PARDOKS DE ILUMINACIÓN IR INTEGRADA.

PARDOKS DE ILUMINACIÓN IR INTEGRADA.

PARDOKS DE ILUMINACIÓN IR INTEGRADA

En los últimos años se han puesto muy de moda las cámaras de televisión equipadas con iluminación IR incorporada. Casi todos los fabricantes de Taiwán y Corea producen varios modelos similares para instalación en interiores y exteriores. Aparecen en abundancia nuevos fabricantes que duplican casi por completo soluciones de diseño conocidas y populares. Naturalmente, varios LED en miniatura instalados en el cuerpo de una cámara de televisión barata de pequeño tamaño alrededor de la lente no plantean ninguna objeción fundamental (foto 1). Dicha iluminación puede considerarse como una especie de medio auxiliar y, a veces, como una imitación de un iluminador. Como regla general, se trata de 4 a 6 LED con una longitud de onda de 880 a 920 nm y una unidad de potencia emitida que no excede una unidad de milivatios. El patrón de radiación axisimétrico está formado por el propio facón del LED y tiene entre 20 y 30 grados angulares. Estas cámaras están equipadas con lentes estándar con una distancia focal de 3,6 mm y tienen campos de visión de 74×54 a 45×33 grados angulares para sensores sensibles de 1/3 y 1/4 de pulgada, respectivamente. Debido a la insignificante potencia emitida y la inconsistencia del patrón de radiación, dicha iluminación es relativamente efectiva a una distancia de no más de 1 a 1,5 my solo para la parte central del marco. Su eficacia es aún menor en cámaras con sensores de tecnología CMOS debido a su menor sensibilidad. Para las cámaras en color, como se ha señalado repetidamente, la iluminación IR es fundamentalmente inaplicable, a menos, por supuesto, que la cámara utilice una de las tecnologías «día-noche». A pesar de ello, también se encuentran en el mercado ejemplos similares de “equipos de vídeo”. Si existe riesgo de vandalismo, se pueden utilizar versiones de cámaras de televisión montadas en el techo con lente incorporada e iluminación IR (foto 2). A veces, incluso las cámaras de televisión con lentes intercambiables están equipadas con iluminación IR incorporada de baja potencia (foto 3). Lo cual para cámaras de televisión de esta clase y un campo de visión prácticamente variable es una decisión aún más controvertida.

Foto 1.

Foto 2.

Foto 3.

Recientemente, las cámaras de televisión selladas de pequeño tamaño y sin calefacción se utilizan cada vez más para la videovigilancia en exteriores. Además del parasol y el soporte, suelen estar equipados con un iluminador de infrarrojos incorporado (foto 4). Los emisores de iluminación están colocados alrededor de la lente de la cámara detrás de una ventanilla común. Como regla general, se trata de seis a varias docenas de LED. El diseño de las cámaras de televisión suele parecerse a las clásicas carcasas térmicas o cajas herméticas (foto 5). Otros factores positivos incluyen el calor generado por los LED, que reduce la probabilidad de que la ventana se empañe. Sin embargo, últimamente, se utilizan cada vez más fotosensores para encender la luz de fondo cuando disminuye la iluminación. Los emisores instalados delante del cristal protector común a la lente de la cámara no son tan inofensivos. En este caso, es importante que parte de la radiación IR, como resultado de la reflexión y la re-reflexión en el material del ojo de buey, acabe siempre en la lente de la cámara. En los sistemas ópticos, estos reflejos se eliminan aplicando revestimientos antirreflectantes. Para las cámaras consideradas, esta tecnología se utiliza muy raramente debido a su alto costo y baja eficiencia. Además, las ventanas son de plástico con una estructura heterogénea que no tiene calidad óptica. Sólo su pequeño espesor, que no supera los 0,7 — 0,5 mm, minimiza en cierta medida la influencia de estos defectos. Para eliminar el primer y más potente deslumbramiento de la superficie interior de la ventana, el marco de la lente se mueve estructuralmente lo más cerca posible de esta superficie o se utiliza un parasol blando. Estas medidas permiten obtener una calidad de imagen aceptable para cámaras de televisión de sensibilidad normal (0,5 — 0,1 lux) en modos de iluminación mínima con sólo un ligero «velo» y una disminución del contraste.

Foto 4.

Foto 5.

Los problemas mucho mayores surgen con las cámaras de alta sensibilidad basadas en matrices EX-wave HAD. Al mismo tiempo, con la retroiluminación incorporada, no siempre es posible aprovechar plenamente su alta sensibilidad. Las pruebas comparativas realizadas con la cámara de televisión SK-2020X (foto 6), equipada con una lente con una distancia focal de 8 mm e iluminación IR incorporada de 8 LED, confirmaron la influencia de los factores anteriores.

Foto 6.

En una ruta interior, la cámara de televisión SK-2020X proporciona un rango de observación umbral (reconocimiento de los límites de los campos blanco y negro) de unos 30 m a lo largo del eje de visión. Cuando el iluminador se mueve fuera de la cámara, el rango de umbral aumenta a 35 m. El rango de calidad de imagen normal aumentó de 19 a 22 m a 22 a 25 m con un aumento en el contraste de la imagen de 2 a 3 veces. Es decir, cuando se utiliza un iluminador independiente con características de iluminación similares, el rango de observación real aumentó entre un 13 y un 15%. Por supuesto, el aumento del alcance total se vio afectado por el reflejo de la radiación IR de las paredes del corredor por donde pasaba la ruta. Aparentemente, para áreas abiertas, el alcance máximo, así como el rango de calidad de imagen normal, puede ser algo más corto, pero la influencia general de la ubicación del iluminador, naturalmente, seguirá siendo la misma. A medida que aumenta la potencia de la retroiluminación, aumenta la influencia de la luz parásita.

Ahora en el mercado existen incluso diseños exóticos con varias docenas de LED integrados en carcasas de cámaras domo (foto 7). En este caso, es casi imposible asegurar un contacto estrecho del marco de la lente con la pantalla semiesférica para reducir la iluminación directa hacia la lente. La reflexión y la dispersión en una capa suficientemente gruesa de plástico curvilíneo, debido a la falta de homogeneidad del material, que está lejos de ser de calidad óptica con baja transparencia, provocan un brillo aún mayor y una limitación grave de la sensibilidad real de la cámara, así como una disminución significativa en el contraste de la imagen. El polvo que se deposita en las pantallas durante el funcionamiento no sólo reduce su transparencia, sino que también mejora significativamente todos los efectos descritos.

Surgen problemas aún mayores durante el funcionamiento con las cámaras de televisión externas selladas mencionadas anteriormente con iluminación IR incorporada, que después de unos días en condiciones de poca luz, en lugar de una imagen del objeto, demuestran con seguridad el brillo de un «vidrio» protector sucio. Naturalmente, se observa un efecto similar cuando se utiliza iluminación visible. El deseo de colocar una mayor cantidad de LED conduce a su proximidad inaceptable a los límites de la apertura de la lente, lo que solo agrava el problema.

Foto 7.

Otro factor negativo de la iluminación incorporada es la retrodispersión perturbadora del medio cuando su transparencia es baja (polvo, smog, nieve o lluvia). El método más sencillo para minimizar este factor de interferencia es utilizar iluminación distribuida o lateral, es decir, iluminadores separados. Los métodos especiales más complejos para resolver este problema (control de rango, selección espectral y de polarización) son complejos y costosos y, por lo tanto, se utilizan sólo para resolver problemas especiales. Las desventajas anteriores también son relevantes para las cada vez más populares cámaras en color con tecnología día-noche, que también utilizan ampliamente iluminación IR incorporada (foto 8).

Foto 8.

En conclusión, podemos concluir que, a pesar de toda la facilidad de uso, la iluminación IR incorporada para cámaras de televisión solo puede recomendarse para resolver las tareas más simples y no muy importantes en un nivel casi cotidiano. En los sistemas profesionales, lo más óptimo es utilizar iluminadores individuales con patrones de radiación acordes con el campo de visión de la cámara. Para minimizar la retrodispersión del entorno, es preferible utilizar iluminación distribuida o la colocación lateral de fuentes direccionales.