Gli illuminatori ad infrarossi

Se intendete riprendere a livelli di luminosità molto bassi, o addirittura al buio completo potete utilizzare degli illuminatori all'infrarosso che emettono una luce invisibile all'occhio umano ma visibile per la telecamera. Oggi diverse telecamere integrano un illuminatore a infrarossi. Son anche disponibili illuminatori esterni in grado da utilizzare con qualsiasi telecamera.

 Cos'è la luce infrarossa

La luce che ci circonda può avere lunghezze d'onda assai variabili che si misurano in nanometri (nm). L'occhio umano percepisce solamente lo spettro che va da 400 a 700 nm all'interno del quale stanno i colori. Il colore a minor lunghezza d'onda è il violetto, quello a lunghezza d'onda maggiore il rosso. Al di fuori di questo spettro la luce non è più visibile all'occhio umano: al di sotto dei 400 nm, cioè al di sotto del violetto si ha il campo ultravioletto, mentre al di sopra dei 700 nm, cioè al di sopra del rosso, si entra nel campo dell'infrarosso.

Illuminatori a infrarossi

A differenza dell'occhio umano il CCD delle telecamere è in grado di reagire alla luce infrarossa e basta quindi sistemare nell'ambiente un apparecchio in grado di generare luce infrarossa, perchè per la telecamera diventi perfettamente giorno. Ovviamente per il nostro occhio sarà sempre buio.
Va però ricordato che la luce infrarossa non contiene nessuno dei colori visibili al nostro occhio, per questo l'immagine che il CCD rivelerà sarà solamente in bianco/nero.

 Gli illuminatori IR

Gli apparecchi in grado di generare luce infrarossa sono detti "illuminatori IR" e sono dei veri e propri faretti da orientare verso il punto da riprendere.
Possono essere realizzati utilizzando 2 tecnologie: i LED o le lampade a infrarossi.
I LED sono sempre di più preferiti alle lampade perchè hanno una lunghissima durata e consumano poca corrente. Le lampade alogene, un tempo insostituibili a causa della scarsa potenza dei LED di prima generazione, sono sempre meno utilizzate a causa del notevole assorbimento di corrente e della necessaria sostituzione periodica della lampada.
Gli illuminatori sono comandati da un foto-diodo interno che provvede ad accenderli automaticamente al calare delle tenebre e spegnerli di giorno.

illuminatore IR mini
illuminatore a LED

illuminatore a infrarossi
illuminatore a lampada IR

 La lunghezza d'onda

Gli illuminatori a infrarosso emettono in genere una luce con lunghezza d'onda di circa 840-850 nm.
A questa lunghezza d'onda, seppur la luce emessa non sia visibile, le lampade ed i LED non risultano totalmente invisibili nell'ambiente scuro, ma assumono, se guardati di fronte, una lieve luminescenza rossastra.
Perchè il LED non risulti visibile all'occhio umano è necessario che la lunghezza d'onda della luce emessa sia più distante dalla luce visibile, almeno oltre i 900 nm. Tanto più ci si allontana dalla lunghezza d'onda della luce visibile tanto più il potere di illuminazione dell'illuminatore sarà modesto.

 Solo con telecamere bianco/nero

Chi ha già letto il tutorial sul funzionamento del CCD, capirà facilmente che un CCD a colori non può funzionare con un illuminatore ad infrarosso, in quanto il CCD a colori è sovrastato da una griglia filtrante che lascia passare solamente le lunghezze d'onda corrispondenti al rosso, verde e blu e che non consentirebbe l'accesso alla luce dell'infrarosso. Senza questo filtro i colori prodotti dal CCD sarebbero diversi da quelli che siamo abituati a vedere. Per questo non bisogna assolutamente utilizzare telecamere a colori con illuminatori IR, perchè tutto quello che otterreste sarebbe solamente uno schermo verdastro in quanto l'illuminazione infrarossa non perverrebbe al CCD.
Se volete riprendere all'infrarosso l'ideale è una telecamera bianco/nero, ma queste telecamere stanno progressivamente scomparendo dal mercato.
Se volete utilizzare una telecamera a colori, dovrete optare per un modello con funzione Giorno/Notte che è in grado di "trasformarsi" in telecamera bianco/nero al sopraggiungere delle tenebre.

 Le telecamere a colori giorno/notte

Per consentire a una telecamera a colori di poter vedere la luce infrarossa si utilizzano sul sensore dei filtri particolari che invece di tagliare totalmente le componenti infrarosse ne permettono il passaggio fino alla lunghezza d'onda di 850 nm utilizzata dagli illuminatori. La telecamera sarà quindi in grado di vedere la luce dell'illuminatore e produrrà ovviamente, in assenza di luce naturale, un'immagine in B/N.
L'utilizzo di questi filtri porta in genere una resa dei colori nella ripresa diurna piuttosto povera rispetto a una telecamera a colori normale. Inoltre, in  caso di poca luminosità naturale, ad esempio in una ripresa in penombra, alcuni colori, specialmente il nero, assumono tonalità non corrette. Per evitare questo inconveniente le migliori telecamere giorno/notte dispongono della funzione ICR (Infrared Cut filter Removable)dove il filtro IR davanti al CCD viene fisicamente rimosso al calare della luminosità.

 La posizione dell'illuminatore

La posizione più corretta per il fissaggio dell'illuminatore è sopra o a fianco la telecamera. E' anche possibile installare l'illuminatore distante dalla telecamera, se risulta conveniente per il cablaggio, ma non bisogna mai rivolgerlo verso la telecamera stessa perchè la abbaglierebbe.

 La capacità di illuminazione

Agli illuminatori viene per comodità dato un valore di portata di illuminazione in metri. Si tratta però di un valore assai indicativo in quanto dipende da molti fattori quali la sensibilità della telecamera, la focale ed il diaframma dell'obiettivo, la rifrazione luminosa dell'ambiente circostante e la trasparenza dell'aria. A questo va aggiunto che l'ultima parte dell'area di illuminazione sarà un progressivo scomparire dell'immagine e per questo non sempre sfruttabile.
Per questi motivi è bene considerare un ampio margine di tolleranza nella valutazione della portata che vi serve, anche dell'ordine del 30% e oltre.  Se il vostro bersaglio si trova ad esempio a 30 metri, scegliendo un illuminatore da 50 metri non sbaglierete.

 Spostamento del fuoco - Focus Shift

La luce infrarossa viene deviata dalla lente dell'obiettivo in modo un po' diverso della luce naturale. Il punto focale della lente usata all'infrarosso sarà quindi un po' spostato rispetto a quello suo naturale, per un fenomeno che viene chiamato in inglese "focus shift". E' possibile, per questo motivo che mettendo la telecamera perfettamente a fuoco di giorno essa risulti leggermente sfocata di notte.
Esistono obiettivi, detti IR, appositamente realizzati per ridurre questo effetto di sfocatura nella visione con luce infrarossa. Se prevedete di utilizzare la telecamera con illuminatori infrarossi, non dimenticate di equipaggiarla con lenti IR.
 

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