ИК подсветка невидимая, видимая (730нм, 850нм или 940нм) в чем подвох?

Инфракрасный прожектор - это довольно простое устройство. Может показаться, что ответ на поставленный в заголовке вопрос не имеет большого значения, однако при хотя бы небольшом углублении в тему оказывается, что существует по крайней мере несколько характеристик, на которые можно, а иногда нужно обратить внимание. Несмотря на относительно небольшие различия в длинах волн, различия в их свойствах очень заметно, как для человеческого глаза, так и для матрицы камеры наблюдения. Об этом поговорим подробно в этой статье.

Для начала коротко о сути инфракрасного излучения: электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 760нм до 2мм, невидимое для человеческого глаза, хотя это вопрос сильно индивидуальный (некоторые люди не видят уже при 730 нм). Как можно заметить, этот диапазон начинается сразу за красным цветом (длина волны красного цвета 625-740нм), принадлежащим к видимому излучению. Как это влияет на работу камеры?

Устройства, построенные на базе светодиодов испускающих световые волны с длиной волны 730нм для большинства людей довольно легко заметны, а следовательно, не пригодны для использования в скрытых системах наблюдения. Кроме того, факт видимого или невидимого излучения диодов при таком варианте не только единственное отличие, но так же и то, что спектр испускаемого излучения не идеален (светодиод не излучает волны только одной длины), что можно увидеть на следующей характеристике диода (здесь, как раз пиковое значение составляет 735нм).



 

 

В случае ИК подсветки на основе светодиодов 850 нм дело обстоит немного лучше, так как их излучение „находится” на грани невидимого спектра и поэтому они для человека практически незаметны. В случае светодиодов 940нм проблема видимости исчезает полностью – эта длина волны не видна.


 

В связи с вышеизложенным напрашивается довольно очевидный вопрос: Почему в камерах наблюдения в основном используются светодиоды с видимым спектром излучения, когда наиболее востребованы 940 нм. Где подвох?

Проблема номер один - фоточувствительность матрицы. Ее чувствительность значительно зависит от длины волны. Прогресс в области изготовления матриц совершается на наших глазах, тем не менее, квантовая эффективность матрицы при длине волны больше чем 850нм низкая. Это лишний раз показывает приведенный ниже график, являющийся сравнением двух матриц фирмы Sony. Более новая матрица Sony EXview HAD CCD ICX248AL, старая Sony CCD ICX038DLA.

Как видно, квантовая эффективность таких матриц значительно отличается практически во всем диапазоне. В случае излучения 850нм и 940nm это скачок более чем в 2 раза.

Проблема номер 2 линзы. Известно, чтобы получить четкое изображение с  применением инфракрасного излучения, требуется применение объективов с поправкой на наличие этого типа излучения. В противном случае изображение будет не в фокусе, использование дорогостоящих камер наблюдения с супер чувствительностью и высоким разрешением матрицы теряет в этом случае всякий смысл. На рынке существует соответствующая оптика, которая позволяет работать с  ИК диодами от 400 нм до 950 нм (пример продукты компании Bosch – LTC3364/21, LTC3664/30, LTC3664/40 и т. д.), однако их стоимость относительно высока.
На сегодняшний день, все большой популярностью пользуются прожекторы 730нм. Матрицы  показывают в этом диапазоне удовлетворительную чувствительность, само излучение еле видимо , предлагается относительно дешевая и приличная оптика. Благодаря развитию технологий все более популярными становятся настенные 850нм прожекторы. Можно также предположить, что прогресс будет продолжаться, а инженеры не сказали еще последнего слова, отсюда и удовлетворительная чувствительность в диапазоне свыше 900нм-это только вопрос времени.