Pomoc techniczna

Oświetlenie w monitoringu

Każdy współczesny system telewizji przemysłowej jest uzależniony od światła. Światło w systemach monitoringu wizyjnego odgrywa fundamentalną rolę, ponieważ to właśnie światło w znaczny sposób wpływa na jakość generowanych przez kamery obrazów. Bez jakiegokolwiek źródła światła żaden system telewizji przemysłowej nie może prawidłowo funkcjonować. To właśnie światło, niezależnie czy jest naturalne, czy też sztuczne sprawia, że świat staje się widzialny, zarówno dla naszych oczu jak i dla kamer wchodzących w skład systemu nadzoru wizyjnego.

Prawidłowe działanie każdej instalacji monitoringu wizyjnego jest zależne nie tylko od jakości zastosowanych urządzeń dozorowych ale również od równomierności i poziomu oświetlenia obserwowanej sceny. Światło w bardzo dużym stopniu wpływa na jakość uzyskiwanego obrazu, a w niektórych przypadkach decyduje nawet o tym czy dany obiekt będzie w ogóle widoczny przez kamerę przemysłową.

Rodzaje oświetlenia w systemach monitoringu

Oprócz naturalnego światła dziennego systemy telewizji przemysłowej dodatkowo korzystają z różnych źródeł światła sztucznego. Oświetlenie sztuczne odgrywa decydującą rolę w monitoringu nocnym. Nocne systemy telewizji przemysłowej przeważnie korzystają ze źródeł światła w postaci: lamp żarowych, lamp wyładowczych, lampy metalowo-halidowe oraz oświetlaczy zbudowanych na bazie diod IRED.

Lampy żarowe

Lampy żarowe, w tym również żarówki halogenowe nie są najlepszym sposobem na oświetlenie sceny w nocnym systemie monitoringu. Podstawową wadą tego rozwiązania jest krótka żywotność oraz bardzo duży pobór energii. Typowy pobór mocy w tego rodzaju lampach przeważnie wynosi około 500W! Krótka żywotność lamp żarowych jest nie tylko problematyczna ale także kosztowna. W przypadku systemów pracujących w trybie całodobowym Kampy żarowe trzeba średnio wymieniać trzy razy w roku. Obecnie lampy żarowe powoli przechodzą do lamusa. Użytkownicy współczesnych systemów telewizji przemysłowej coraz częściej porzucają to rozwiązanie i przechodzą na inne, trwalsze i bardziej energooszczędne źródła światła (np. oświetlacze wykorzystujące diody LED).

Lampy wyładowcze

Lampy wyładowcze, pospolicie nazywane świetlówkami to kolejne źródło sztucznego oświetlenia, z którym możemy się spotkać w systemach telewizji przemysłowej. Lampy wyładowcze, ze względów na trudny do wyeliminowania efekt migotania posiadają bardzo ograniczony zakres zastosowań w monitoringu wizyjnym. Co prawda migotanie lampy wyładowczej dla oka ludzkiego pozostaje niezauważalne, to dla kamery negatywnie wpływa na poprawność pracy. Świetlówki cechują się stosunkowo małą mocą, co sprawia, że nie nadają się do zastosowania zewnętrznego i wykorzystywane są jedynie do oświetlania pomieszczeń wewnątrz budynków. Główną wadą tego rozwiązania są duże rozmiary lamp wyładowczych, co znacznie utrudnia reflektorów ogniskujących światło w wąskim kącie promieniowania. Dodatkowo na niekorzyść tego rozwiązania wpływa to, że wykorzystują niebezpieczne dla środowiska materiały np. rtęć. Największą zaletą świetlówek jest ich energooszczędność, która w niektórych przypadkach dochodzi nawet do 40%. Lampy wyładowcze cechują się również długą żywotnością, która w porównaniu z lampami żarowymi jest blisko dziesięciokrotnie większa. Z tego też względu świetlówki należą do najczęściej wykorzystywanych w gospodarstwach domowych źródeł światła.

Lampy metalowo-halidowe

Lampy metalowo-halidowe dotychczas nie cieszyły się zbyt dużą popularnością, co wynikało głównie z ich ograniczonego dostępu, wysokiej ceny oraz braku publikacji na temat ich działania. Obecnie lampy metalowo-halidowe zyskują cieszą się coraz większym zainteresowaniem wśród projektantów i instalatorów systemów telewizji przemysłowej. Ich sposób działania jest zbliżony do lamp wyładowczych. Głównymi zaletami lamp metalowo-halidowych są: bardzo wysoka sprawność energetyczna (od 60% do 80%), duża żywotność (do 12 tysięcy godzin) oraz prawidłowy rozkład widmowy emitowanego światła. Wszystkie te cechy sprawiają, że jest to bardzo przydatne źródło światła w systemach monitoringu wizyjnego. Lampy metalowo-halidowe generują światło białe o rozkładzie widmowym zapewniającym prawidłową reprodukcję kolorów. Dodatkową zaletą są małe rozmiary, które pozwalają na tworzenie oświetlaczy do kamer.

Oświetlacze zbudowane na bazie diod LED

Rozwiązanie, które zdecydowanie najczęściej znajduje zastosowanie we współczesnych systemach telewizji przemysłowej. Jest to również jedna z najprężniej rozwijających się technologii w dziedzinie elektrycznych źródeł światła. Największą zaletą tego rozwiązania jest imponująca sprawność energetyczna i niespotykana dotąd żywotność. Sprawność energetyczna diod LED stosowanych w reflektorach podczerwieni mieści się w zakresie od 80% do 90% (największa dla diod czerwonych). Bezpośrednim następstwem wysokiej sprawności energetycznej jest niski pobór mocy i niewielki wzrost temperatury podczas pracy. Diody LED na bazie których są budowane tego typu oświetlacze są niezwykle tanie w eksploatacji. Pobór mocy pojedynczego punktu świetlnego bardzo rzadko przekracza 100W. Czas bezawaryjnej pracy diody LED może wynosić nawet 10 lat. Do zalet diod LED można również zaliczyć: wysoką stabilność widmową, natychmiastowy rozruch, odporność na wstrząsy i wibracje oraz bardzo wysoka trwałość mechaniczna. Reflektory IRED znajdują szerokie zastosowanie zarówno w wewnętrznych, jak i zewnętrznych systemach telewizji przemysłowej. Zaawansowane oświetlacze IRED posiadają zasięg nawet 200 metrów.

Poza standardowymi reflektorów spotykane są również oświetlacze w innych wykonaniach. Reflektory tego typu mogą stanowić integralną część kamery, lub obiektywu. Jest to niezwykle praktyczne rozwiązanie, gdyż ogranicza liczbę dodatkowych elementów, jakie należy zastosować w systemie, a jak wiadomo im mniejsza liczba elementów składowych tym system jest sprawniejszy. Dodatkowo wbudowane reflektory w kamerach lub obiektywach, pozwalają na zmniejszenie kosztów instalacji. W przypadku reflektorów w obiektywach należy pamiętać, że składają się one przeważnie z kilku diod, co zapewnia podświetlenie o charakterze punktowym i zasięg do kilku metrów.

Oświetlacze adaptowalne

Oprócz wyżej wymienionych rozwiązań istnieją także bardziej zaawansowane, które pozwalają na znaczną poprawę równomierności sztucznego oświetlania podczas pracy w warunkach nocnych. Jednym z najskuteczniejszych sposobów na zapewnienie równomiernego oświetlenia jest zastosowanie adaptowalnych urządzeń oświetlających, które pozwalają na regulację poziomu oświetlenia w poszczególnych obszarach obserwowanej sceny. Dotychczas oświetlacze adaptowalne nie cieszą się dużą popularnością, co głównie wynika z faktu, że są one objęte zastrzeżeniami patentowymi i niewielu producentów dostarcza tego typu rozwiązania. W przypadku standardowych źródeł światła – niezależnie od ich konstrukcji – mamy do czynienia z intensywnym oświetleniem centralnej części obserwowanej sceny. W miarę oddalania się od środka poziom oświetlenia maleje. Zależność ta nie jest liniowa, gdyż oświetlenie zmniejsza się nieproporcjonalnie do wzrostu odległości od źródła światła. Oświetlacze adaptowalne pozwalają na wyrównanie poziomu oświetlenia w obrębie całej obserwowanej sceny. Odbywa się to drogą zmniejszenia zbyt wysokiego poziomu oświetlenia w części centralnej oraz przesunięcia obszarów maksymalnej emisji światła w kierunku granic oświetlanego obszaru, gdzie droga promieni świetlnych jest dłuższa. Pozwala to na zminimalizowanie różnic pomiędzy oświetlaniem centralnej części i fragmentów oddalonych od centrum. Oświetlacze pracujące w ten sposób przeważnie są urządzeniami wielosegmentowymi, składającymi się z kilku mniejszych reflektorów. Każdy z nich może być indywidualnie regulowany pod innym kątem oraz emitować światło o innej mocy.

Kamery z wbudowanym reflektorami podczerwieni

Standardowe kamery kolorowe z jakimi mamy styczność na rynku CCTV nie posiadają możliwości prowadzenia obserwacji w zakresie podczerwieni. Wynika to z faktu, że ich konstrukcja zawiera wbudowany filtr podczerwieni, który całkowicie eliminuje wpływ tego pasma na reprodukcję barw. Inaczej mówiąc „typowe” kamery kolorowe nie nadają się do prowadzenia obserwacji w nocy. Jeżeli chcemy prowadzić obserwację nocna przy pomocy kamery kolorowej, wówczas musi zastosować kamerę typu dzień/noc. Kamery przemysłowe typu dzień/noc nie są wyposażane w filtr wycinający pasmo podczerwieni, jak to ma miejsce w przypadku standardowych kamer pracujących w trybie kolorowym. Brak filtru wycinającego pasmo promieniowania podczerwonego pozwala na zastosowanie reflektorów podczerwieni IRED. Całkowite usunięcie filtra podczerwieni posiada jednak pewne wady. Podczas pracy w normalnym oświetleniu mogą pojawić się problemu związane z balansem bieli, co objawia się nieprawidłową reprodukcją barw. Wbrew pozorom jest to normalny objaw (choć często zgłaszany przez instalatorów jako uszkodzenie kamery), który wynika z braku filtra podczerwieni i kompromisu pomiędzy ceną a jakością reprodukowanego przez kamerę obrazu. W kamerach wyższej jakości filtr podczerwieni jest mechanicznie odsuwany, co eliminuje występowanie problemu związanego z nieprawidłową reprodukcją kolorów.

Kamery termowizyjne

Kamery termowizyjne to urządzenia, które doskonale nadają się do pracy w warunkach nocnych. Główną zaletą kamer termowizyjnych jest bardzo duży zasięg, wynoszący nawet 1000 metrów. Dodatkowo urządzenia wizyjne z tej grupy charakteryzują się również bardzo małym zużyciem energii, niewrażliwość na dym i mgłę oraz brakiem emisji promieniowania. Ze względu na cenę oraz zaawansowaną konstrukcję są stosowane w monitoringu nocnym obiektów rozległych i rozproszonych. Powszechnie wykorzystywane w monitoringu przejść granicznych i terenów portów lotnicznych.

Równomierność oświetlenia

Równomierność oświetlania to bardzo ważny aspekt podczas projektowania systemów monitoringu wizyjnego, które muszą pracować w warunkach nocnych. Optymalna równomierność w oświetleniu obserwowanej sceny jest niezwykle istotna, ponieważ w dużym stopniu wpływa na poziom jakości wytwarzanych przez kamery obrazów. Kamery przemysłowe muszą być przystosowane do pracy przy bardzo dużych kontrastach. Zapewnienie kamerą przemysłowym optymalnych oświetleniowych warunków pracy nie tyle zależy od poziomu natężenia światła, co od jego równomierności. Najlepszym sposobem na osiągnięcie równomierność w oświetleniu obserwowanej sceny jest stosowanie specjalistycznych urządzeń oświetlających (oświetlacze adaptowalne), których konstrukcja umożliwia modyfikację poziomu oświetlenia w poszczególnych fragmentach obserwowanej sceny.

Monitoring nocny – kolorowy czy monochromatyczny (czarno-biały)?

Wybór trybu pracy kamery przemysłowej w nocnym monitoringu wizyjnym, to podstawowa decyzja, którą musi podjąć każdy projektant całodobowego systemu nadzoru wizyjnego. Często zdarza się, że końcowy użytkownik systemy telewizji przemysłowej preferuje pracę w trybie kolorowym, co wywiera konieczność stosowania korekcji widmowej lamp oświetleniowych. W przypadku gdy projektant systemu nie uwzględni korekcji widmowej zastosowanych lamp, może się okazać, że zainstalowane kamery nieprawidłowo reprodukują barwy, a tym samym generują obraz o niskim poziomie jakości. Wpływa to również, na efektywność całego systemu, ponieważ w dużym stopniu utrudnia precyzyjną identyfikację obserwowanych obiektów.

Większości instalatorów i projektantów współczesnych systemów monitoringu CCTV bardzo dobrze znany jest negatywny wpływ oświetlenia wytwarzanego przez latarnie uliczne. Latarnie uliczne korzystają z niskociśnieniowych lamp sodowych, których światło zdecydowanie odbiega od bieli. Negatywny wpływ tego źródła światła powoduje obniżenie jakości obrazu otrzymywanego przez kamerę. W tym momencie można powiedzieć, że jakość pracy kamery przemysłowej jest zależna od jakości i natężenia oświetlenia obserwowanej sceny.

Stosowanie źródeł światła białego jest problematyczne, gdyż w niektórych przypadkach może wywoływać negatywny wpływ na otoczenie. Wszystkie problemu związane ze stosowaniem źródeł światła białego uwzględniono w wielu regulacjach prawnych, dotyczących ochrony środowiska naturalnego przed zbyt intensywnym oświetleniem. Dodatkowo oświetlenie białe jest widzialne dla człowieka i nie nadaje się do prowadzenia dyskretnego monitoringu.

Obecnie najkorzystniejszym rozwiązaniem na oświetlenie sceny w warunkach nocnych jest użycie oświetlaczy emitujących światło z zakresu podczerwieni (całkowicie niewidoczne dla ludzkich oczu), które współpracują z kamerami monochromatycznymi lub kamerami typu dzień/noc. Dodatkowo na korzyść promienników podczerwieni przemawia to, że w zdecydowanej większości przypadków posiadają większy zasięg oświetlenia niż klasyczne oświetlacze emitujące światło białe.

• Światło białe – emisja mieszanych fal świetlnych, których długości znajdują się w zakresie od 400nm do 700nm. W wielu przypadkach światło białe służy jest podstawowym elementem oświetleniowym dozorowanych obiektów. Użycie źródeł światła białego podwyższa ogólno rozumiany poziom bezpieczeństwa obiektu, ponieważ ułatwia pracę osobą zajmującym się ochroną danego obiektu. Dodatkowo ten typ światła stwarza dobre warunki pracy zarówno dla kamer kolorowych jak i monochromatycznych. Praktycznie całkowicie eliminuje możliwość prowadzenia dyskretnego nadzoru wizyjnego.
• Światło podczerwone – emisja fal świetlnych, których długości znajdują się w zakresie od 700nm do 1000nm. Doskonale nadaje się do prowadzenia dyskretnej obserwacji, ponieważ światło z tego zakresu jest niewidzialne dla ludzkich oczu. Emitowane przez reflektory podczerwieni światło cechuje się dużym zasięgiem oraz całkowicie eliminuje nieprzyjemne wrażenia wzrokowe wywoływane przez światło białe. Światło podczerwone znajduje zastosowanie w kamerach monochromatycznych lub dzień/noc (ręcznie lub mechanicznie odsuwany filtr podczerwieni). Najwyższej klasy reflektory IRED emitują fale świetlne w zakresie długości od 940nm do 950nm.

...wróć do pomocy

Newsletter

• Strona główna
• Kamery IP
• Cenniki
• Archiwum CCTV
• Mapa strony
• Kontakt