Раздел: Документация

1 2 3 4 5

прожектор для видеонаблюдения

1. Введение

Большинство систем видеонаблюдения оснащено прожекторами видимого света, где в качестве осветителя используются лампы накаливания, галогенные, газоразрядные лампы и прочие.

Однако в последние годы, в системах видеонаблюдения все более широкое применение находят светодиодные прожектора, где в качестве осветителей используются светодиоды инфракрасного (ИК) спектра излучения. Как показала практика, достаточно важными для потребителя являются такие преимущества ИК подсветки перед подсветкой видимого диапазона, как скрытность наблюдения, сохранение комфорта в жилых домах при освещении их ИК подсветкой в ночное время, вандалоустойчивость, многолетний срок службы и низкое энергопотребление.

В целом, всё это позволяет значительно увеличить надежность охранных систем, уменьшить расходы на их монтаж и обслуживание.

2. Термины и определения

2.1 ИК-прожектор, ИК-осветитель

Здесь и далее под ИК-прожектором, ИК-осветителем понимается устройство, излучающим элементом которого являются светодиоды инфракрасного спектра излучения.

2.2 Длина волны излучения

Лампы накаливания имеют широкий спектр излучения, охватывающий не только всю видимую часть спектра, но и также ИК - область. Светодиоды, применяемые в ИК - прожекторах, излучают в узком спектральном диапазоне (рис. 1). Поэтому излучение светодиодных прожекторов принято характеризовать одной длиной волны, соответствующей максимуму спектра излучения. В основном в прожекторах используются светодиоды с длинами волн 800 нм, 845 нм, 870 нм и 940 - 950 нм. Таким образом, основная часть излучения прожектора лежит в невидимой для глаза ближней ИК - области спектра (человеческий глаз воспринимает свет с длиной волны лишь до780 нм.), однако небольшая доля энергии излучается и в видимой, в основном в красной области. (см. рис. 1).

7>

SCO ШОО 1500 2000

длина ьо/пны иэлиения, нм

Рис. 1

Спектры излучения (1) - светодиода с длиной волны излучения 870 нм (2) - лампы накаливания

2.3 Сила излучения ИК - прожектора.

Сила излучения прожектора определяется как поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла в заданном направлении. Основная единица силы излучения - ватт на стерадиан (Вт\стер). Характерные значения силы излучения ИК - прожекторов лежат в интервале от нескольких Вт\стер для подсветок с дальностью действия 2 - 5м до 100 и более Вт\стер для прожекторов, освещающих объекты, удаленные на несколько сотен метров. Именно сила излучения прожектора является одним из главных факторов, определяющих дальность обнаружения объектов при видеонаблюдении ночью с использованием ИК осветителей.

2.4 Угол излучения ИК - прожектора.

Угол излучения прожектора характеризует распределение ИК - излучения в пространстве. Для светодиодных прожекторов, как правило, он имеет симметричную колоколообразную форму, т.е. основной поток излучения сконцентрирован в центральной области светового пятна, а по краям плавно спадает до нуля (рис. 2).

-а- -V -нг -13

Рис. 2

Пространственное распределение силы излучения прожектора. Стрелками отмечена полуширина диаграммы направленности излучения.

Для однозначного описания осветителей с таким пространственным распределением излучения в светотехнике используется понятие полуширины диаграммы направленности излучения. Полуширина диаграммы направленности измеряется в угловых единицах (градусах) на половине максимального значения силы излучения. Именно этим определением пользуются фирмы - изготовители светодиодов при определении угла излучения.

Очевидно, что для качественного освещения всего поля наблюдения TV - камеры угол освещения прожектора должен быть не меньше угла объектива.

2.5 Спектральная чувствительность ТВ - камеры.

Чувствительность ТВ - камер различна в разных областях спектра. Она максимальна в видимой части спектра и плавно уменьшается в инфракрасной области по мере увеличения длины волны излучения. Как правило, изготовители камер указывают чувствительность аппаратуры в видимой области спектра. Для некоторых типов камер приводится также спектральная зависимость чувствительности. Для большей части CCD камер спектральная чувствительность имеет вид, приведенный на рис. 3.

ем TD9 МП 9Ж1

длина 60ЛНЫ, №1

Рис. 3

Типичная спектральная зависимость чувствительности ТВ - камеры

3. Основные потребительские характеристики прожекторов

Основные характеристики прожекторов - дальность обнаружения, угол излучения, длина волны излучения, область обнаружения. К важным характеристикам прожектора следует также отнести напряжение питания, ток потребления и дополнительные функции: наличие вмонтированного устройства, автоматически включающее \ выключающее прожектор в зависимости от уровня освещенности (фотореле), а также защиту от бросков напряжения, перегрева и др.

3.1 Зависимость дальности обнаружения от длины волны излучения прожеора.

Элементной базой современных инфракрасных осветителей являются светодиоды длиной волны излучения 790-820 нм; 840-850 нм, 870-880 нм, 940-950 нм, более 950 нм

На первый взгляд кажется, что наиболее рационально использовать инфракрасные прожекторы, работающие на базе светодиодов с длиной волны 790-820 нм - наиболее близкой к максимуму чувствительности ТВ камеры, но находящейся за границей видимого спектра. Однако, работающий на такой длине волны включенный прожектор хорошо заметен глазом практически с любого расстояния, на котором он используются. Дело в том, что глаз человека не восприимчив к инфракрасному излучению, но отлично воспринимает ту небольшую долю излучения, которую светодиоды 790 - 820 нм излучают в видимой, в основном в красной области спектра.

Излучение светодиодов 870-880 нм в видимой области в ночное время значительно менее заметно, и практически глаз способен воспринять слабое свечение прожектора только после адаптации к темноте.

Полностью невидимым является лишь излучение светодиодов с длиной волны 940-950нм и более. Однако в этой области происходит резкое снижение чувствительности камеры. Паспортная характеристика чувствительности камеры стандартизована в видимой области; в ИК области чувствительность камеры производителем, как правило, не объявляется и не стандартизируется. Натурные испытания камер разных производителей с одинаковой паспортной чувствительностью показали, что при применении светодиодов с длиной волны излучения 950нм снижение чувствительности камеры в этой ИК области (в нашем случае дальности обнаружения объекта), по сравнению с чувствительностью в области 880+\-10 % нм, в среднем составляет от 30 до 50 и более процентов. В связи с этим результат использования на объектах прожекторов дальнего действия с длиной волны, равной или более 940 нм мало предсказуем.

Увеличение длины волны излучения прожектора уменьшает демаскирующий эффект подсветки. С другой стороны, падение чувствительности камеры по мере увеличения длины волны приводит к уменьшению дальности обнаружения. Поэтому, на наш взгляд, для решения основной задачи - скрытного наблюдения на больших дальностях - оптимальной длиной волны будет 880+\-10 % нм.

В то же время светодиоды с длиной волны 940-950 нм широко применяются при изготовлении прожекторов коротких дальностей (до 5-10-ти метров) в силу того, что на этих дистанциях скрытность наблюдения зачастую носит приоритетный характер, а 30-ти или 50-ти процентное отклонение в дальностях работы прожектора не имеет столь существенного практического значения. Так, светодиоды с длиной волны 950 НМ используются в прожекторах короткой дальности ПИК 23: Пластина , Шпилька , Болт , 23К и др.

1 2 3 4 5