Парадокси вбудованими ик-підсвічування

Парадокси вбудованими ик-підсвічування

В останні пару років стали дуже "модні" телекамери, забезпечені інтегрованою ІЧ-підсвічуванням. Фактично будь-який з величезної кількості виробників Тайваню і Кореї, випускає кілька схожих моделей для внутрішньої і зовнішньої установки. У великій кількості виникають нові виробники фактично цілком дублюють відомі і користуються популярністю конструктивні рішення. Природно, кілька маленьких світлодіодів, встановлених у корпус дешевої компактної телекамери навколо об'єктива, не викликають принципових заперечень (фото 1). Таке підсвічування можна розглядати як деякий допоміжний засіб, а час від часу і імітацію освітлювача. Зазвичай це 4 – 6 світлодіодів з довжиною хвилі світіння 880 – 920 нм і одиничною випромінюваної потужністю, що не перевершує одиниці міліватів. Осесиметрична діаграма спрямованості формується своїм Факон світлодіода і становить 20 – 30 кутових градусів. Подібні телекамери забезпечуються типовими об'єктивами з фокусною відстанню 3,6 мм і мають поля зору від 74х54 до 45х33 кутових градусів для чутливих детекторів в1 / 3 і 1/4 дюйма, відповідно. Через нікчемності випромінюваної потужності і неузгодженості діаграми спрямованості, схожа підсвічування щодо результативна на відстані менше 1 – 1,5 м і тільки для центральної частини кадру. Ще менше її ефективність для телекамер з детекторами технології CMOS у підсумку їх найменшої чутливості. Для кольорових телекамер, як уже неодноразово зазначалося, ІЧ-підсвічування непридатна принципово, якщо природно в телекамери не вживається одна з технологій "день-ніч". Попри це подібні еталони "відеотехніки" теж зустрічаються на ринку. При загрози вандалізму можуть застосовуватися стельові варіанти телекамер зі інтегрованим об'єктивом та ІЧ-підсвічуванням (фото 2). Час від часу малопотужної інтегрованої ІЧ-підсвічуванням забезпечуються навіть телекамери зі змінним об'єктивом (фото 3). Що для телекамер подібного класу і фактично змінним полем зору є ще більше спірним рішенням.

Найближчим часом для зовнішнього відеоспостереження все більш широко використовуються компактні герметичні телекамери без обігріву. Не рахуючи сонцезахисного козирка і кронштейна, вони частіше оснащуються інтегрованим ІЧ-освітлювачем (фото 4). Випромінювачі освітлювача розташовуються навколо об'єктива телекамери за загальним ілюмінатором. Зазвичай це від шести до декількох десятків світлодіодів. Конструкція телекамер нерідко пригадує традиційні термокожуха або гермобокси (фото 5). З додаткових позитивних причин можна відзначити виділяється світлодіодами тепло, зменшує можливість запотівання ілюмінатора. Але найближчим часом все частіше використовуються фотодатчики для включення підсвічування при зменшенні освітленості. Випромінювачі, встановлені перед захисним склом, загальним і для об'єктиву телекамери не так нешкідливі. У даному випадку принципово те, що частина ІЧ випромінювання в підсумку відображення і переотраженія в матеріалі ілюмінатора завжди потрапляє в об'єктив телекамери. В оптичних системах подібні відображення усуваються нанесенням просвітлюючих покриттів. Для розглянутих телекамер ця розробка застосовується дуже зрідка в силу її найвищої ціни і малої ефективності. З іншого боку, ілюмінатори робляться з пластика з неоднорідною структурою не оптичного властивості. Тільки їх мала товщина, яка не перевищує 0,7 – 0,5 мм, кілька мінімізує вплив цих вад. Для того, щоб прибрати 1-ий і найпотужніший відблиск від внутрішньої поверхні ілюмінатора, оправу об'єктива конструктивно присувають дуже щільно до цієї поверхні або вживають м'яку бленду. Ці заходи дозволяють отримати прийнятну якість відображення для телекамер звичайної чутливості (0,5 – 0,1 лк) в режимах малої освітленості тільки з малозначної "вуаллю" і пониженням контрасту.

Значно величезні завдання з'являються для телекамер найвищої чутливості на матрицях EX-wave HAD. У даному випадку при інтегрованої підсвічуванні не завжди вдається на сто відсотків втілити їх вищу чутливість. Порівняльні тести, проведені з телекамерою SK-2020Х (фото 6), забезпеченою об'єктивом з фокусною відстанню 8 мм і інтегрованою ІЧ-підсвічуванням з 8 світлодіодів підтвердили вплив вищенаведених причин.

На трасі всередині приміщення телекамера SK-2020Х забезпечує порогову дальність спостереження (визначення кордонів білосніжного і темного полів) порядку 30 м по осі візування. При винесенні освітлювача за кордону телекамери порогова дальність зростає до 35 м. Дальність звичайного властивості зображення росла з 19 – 22 м до 22 – 25 м при збільшенні в 2 – 3 рази контрасту зображення. Іншими словами при використанні окремого освітлювача подібних світлових чорт справжня дальність спостереження зросла 13 – 15%. Неодмінно, на підвищення загальної дальності позначилося відображення ІЧ-випромінювання від стінок коридору, в якому проходила траса. По всій видимості, для відкритої місцевості гранична дальність, як і дальність звичайного властивості зображення, можливо виявиться дещо менше, але загальний вплив місця розташування освітлювача природно збережеться. При збільшенні потужності підсвічування вплив паразитного засвічення зростає.

На даний момент на ринку зустрічаються навіть екзотичні конструкції з декількома десятками інтегрованих світлодіодів в корпусах типу dome-camera (фото 7). У цьому випадку фактично нереально забезпечити щільний контакт оправи об'єктива з напівсферичним плафоном, щоб зменшити пряму засвічення в об'єктив. Переотраженія і розсіювання в досить великому шарі пластику криволінійної форми, на неоднорідностях матеріалу далеко не оптичного властивості з низькою прозорістю призводять до ще більшої засветке і суворому обмеженню реальної чутливості телекамери, також істотного зниження контрасту зображення. Осідає на плафони в процесі використання пил не просто зменшує їх прозорість, та й істотно збільшує всі описані ефекти.

Ще величезні труднощі з'являються в процесі використання у вищезазначених зовнішніх герметичних телекамер з інтегрованою ІЧ-підсвічуванням, які вже через кілька днів при малій освітленості замість зображення об'єкта впевнено показують світіння брудного захисного "скла". Природно аналогічний ефект спостерігається і при використанні видимої підсвічування. Прагнення розташувати більшу кількість світлодіодів призводить до неприпустимій близькості їх до кордонів апертури об'єктива тільки погіршує проблему.

Інший негативний фактор вбудованого освітлювача – заважає оборотне розсіяння середовища при малій її прозорості (пил, зумів, сніг або дощик). Простим способом мінімізації цього заважає фактора є застосування розподіленої або бічного підсвічування, т.е окремих освітлювачів. Більш складні особливі методи вирішення цієї задачі (стробирование по дальності, спектральна і поляризаційна селекція) складні і дороги, тому використовуються тільки для вирішення особливих завдань. Наведені вище недоліки актуальні і для все більш популярних кольорових телекамер технології "день-ніч", в яких також широко застосовується інтегрована ІЧ-підсвічування

На закінчення можна прийти до висновку, що при всій зручності використання вбудовану ІК-підсвічування для телекамер можна радити тільки для вирішення простих і не дуже відповідальних завдань фактично побутового рівня. У проф системах більш нормально впровадження окремих освітлювачів з діаграмами спрямованості, узгодженими з полем зору телекамери. Для мінімізації оборотного розсіяння середовища бажано застосування розподіленого освітлення або бічне розміщення спрямованих джерел.

Джерело: gradostroitel.com.ua