розділ: документація
1 2 3 4 5
прожектор для відеоспостереження
1. Введення
Більшість систем відеоспостереження оснащено прожекторами видимого світла, де в якості освітлювача використовуються лампи розжарювання, галогенні, газорозрядні лампи та інші.
Однак в останні роки, в системах відеоспостереження все більш широке застосування знаходять світлодіодні прожектори, де в якості освітлювачів використовуються світлодіоди інфрачервоного (ІК) спектра випромінювання. Як показала практика, досить важливими для споживача є такі переваги ІК підсвічування перед підсвічуванням видимого діапазону, як скритність спостереження, збереження комфорту в житлових будинках при освітленні їх ІК підсвічуванням у нічний час, вандалоустойчивость, багаторічний термін служби і низьке енергоспоживання.
В цілому, все це дозволяє значно збільшити надійність охоронних систем, зменшити витрати на їх монтаж і обслуговування.
2. Терміни та визначення
2.1 ІК-прожектор, ІК-освітлювач
Тут і далі під ІК-прожектором, ІК-освітлювачем розуміється пристрій, що випромінює елементом якого є світлодіоди інфрачервоного спектра випромінювання.
2.2 Довжина хвилі випромінювання
Лампи розжарювання мають широкий спектр випромінювання, що охоплює не тільки всю видиму частину спектра, а й також ІК - область. Світлодіоди, що застосовуються в ІК - прожектори, випромінюють у вузькому спектральному діапазоні (рис. 1). Тому випромінювання світлодіодних прожекторів прийнято характеризувати однією довжиною хвилі, що відповідає максимуму спектра випромінювання. В основному в прожекторах використовуються світлодіоди з довжинами хвиль 800 нм, 845 нм, 870 нм і 940 - 950 нм. Таким чином, основна частина випромінювання прожектора лежить в невидимою для ока ближній ІЧ - області спектра (людське око сприймає світло з довжиною хвилі лише до780 нм.), Проте невелика частка енергії випромінюється і у видимій, в основному в червоній області. (Див. Рис. 1).
7>
SCO Шоо 1500 2000
довжина ьо / пни іеліенія, нм
Мал. 1
Спектри випромінювання (1) - світлодіода з довжиною хвилі випромінювання 870 нм (2) - лампи розжарювання
2.3 Сила випромінювання ІК - прожектора.
Сила випромінювання прожектора визначається як потік випромінювання, що припадає на одиницю тілесного кута в заданому напрямку. Основна одиниця сили випромінювання - ват на стерадіан (Вт \ стер). Характерні значення сили випромінювання ІК - прожекторів лежать в інтервалі від декількох Вт \ стер для підсвітки з дальністю дії 2 - 5м до 100 і більше Вт \ стер для прожекторів, які висвітлюють об'єкти, віддалені на кілька сотень метрів. Саме сила випромінювання прожектора є одним з головних факторів, що визначають дальність виявлення об'єктів при відеоспостереження вночі з використанням ІК освітлювачів.
2.4 Кут випромінювання ІК - прожектора.
Кут випромінювання прожектора характеризує розподіл ІК - випромінювання в просторі. Для світлодіодних прожекторів, як правило, він має симетричну колоколообразную форму, тобто основний потік випромінювання сконцентрований в центральній області світлового плями, а по краях плавно спадає до нуля (рис. 2).
а- -V -нг -13
Мал. 2
Просторовий розподіл сили випромінювання прожектора. Стрілками відзначена полушіріна діаграми спрямованості випромінювання.
Для однозначного опису освітлювачів з таким просторовим розподілом випромінювання в світлотехніці використовується поняття півширини діаграми спрямованості випромінювання. Полуширина діаграми спрямованості вимірюється в кутових одиницях (градусах) на половині максимального значення сили випромінювання. Саме цим визначенням користуються фірми - виробники світлодіодів при визначенні кута випромінювання.
Очевидно, що для якісного освітлення всього поля спостереження TV - камери кут освітлення прожектора повинен бути не менше кута об'єктива.
2.5 Спектральна чутливість ТВ - камери.
Чутливість ТВ - камер різна в різних областях спектру. Вона максимальна у видимій частині спектру і плавно зменшується в інфрачервоній області у міру збільшення довжини хвилі випромінювання. Як правило, виробники камер вказують чутливість апаратури у видимій області спектра. Для деяких типів камер наводиться також спектральна залежність чутливості. Для більшої частини CCD камер спектральна чутливість має вигляд, наведений на рис. 3.
ем TD9 МП 9Ж1
довжина 60ЛНИ, №1
Мал. 3
Типова спектральна залежність чутливості ТВ - камери
3. Основні споживчі характеристики прожекторів
Основні характеристики прожекторів - дальність виявлення, кут випромінювання, довжина хвилі випромінювання, область виявлення. До важливих характеристик прожектора слід також віднести напруга живлення, струм споживання і додаткові функції: наявність вмонтованого пристрою, автоматично включає \ вимикає прожектор в залежності від рівня освітленості (фотореле), а також захист від кидків напруги, перегріву і ін.
3.1 Залежність дальності виявлення від довжини хвилі випромінювання прожеора.
Елементної базою сучасних інфрачервоних освітлювачів є світлодіоди довжиною хвилі випромінювання 790-820 нм; 840-850 нм, 870-880 нм, 940-950 нм, понад 950 нм
На перший погляд здається, що найбільш раціонально використовувати інфрачервоні прожектори, що працюють на базі світлодіодів з довжиною хвилі 790-820 нм - найбільш близькою до максимуму чутливості ТВ камери, але знаходиться за кордоном видимого спектру. Однак, що працює на такій довжині хвилі включений прожектор добре помітний оком практично з будь-якої відстані, на якому він використовуються. Справа в тому, що око людини не сприйнятливий до інфрачервоного випромінювання, але відмінно сприймає ту невелику частку випромінювання, яку світлодіоди 790 - 820 нм випромінюють у видимій, в основному в червоній області спектра.
Випромінювання світлодіодів 870-880 нм у видимій області в нічний час значно менш помітно, і практично око здатне сприйняти слабке світіння прожектора тільки після адаптації до темряви.
Повністю невидимим є лише випромінювання світлодіодів з довжиною хвилі 940-950нм і більш. Однак в цій області відбувається різке зниження чутливості камери. Паспортна характеристика чутливості камери стандартизована у видимій області; в ІК області чутливість камери виробником, як правило, не оголошується і не стандартизується. Натурні випробування камер різних виробників з однаковою паспортної чутливістю показали, що при застосуванні світлодіодів з довжиною хвилі випромінювання 950нм зниження чутливості камери в цій ІК області (в нашому випадку дальності виявлення об'єкта), у порівнянні з чутливістю в області 880 + \ - 10% нм, в середньому становить від 30 до 50 і більше відсотків. У зв'язку з цим результат використання на об'єктах прожекторів дальньої дії з довжиною хвилі, яка дорівнює або більша 940 нм мало передбачуваний.
Збільшення довжини хвилі випромінювання прожектора зменшує демаскирующий ефект підсвічування. З іншого боку, падіння чутливості камери в міру збільшення довжини хвилі призводить до зменшення дальності виявлення. Тому, на наш погляд, для вирішення основного завдання - таємного спостереження на великих відстанях - оптимальною довжиною хвилі буде 880 + \ - 10% нм.
У той же час світлодіоди з довжиною хвилі 940-950 нм широко застосовуються при виготовленні прожекторів коротких діяльностей (до 5-10-ти метрів) в силу того, що на цих дистанціях скритність спостереження найчастіше носить пріоритетний характер, а 30-ти або 50 ти відсоткове відхилення в дальностях роботи прожектора не має такого істотного практичного значення. Так, світлодіоди з довжиною хвилі 950 НМ використовуються в прожекторах короткої дальності ПІК 23: Пластина, Шпилька, Болт, 23К і ін.
1 2 3 4 5