ИК-прожектор для видеонаблюдения: длина волны, угол луча и дальность

Что делает ИК-прожектор

Ночью камера видеонаблюдения убирает ИК-фильтр и переходит в чёрно-белый режим: её КМОП-матрица чувствительна к ближнему инфракрасному свету 800–1000 нм, которого глаз почти не видит. ИК-прожектор даёт этот свет — и тёмная дорога, забор или площадка превращаются в картинку, на которой различимы люди, машины и номера.

Тепловизору прожектор не нужен: он видит тепло самой цели. Но номер и лицо тепловизор не различит, поэтому у двухспектральных и поворотных камер видимый канал почти всегда работает с подсветкой — встроенной или отдельной.

Светодиодная подсветка или лазер

Светодиодная подсветка — матрица ИК-светодиодов с широким фиксированным углом. Она хорошо заливает ближнюю зону, но дальность у неё — десятки метров: у стационарной камеры KADAMM ТКС-640 встроенная подсветка 850 нм рассчитана на 30 м. Лазерный прожектор собирает свет лазерных излучателей в узкий пучок с переменным углом и доносит его на сотни метров и километры.

Длина волны

ИКЛ-800 выпускается на 808, 850, 940 и 980 нм. Выбор — между скрытностью и яркостью картинки. Излучатели 808 и 850 нм в темноте видны как тусклое красное свечение: нарушитель понимает, что объект под наблюдением, и это само по себе сдерживает. Подсветка 940 и 980 нм глазу практически не видна, но и матрица камеры на этих волнах менее чувствительна — картинка будет темнее. Паспортная дальность исполнений одной мощности одинакова на всех длинах волн; насколько упадёт яркость именно с вашей камерой, уточняйте у менеджера.

• 808 нм — лазерная подсветка поворотных камер ПКВ и ПТК дальнего действия.
• 850 нм — самый распространённый вариант, хорошая чувствительность матриц.
• 940 нм — скрытое наблюдение, когда подсветка не должна быть заметна.
• 980 нм — тоже скрытая подсветка; совместимость с матрицей камеры уточняйте у менеджера.

Угол луча и размер пятна

Пятно на дистанции L при угле θ — D = 2 × L × tg(θ/2). Проверка по карточке KADAMM ПТК-640-100-336ЛД: подсветка 800 м при угле 2° даёт пятно 2 × 800 × tg 1° = 28 м, как в листе модели.

Угол прожектора согласуют с углом обзора камеры. Луч уже кадра — края тёмные, шире — часть мощности уходит мимо и дальность падает. Поэтому у лазерных прожекторов угол меняется командой: подъехал зумом к дальней цели — сузил луч. Как связать угол прожектора с зумом конкретной камеры, уточняйте у менеджера.

Как согласовать прожектор с камерой

Ширина кадра камеры на дистанции L считается той же формулой, что и пятно: W = 2 × L × tg(α/2), где α — горизонтальный угол обзора объектива при текущем зуме. Задача подсветки — закрыть этот кадр, не больше и не меньше. Если поворотная камера на дальней цели сужает угол до 2°, на 800 м она видит полосу около 28 м — ровно столько, сколько освещает луч 2°. При отъезде зумом на 20° кадр на 100 м расширяется до 35 м, и прожектор тоже надо раскрыть, иначе края кадра останутся тёмными.

Отсюда практическое правило для камер с трансфокатором: прожектор нужен с переменным углом, и угол должен меняться вслед за зумом. У ИКЛ-800 диапазон 1,8–71° перекрывает и широкоугольный обзор двора, и узкий луч на дорогу; у ИКЛ-5000 угол 0,3–43° рассчитан на длиннофокусные камеры, которые на километрах видят полосу в десятки метров. Для неподвижной камеры с постоянным объективом угол достаточно выставить один раз при юстировке.

Погода и реальная дальность

Паспортная дальность прожектора относится к ясной ночи. Ближний ИК-свет рассеивается на каплях и частицах так же, как видимый: в тумане, дожде и снегопаде луч становится заметной светящейся полосой, часть света возвращается в объектив и снижает контраст. Поэтому на объектах с частыми туманами прожектор ставят с запасом по дальности, а саму камеру — по возможности сбоку от оси луча, чтобы засветка от взвеси в воздухе меньше попадала в кадр. Если наблюдение должно работать в любую погоду, ИК-подсветку дополняют тепловизором: его излучение 8–14 мкм дымку проходит лучше.

Встроенная подсветка или отдельный прожектор

Встроенная подсветка удобнее: один кабель, одна точка крепления, угол уже согласован с объективом. Отдельный прожектор нужен, когда камера уже установлена, когда нужна большая дальность или другая длина волны.

Поворотные камеры с подсветкой — в разделах поворотных камер видеонаблюдения и поворотных тепловизионных камер.

Питание и тепло

Мощность излучения и потребление — разные величины. ИКЛ-800 излучает 4 Вт и берёт до 20 Вт, ИКЛ-5000 излучает 50 Вт и берёт до 120 Вт; разница уходит в тепло. Для жаркого климата у ИКЛ-5000 есть исполнение «Р» с усиленным теплоотводом — корпус 152 × 402 × 120 мм вместо 105 × 381 × 120 мм. Блок питания и сечение кабеля выбирают по максимальному потреблению.

Лазерная безопасность

Лазерный прожектор — лазерная аппаратура: ИКЛ-800 относится к классу 3B, ИКЛ-5000 — к классу 4 по ГОСТ IEC 60825-1-2013. Излучение невидимо, и глаз не защищается рефлекторно, поэтому правила строже, чем для видимого лазера той же мощности.

• Не смотреть в окно включённого прожектора; не направлять луч туда, где люди находятся близко.
• Ставить на высоте, вне доступа посторонних, обозначать знаком лазерной опасности.
• Юстировать при выключенном излучении или в защитных очках под длину волны.
• Для класса 4 опасно и отражённое излучение: рядом не должно быть зеркальных поверхностей в луче.
• Допуск лазерной аппаратуры на конкретном объекте уточняйте у менеджера.

Монтаж

• Прожектор ставят рядом с камерой, ближе к её оптической оси, но не за общим стеклом — отражение засветит кадр.
• Слегка смещают от объектива вбок или вниз: насекомые и паутина в луче у самой камеры видны как яркие пятна.
• На поворотной камере прожектор крепят на её платформу, чтобы он двигался вместе с объективом.
• Ось луча юстируют ночью по центру кадра на рабочей дистанции, на узком угле.
• Линию управления RS-485 или TTL ведут вместе с линией управления камерой.

Как подобрать тепловизор и поворотную камеру, для которых нужна подсветка, — в статье «Тепловизионная камера и модуль для видеонаблюдения».

Частые ошибки

• Сравнивать прожекторы по потребляемой мощности: дальность определяет мощность излучения и угол, а не ватты от сети.
• Ставить прожектор за общим защитным стеклом с камерой — блик от стекла засвечивает кадр.
• Брать 940 нм «для скрытности» без проверки камеры: на малочувствительной матрице картинка получается тёмной и шумной.
• Ставить узкий луч на широкоугольную камеру: в центре кадра пятно, по краям — темно.
• Считать блок питания по типовому потреблению: у мощных прожекторов запас нужен на максимальный ток.
• Забывать о классе лазерной безопасности при выборе места установки и доступа обслуживающего персонала.

Что указать в заявке

• Дистанцию до цели и ширину освещаемой зоны или угол обзора камеры.
• Модель камеры — от её чувствительности зависит выбор длины волны.
• Нужна ли скрытность: 940 нм или заметные 808 / 850 нм.
• Отдельный прожектор или камера со встроенной подсветкой; стоит ли он на поворотном устройстве.
• Питание и управление: 12 или 24–48 В, RS-485, RS-422, TTL.

ИК-подсветка KADAMM

KADAMM ИКЛ-800

Лазерный ИК-прожектор

500 или 800 м, угол 1,8–71°, 808–980 нм, 12 В.

Открыть карточку

KADAMM ИКЛ-5000

Прожектор дальнего действия

3000 или 5000 м, угол 0,3–43°, 24–48 В.

Открыть карточку

KADAMM ПКВ-561Л

Поворотная камера с подсветкой

зум 92×, лазер 808 нм, 2000 м.

Открыть карточку

KADAMM ПКВ-1000Л

Поворотная камера с подсветкой

16,7–1000 мм, лазер 808 нм, 4000 м.

Открыть карточку

KADAMM ПТК-640-100-336ЛД

Тепловизионная PTZ

дальномер 6 км, подсветка 800 м при 2°.

Открыть карточку

KADAMM ТКС-640

Стационарная камера

тепловизор + 5 Мп, ИК-подсветка 30 м, PoE+.

Открыть карточку

Прожекторы и исполнения — в разделе ИК-прожекторы для видеонаблюдения.