispolzuetsya-dlya-videonablyudeniya-pnv-pulsar-al-915t

Всё что нужно знать об инфракрасной подсветке

Инфракрасное освещение для камеры

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.
 

Инфракрасная подсветка обеспечивает оптимальное по качеству, эффективное и незаметное видеонаблюдения в условиях недостаточной освещённости или даже в полной темноте, что невозможно выполнить обычными камерами видеонаблюдения даже с самыми совершенными матрицами.

Применение в качестве освещения обычных ламп накаливания или люминесцентных ламп не является выходом, поскольку:

  • во-первых, такие лампы делают устройства видеоконтроля, заметными, что крайне не желательно для эффективного видеонаблюдения;
     
  • во-вторых, лампы видимого спектра имеют высокое потребление электроэнергии в сравнении с ИК-лампами;
     
  • в-третьих, видимые источники света легко вывести из строя (разбить лампу); а в-четвёртых, лампы накаливания или искусственного освещения, могут вызывать засветку камеры или определённых областей съёмки

В отличие от обыкновенных источников освещения, инфракрасная подсветка потребляет меньшее количество электроэнергии, эффективно воздействует на матрицу камеры, что даёт возможность получать качественное и разборчивое изображение, абсолютно не заметна в темноте, поскольку спектр её излучения не виден человеческому глазу. Кроме того, сейчас рынок систем безопасности предлагает возможность приобрести ИК-подсветку в антивандальном корпусе, что позволит обеспечить защиту устройства от внешних механических воздействий.
 

Выбор инфракрасной подсветки

Выбирая инфракрасную подсветку для системы видеонаблюдения необходимо ориентироваться на три основных параметра:

  1. Длина волны.
  2. Угол излучения.
  3. Дальность действия. 

Длина волны

Уникальность устройств ИК-подсветки заключается в работе светодиодов инфракрасного излучения, с характерной длиной волны 800 нм, 845 нм, 870 нм, 940 нм, 950 нм. За счёт того, что ИК-светодиоды не обеспечивают излучение с определённой длиной волны, получается инфракрасных прожекторов и встроенных инфракрасных подсветок заходят в диапазон видимого света:

830 нм — слабо видны. 870 нм — мало заметны. 950 нм – невидимы.

Таким образом, чем сильнее длина волны, тем менее заметно действие устройства и выбор подсветки определяется в соответствии с конкретными задачами реализации видеонаблюдения.

  1. Если при монтаже системы видеонаблюдения основным фактором является скрытность устройств, то следует выбирать видеокамеры с параметром длины волны 940-950 нм. Такие подсветки излучают инфракрасный свет, который абсолютно не заметен человеческому глазу. Но в тоже время, следует учитывать, что чем больше будет характеристика длины волны инфракрасной подсветки, тем слабее будет светочувствительность камеры, в особенности, если используются дешёвые устройства. Данный факт никак не обозначается производителями камер видеонаблюдения и ИК-подсветок, но уже не раз был определён испытаниями.Это значит, что устройства для инфракрасного подсвечивания с длиной волны 940-950 нм идеальным образом подойдут для скрытого видеонаблюдения, но с небольшим захватом, в пределах 10-15 метров.
  2. Если приоритетной задачей для системы видеонаблюдения является дальность обзора, а незаметность видеонаблюдения не важна, с учётом тёмного времени суток, то следует отдать предпочтение инфракрасным прожекторам, обладающим длиной волны 790-820 нм. Их излучения немного заметно, но и дальность подсветки весьма обширная (в зависимости от количества диодов).
     
  3. Инфракрасные прожекторы с волнами излучения длиной 870-880 нм являются неким средним звеном, которое наиболее часто используется в стандартных системах видеонаблюдения. С помощью такой ИК-подсветки можно добиться хорошей дальности обзора и обеспечить оптимальную конфиденциальность съёмки, так как спектр излучения является слабо видимым человеческому глазу.
     

Угол излучения

Угол излучения – характерная величина, которая прямым образом зависит от кривизны отражающего купола линзы. Именно поэтому, угол излучения можно установить самостоятельно, изменяя форму отражающего купола.

При уменьшении телесного угла происходит увеличение силы излучаемого света инфракрасным прожектором, а это приводит к увеличению дальности обзора, но уменьшению его ширины. ИК-подсветки, обеспечивающие большое расстояние захвата имеют меньший угол.

Если длина волны небольшая, то радиус действия (ширина) подсветки больше.

Наилучший результат качества съёмки обеспечивают инфракрасные подсветки, действующие на небольшие расстояния, особенно в совокупности с объективом, обладающим малым фокусным расстоянием (также преобладает ширина захвата). Самыми практичным считаются ИК-прожекторы с оптимальным радиусом излучения, который равен 40-70 градусам по горизонтали.

Дальность действия

Дальность действия – это величина, которая определяется возможностью видимости точной фигура объекта и/или разборчивости лица. Другими словами, дальность – это расстояние, на котором отчётливо видно лицо и фигуру человека.

Дальность обнаружения напрямую зависит от длины волны, мощности и количества светодиодов, угла излучения ИК-подсветки, формы светоотражающей линзы, чувствительности камерной матрицы и установленного объектива.

Таким образом, дальность обозрения – это не характерный параметр ИК-подсветки, а общее соотношение связующих характеристик излучателя и видеокамеры.

Увеличить дальность обнаружения можно различными методами, например, поменять оптику, добавить в ИК-прожектор дополнительные светодиоды, изменить форму светоотражающей линзы прожектора, однако дальность может увеличиваться до определённого момента.

Существует определённый предел, за рамками которого увеличение дальности становится слишком дорогостоящим и абсолютно неэффективным, поскольку достигается предел насыщения.

Сравнительные характеристики различных видов ИК-прожекторов

Читать продолжение.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.
 

Источник: http://www.videonabludenie.su/articles/vse-ob-ik-podsvetke

Слесарю
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: