Инфракрасная подсветка при теленаблюдении. Что представляет собой камера с инфракрасной подсветкой?

Камеры наблюдения и их приминение

Теленаблюдение в интересах обеспечения безопасности и охраны предполагает получение удовлетворительного изображения объекта при любых условиях освещенности. Это относится как к закрытым помещениям с выключенным, либо дежурным освещением, так и объектам на открытом воздухе вне зависимости от расположения зоны наблюдения, времени суток и погодных условий. При использовании стандартной телевизионной техники неизбежным в этом случае является использование искусственного освещения. Но даже для специальных и относительно дорогих высокочувствительных систем ночного видения, позволяющих осуществлять телевизионное наблюдение при освещенности порядка 0,001 лк, уже незначительная подсветка может существенно увеличить контраст и разрешение изображения.

Практически все современные телекамеры выполнены на основе светочувствительных ПЗС-матриц. Характеристика спектральной чувствительности матрицы, оптимизированная по кривой чувствительности глаза, представлена на рис 1, что позволяет достаточно корректно воспроизводить относительную яркость цветных фрагментов изображения в черно-белом варианте. На рис 2 показано семейство типовых характеристик спектральной чувствительности некоторых ПЗС-матриц фирмы SONY.

Во многих случаях оптимально использование обычного искусственного освещения видимого диапазона. Это предпочтительно хотя бы потому, что позволяет телекамере работать в максимуме ее чувствительности (555 нм). Но имеется ряд задач скрытого видеонаблюдения и естественно в этом случае использование освещения, невидимого для глаза. Причем зачастую это не связано с проведением каких-либо специальных операций. Просто скрытая подсветка не привлекает внимание к скрытой телекамере, что позволяет успешнее противостоять или скорее не попадаться на глаза современным "интеллектуальным вандалам".

Рис. 1. Характеристика спектральной чувствительности матрицы, оптимизированная по кривой
чувствительности глаза

Рис. 2. Семейство типовых характеристик спектральной чувствительности некоторых ПЗС-матриц фирмы SONY.

Необходимо выделить два случая применения инфракрасной (ИК) подсветки.
В первом случае требуется, как максимум, невидимость рассеянного или диффузно отраженного светового потока, но допустимо демаскирующее свечение самих источников излучения. При этом возможно применения излучателей с длинной волны 920, 880 и даже 850 нм.

Во втором - требуется безусловная невидимость самого излучателя, даже при прямом визуальном наблюдении его с близкого расстояния. Для этого применяются излучатели с длинной волны 940-950 нм
Необходимо отметить, что, несмотря на границу чувствительности глаза 700-750 нм, любой наблюдатель через 5-10 мин. в полной темноте однозначно различает светящиеся излучатели даже с длиной волны 920-940 нм мощностью 20-40 мВт с угловыми размерами до 1,0 угловых минут. Механизм этого явления не совсем ясен и, по-видимому, обусловлен фантастически высокой чувствительностью адаптированного глаза. Естественно видимость излучателей зависит от плотности мощности излучения, попадающего в глаз наблюдателя.

Все инфракрасные источники света для видеонаблюдения можно разделить на две группы, различающиеся назначением, а, следовательно, характеристиками и конструктивным исполнением. К давно известным и широко распространенным источникам можно отнести различные ИК-прожекторы, фары и фонари, предназначенные для освещения объектов наблюдения, как на улице, так и внутри помещения. Скрытность подсветки обеспечивается только в условиях темноты, да и то, для ряда излучателей - только на достаточно большой дальности, вследствие существенного свечения в красной области спектра. Кроме того, их внешний вид однозначно ассоциируется с осветительным прибором. Как вариант полностью скрытой подсветки с использованием осветителей можно предложить создание рассеянного светового потока от потолка или специальных экранов с диффузным отражением.

Для этих случаев максимально эффективны широкоугольные осветители с углами излучения до 80-90°. Осветители располагаются за карнизами, балками и другими элементами, скрывающими их от глаз наблюдателя.

Наиболее известными из подобных приборов являются осветители с лампами накаливания. Эффективность их достаточно высока вследствие спектрального максимума в области 1,0 мкм для излучателя из вольфрама с температурой 2800-3000°С. На рис 3 приведен типовой график спектральной плотности вольфрамовой лампы накаливания. В основном в них используются лампы с галогенным циклом, имеющие отдельный или встроенный отражатель. Прожекторы имеют, как правило, влагозащищенный корпус с ребрами охлаждения и простейшими кронштейнами для крепления и наведения по углу места. Они выпускаются с напряжением питания 220, 110, 24 или 12 В. Для выделения ИК-области и подавления видимой части спектра излучения используются дисперсионные фильтры на основе ИК-стекол (ИКС). На рис 4 приведены спектральные характеристики ряда ИКС.

В редких случаях для решения специальных задач возможно применение интерференционных фильтров, но высокая стоимость, ограниченная стойкость и малая эффективность в расходящихся пучках тепловых некогерентных источников существенно ограничивает их применение. 

Рис. 3. Типовой график спектральной плотности вольфрамовой лампы накаливания.

Рис. 4. Спектральные характеристики ряда ИКС.

С появлением мощных и эффективных светодиодов все большее применение находят полупроводниковые ИК-осветители. К их основным преимуществам в сравнении с лампами накаливания можно отнести большую спектральную яркость на рабочей длине волны, существенно больший ресурс, достигающий 100 тыс. часов и меньшую стоимость (с учетом эксплуатационных расходов). Основной технической проблемой для полупроводниковых ИК-осветителей является обеспечение эффективного отвода тепла от площадки светодиода. От этого зависит допустимый ток и световой поток единичного излучателя, а, следовательно, необходимое суммарное количество светодиодов и в, конечном итоге, размеры и себестоимость всего прожектора.

Прожекторы серии "Луна" представляют интерес наличием встроенного стабилизатора тока, который обеспечивает малую зависимость светового потока от напряжения питания, длины линии (сопротивления приводов) и количества действующих излучателей (в случае их частичного выхода из строя).
 
Модели ИКП-40 и ИКП-100 снабжены стабилизатором тока а, следовательно, имеют фиксированный световой поток в диапазоне рабочих напряжений и температур. Диапазон длин волн 850-960 нм для изделий, указанных в таблице 4, означает, что производитель использует в конкретных образцах светодиоды на одну из длин волн этого диапазона.

При использовании полупроводниковых ИК-осветителей необходимо учитывать действительное значение длины волны, то есть влияние изменения чувствительности телекамеры и результирующую дальность подсветки. На рис 5 представлены спектральные характеристики типовой ПЗС-матрицы и ИК-диодов. 

Рис. 5. Спектральные характеристики типовой ПЗС-матрицы (I) и ИК-диодов (II, III).

Отечественный производитель, как правило, дает диапазон предельных дальностей. С одной стороны, это обусловлено неопределенностью методики нормирования, с другой стороны - существенной зависимостью полученной освещенности от отражательных характеристик объекта наблюдения и окружающего ландшафта на рабочей длине волны.

В любом случае подсветка ИК-излучением имеет некоторые особенности. Это заметная размытость изображения за счет изменения фокусного расстояния в ИК-диапазоне при использовании типовых объективов и снижение контрастности в результате нивелирования коэффициентов отражения и поглощения различными материалами при монохромным узкополосном освещении. В простейших случаях для устранения эффекта расфокусировки при ИК-подсветке можно ограничить спектральный диапазон телекамеры ИК-областью, установив перед объективом ИК-фильтр.

Однако для сохранения требуемых характеристик в дневное время у камеры должен быть практически десятикратный запас по чувствительности. Естественно, более эффективно использовать специальную широкополосную оптику.
Кроме прожекторов, собранных на дискретных элементах, получили распространение малогабаритные излучатели, на основе шестиэлементных светодиодных матриц с питающим напряжением 12 В. Светодиоды матрицы разварены на едином металлическом основании, включены последовательно и снабжены встроенным балластным резистором. Выпускается целый ряд излучателей в различном конструктивном исполнении и с углами излучения 160 ,120 ,40 и 20° . Снабженные радиатором, излучатели используются в качестве миниатюрных прожекторов, либо встраиваются в конструктивные элементы зданий или оборудования для скрытой подсветки.

Фото 1. Внешний вид излучателей, на основе шестиэлементных светодиодных матриц.

В последние годы в нашей стране все более широкое применение находят специализированные устройства ИК-подсветки с камуфлированным внешним видом (патент РФ № 2134906). Основной причиной этого является, на наш взгляд, борьба с отечественным вандализмом и, уже в последующую очередь, требования самой скрытности наблюдения. В практике развитых стран подобные устройства не нашли широкого распространения.

По всей видимости, сказывается общая законопослушность граждан, а возможно, и недостатки технического образования. Иначе, чем иным можно объяснить наименование "скрытая ИК-подсветка" для отчетливо светящихся ИК-светодиодов за прозрачным пластиковым окном видеодомофона. Одним из вариантов "вандалозащищенного" осветительного устройства скрытой подсветки для телевизионной камеры является плоская панель, в которой излучатели спрятаны за непрозрачным в видимой области инфракрасным светофильтром. На этой панели наносится надпись, пиктограмма или номер квартиры или офиса. Элементы надписи, пиктограммы, номера или знаки располагаются таким образом, чтобы не перекрывать излучение.

Панель с ИК- фильтром имеет черный цвет, что несколько ограничивает ее применение. На светлых и белых поверхностях может использоваться пластина со светофильтром молочного цвета, но в этом случае потери излучения могут достигать 30-50%. Другим вариантом камуфлированного осветительного устройства является исполнение в виде болта и резьбовой шпильки, в торцах которых установлены излучатели. На фото 2 представлены ИК-осветители в виде номера квартиры, болта и шпильки. На фото 3 - их телевизионное изображение во включенном состоянии. 

Фото 2. ИК-осветители в виде номера квартиры, болта и шпильки.

Фото 3. Телевизионное изображение ИК-осветителей во включенном состоянии.

В заключение можно констатировать, что ИК-подсветка является важным фактором повышения эффективности скрытого видеонаблюдения при малой освещенности, а также средством борьбы с задней засветкой. В качестве источников излучения все более широкое применение находят полупроводниковые светодиодные осветители, особенно для скрытой подсветки в ближней зоне. В таких ситуациях применимы только специализированные источники в камуфлированном исполнении, работающие на длине волны не более 940 - 950 нм.

Антивандальные купольные камеры с ИК-подсветкой

 SVC-D20

        Тип матрицы 1/4 SHARP CCD, разрешение 420 ТВЛ, чувствительность 0,01 Лк, объектив 3,6 мм F2.0, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 350 мА.

        Цена: 1 215

SVC-D22

        Тип матрицы 1/3" SHARP CCD, разрешение 600 ТВЛ, чувствительность 0,1 Лк, объектив 3,6 мм F2.0, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 350 мА.

        Цена: 1 519

SVC-D25

        Тип матрицы 1/3" SONY Super HAD 2 CCD, разрешение 650 ТВЛ, чувствительность 0,001 Лк, объектив 3,6 мм F2.0, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 350 мА.

        Цена: 2 160

SVC-D26

        Тип матрицы 1/3 Color NEXTCHIP CCD, разрешение 650 ТВЛ, чувствительность 0,001 Лк, объектив 3,6 мм F2.0, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 350 мА.

        Цена: 1 744

 SVC-D262

        Тип матрицы 1/3" Color NEXTCHIP CCD, 700 ТВЛ, 0,001 Лк, объектив 2,8 мм F2.0, IP 66, рабочая температура -40~+50 °С, потребляемый ток 350 мА.

        Цена: 2 224

SVC-D35V

        Тип матрицы 1/3" SONY Super HAD 2 CCD, разрешение 650 ТВЛ, чувствительность 0,001 Лк, объектив 2,8-12мм, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 550 мА

        Цена: 2 544

SVC-D36V

        Тип матрицы 1/3 Color NEXTCHIP CCD, разрешение 650 ТВЛ, чувствительность 0,001 Лк, объектив 2.8-12 мм, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 550 мА.

        Цена: 2 384

SVC-D362V

        Тип матрицы 1/3" Color Nextchip CCD, 700 ТВЛ, 0.001 Лк, объектив 2,8-12 мм,  IP 66, рабочая температура -40~+50 °С, потребляемый ток 550 мА.

        Цена: 3 008

SVC-D37V

        Тип матрицы 1/3" SONY Super HAD 2 CCD, разрешение 700 ТВЛ, чувствительность 0,001 Лк, объектив 2.8-12 мм, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 50°C, потребляемый ток 550 мА.

        Цена: 3 375

   SVC-D381V

        Тип матрицы 1/3" Sony CMOS Exmor, разрешение 1000 ТВЛ, чувствительность 0,01 Лк, объектив 2,8-12мм, степень защиты IP 66, рабочая температура -40 +50°C, потребляемый ток 550 мА

        Цена: 4 031

 

Камера D-Link DCS-942L

  IP-камера с Wi-Fi, ИК-подсветкой и поддержкой H.264
 

Кмпания D-Link представила новую беспроводную IP-камеру D-Link DCS-942L для круглосуточного удаленного видеонаблюдения за домом и офисом по локальной сети или через сеть Интернет. Наличие ICR-фильтра и ИК-подсветки позволяет производить съемку при различных условиях освещения. Также камера поддерживает кодек Н.264, что дает возможность просматривать HD-видео без задержек даже при низкой пропускной способности сети.

В D-Link DCS-942L реализован инфракрасный датчик движения (PIR), предназначенный для обнаружения движения в любое время суток. Кроме того, новинка оснащена портом 10/100BASE-TX, слотом для карт microSD и аудио-выходом. IP-камера поддерживает беспроводной интерфейс 802.11b/g/n (2,4 ГГц). Для автоматической настройки безопасного Wi-Fi-соединения на корпусе устройства предусмотрена кнопка WPS. DCS-942L поддерживает шифрование данных WEP/WPA/WPA2, а также функцию Site Survey, позволяющую легко подключаться к соседним беспроводным сетям.

Благодаря утилите mydlink можно быстро настроить IP-камеру и зарегистрировать ее на сервис-портале mydlink. Вне дома или офиса доступ к видео с камеры, зарегистрированной на mydlink, можно получить через приложения iOS и Android.
D-Link DCS-942L будет доступна первом квартале 2012 года по рекомендованной розничной цене $173. Подробнее о новинке можно узнать на сайте производителя.

Ранее редакция THG.ru решила представить себя в роли обычного обывателя и попытаться современными средствами, максимально просто, быстро и недорого собрать эффективную систему видеонаблюдения для квартиры, дома или дачи. Мы выбрали вариант системы видеонаблюдения для внутренних помещений, которую можно использовать в квартире или в небольшом доме. Что из этого получилось - читайте в обзоре «Как построить систему видеонаблюдения: пошаговая инструкция».

 ИК прожектор и  инфракрасная подсветка

В настоящее время уже нельзя представить ночное скрытое видеонаблюдение без использования ИК подсветки. Как правило, в каждом офисном и торговом центре для оптимизации энергопотребления в ночное время часть освещения отключается. При этом автономно работающие ик прожекторы, снабжённые фотодатчиками и включающиеся при выключении стандартного освещения помогут вести наблюдение в тех участках, где это требуется круглосуточно.

Для осуществления видеонаблюдения с ИК подсветкой используются в основном черно-белые видеокамеры на основе ПЗС матриц. При этом модификации камер отличаются по многим параметрам. Здесь и чувствительность матрицы, и фокусное расстояние и особенности диафрагмы, и т.д. и т.п. При этом не стоит забывать, что существуют и цветные видеокамеры наблюдения. Но недостаток многих из них тот, что они не чувствительны к ИК подсветке, так как используются средства для коррекции белого, отсекающие инфракрасное излучение.

Поэтому при выборе ночной камеры для ночного или смешанного наблюдения необходимо уточнять, чувствительна ли камера к ИК подсветке. Возможности же видеокамеры превышают возможности человеческого глаза, так как камера наблюдения имеет чувствительность в гораздо большем световом диапазоне, чем человеческий глаз. При этом пик чувствительности видеокамер EX-view смещен в сторону инфракрасного светового диапазона. Ик прожекторы дают возможность ведения скрытого видеонаблюдения в тёмное время суток. Так, как инфракрасное освещение не воспринимается человеческим глазом, то абсолютно тёмный, для постороннего человека объект, для оператора системы видеонаблюдения будет выглядеть на экране монитора ярко освещенным. Инфракрасные прожекторы с инфракрасным освещением более комфортны в использовании, по сравнению с обычным и для находящихся в здании людей - нет яркого света в окна в тёмное время суток.

Особенно важным является этот фактор при оборудовании жилых домов, коттеджей. Инфракрасные прожекторы различаются по типу излучающего элемента. Они могут быть ламповые и на основе светоизлучающих диодов. ИК прожекторы Germikom GR относятся к светодиодным прожекторам для ночных камер. К особенностям светодиодных инфракрасных прожекторов можно отнести обязательное использование блока питания и невозможность подключить прожектор напрямую к сети 220 В, так как иногда прожектор расположен достаточно далеко от питающего камеру блока питания. К достоинствам инфракрасных прожекторов можно отнести малое энергопотребление (0,1 - 3 А и 1,2 - 36 Вт), достаточная дальность при малой мощности, что позволяет без риска для глаз рассматривать в упор работающую ИК подсветку, сравнительно небольшие размеры, а соответственно и удобство установки, несравненно большая надежность диодов в отличии от ламп и, что немаловажно, низкая стоимость.

Различное исполнение светодиодных инфракрасных прожекторов, различные размеры и форма, дальность и угол освещения, длина волны, - все это позволяет подобрать оптимальный вариант для решения задач скрытого видеонаблюдения, поставленных в каждом отдельном проекте.

Germikom GR-20
    
ИК-прожектор для узкоугольных камер видеонаблюдения
Угол ик-подсветки - 20°
3 варианта мощности - 4 Вт, 6 Вт, 10 Вт
Уверенная дальность подсвета - от 40 до 125 м в зависимости от типа камеры
Идеальное решение для периметрального видеонаблюдения
3540 руб.
   
Germikom GR-30
ИК-прожектор для узкоугольных видеокамер
Угол подсветки - 30°
3 варианта мощности - 4 Вт, 6 Вт, 10 Вт
Уверенная дальность подсвета - от 32 до 110 м в зависимости от применяемых камер
Оптимальное решение для периметральных систем видеонаблюдения и подсветки удаленных объектов
4100 руб.

Germikom GR-50
    
Инфракрасный прожектор для видеокамер со стандартными и узкими углами обзора
Угол подсветки - 50°
3 варианта мощности - 7 Вт, 10 Вт, 12 Вт
Уверенная дальность подсвета - от 32 до 100 м в зависимости от применяемых камер видеонаблюдения
Оптимальное решение для ик-подсветки больших площадей
5460 руб.

Germikom GR-80
    
Ик-прожектор для широкоугольных камер видео наблюдения
Угол подсветки - 80°
3 варианта мощности - 4 Вт, 6 Вт, 10 Вт
Уверенная дальность подсвета - от 20 до 60 м в зависимости от применяемых камер
Эффективное решение для подсветки больших площадей
   
Интернет камера наружного исполнения с инфракрасной подсветкой на 25 метров
          

Обзор
ICA-312 оснащена 8 инфракрасными светодиодами, что позволяет ей обеспечивать цветное, четкое и яркое изображение днем, и монохромное ночью. Благодаря новой технологии, инфракрасные светоиды обеспечивают отличное видение ночью на расстоянии до 25 метров. ICA-312 имеет водонепроницаемый защитный кожух, и может быть использована в разных климатических условиях. Камера поддерживает удаленное администрирование и управление с помощью универсальной утилиты администрирования и управления CAM VIEWER PRO, которая поддерживает всю новую линейку камер PLANET (ICA-107, ICA-108, ICA-310, ICA-312, ICA-350, ICA-601, ICA-651).

Утилита CAM VIEWER PRO разработана для системы Windows. Она позволяет осуществлять видеонаблюдение в реальном времени, делать снимки экрана, вести запись и просматривать ранее записанные видео файлы. С камерой поставляется облегченная версия утилиты, предназначенная для администрирования одной камеры. Платная версия утилиты позволяет осуществлять одновременное администрирование до 64 камер (в зависимости от числа купленных лицензий). Эта камера способна работать в режиме MPEG-4 и/или M-JPEG, позволяя разным пользователям одновременно получать информацию в удобном формате.

Помимо этого каждый пользователь может установить себе необходимое разрешение, чтобы оптимизировать расход трафика и качество изображения под свои нужды. Это позволяет использовать камеру одновременно с оптимизацией под конкретные задачи и возможности сетевой среды каждого конкретного пользователя (имеется ввиду пропускная способность канала для каждого конкретного пользователя). Камера поддерживает до 10 подключений одновременно.

]]>http://www.planet.com.ru/en/product/product_ov.php?id=5067]]>
]]>http://www.germikom.ru/catalog/germikom_gr/]]>
]]>http://www.thg.ru/technews/20111103_120000.html]]>
]]>http://www.satvision-cctv.ru/catalog/Bideokameri/Antivandalnie-kupolnie-...]]>