IR LED – Unterschied zwischen 850 nm und 940 nm

Mit einer IR LED Beleuchtung nehmen Überwachungskameras auch bei totaler Dunkelheit klare Bilder auf. Unterschiede gibt es bei der Wellenlänge, mit der die LEDs das IR-Licht abstrahlen: 850 nm und 940 nm (nm = Nanometer) sind gängige Werte für IR-LEDs in der Überwachungstechnik. Beide Lösungen haben Vor- und Nachteile, die sich aus der Physik des Lichts ergeben.

IR-Beleuchtung in der Videoüberwachung

Die IR-LEDs emittieren Strahlung mit nur einer Wellenlänge, daher sind IR-Aufnahmen monochrom und nicht farbig. Es gilt wie beim sichtbaren Licht, dass unterschiedliche Oberflächen die Lichtstrahlen unterschiedlich stark reflektieren. Daher sind bei qualitativ hochwertigen Kameras die Aufnahmen kristallklar und ermöglichen eindeutige Identifizierungen.

In der Regel beträgt die Wellenlänge des integrierten IR-Lichts entweder 850 nm oder 940 nm.

• 850 nm haben den Vorteil, dass ein größerer Bereich bei gleicher Leistung ausgeleuchtet werden können.
  
• Nachteil: Wenn eine Person direkt auf die LEDs schaut, kann sie unter Umständen einen leichten rötlichen Schimmer erkennen. Eine komplett unsichtbare Überwachung ist mit 850 nm also nicht garantiert.
• Hier liegt der Vorteil der 940 nm-LEDs: Diese Wellenlänge ist noch weiter entfernt von dem Bereich, den das menschliche Auge sehen kann, daher ist diese Strahlung für das Auge komplett unsichtbar. Diese Art von LEDs werden jedoch heutzutage nicht mehr verbaut.
  
• Der Nachteil von 940 nm ist allerdings, dass mit der größeren Wellenlänge eine geringere Reichweite einhergeht. 5 bis 15 Meter sind je nach Bildwinkel sowie Anzahl und Leistung der IR-LEDs aber auch mit 940 nm sehr gut machbar.

Verbesserung der IR LED Beleuchtung

Wie weit die integrierte IR-Beleuchtung den Überwachungsbereich unter optimalen Bedingungen ausleuchten kann, ist in den Datenblättern der Kameras angegeben. Besonders empfehlenswert sind solche Modelle, die eine intelligente Steuerung (Smart oder Intelligente IR) der Infrarotbeleuchtung beherrschen. Nähert sich eine Person oder ein Fahrzeug der Überwachungskamera an, wird die Intensität automatisch so verringert, dass es im Nahbereich nicht zu überbelichteten Aufnahmen kommt. Auch die automatische Anpassung der Leistung an die Brennweite der Kamera ist eine sinnvolle Steuerung: Je weiter der auszuleuchtende Bereich, desto größer die Leistung der LEDs.

Eine in die Kamera integrierte Beleuchtung stößt aber bauartbedingt unweigerlich an ihre Grenzen – egal ob mit 850 nm oder 940 nm. Für größere Aufgaben wie die punktuelle Ausleuchtung entfernterer Punkte eignen sich externe IR-Scheinwerfer. Mit ihnen sind Verdopplungen der Reichweiten möglich. Wichtige Unterschiede bei externen Scheinwerfern betreffen die Wellenlänge,

den Abstrahlwinkel, die Wetterfestigkeit und die Langlebigkeit der LEDs.

Sichtbares und (fast) unsichtbares Licht

Bei allen Arten von Licht handelt es sich um elektromagnetische Strahlung. Für das menschliche Auge sichtbar ist diese Strahlung mit Wellenlängen zwischen ca. 380 nm (tiefdunkles Violett) und 750 nm (Rot). Alle Farben liegen zwischen diesen Grenzwerten. Gemischtes Licht verschiedener Wellenlängen, wie es beispielsweise von der Sonne ausgeht, nehmen wir als farblos wahr. Unser Eindruck von unterschiedlichen Farben rührt daher, dass unterschiedliche Oberflächen einzelne Wellenlängen aus dem gemischten Licht unterschiedlich gut reflektieren oder "verschlucken". Unterhalb der Grenze des sichtbaren Lichts liegt die Ultraviolettstrahlung (UV), oberhalb die Infrarotstrahlung. Sowohl UV- als auch IR-Licht ist für das menschliche Auge vollständig unsichtbar.

Eine Überwachungskamera deckt den gesamten sichtbaren Bereich des Spektrums ab. Bei guten Kameras ist die Empfindlichkeit des Sensors für die einzelnen Wellenlängen der Empfindlichkeit des menschlichen Auges nachempfunden. So entstehen Bilder, die einen ganz natürlichen Farbeindruck beim Betrachter hervorrufen. Darüber hinaus sind die Sensoren aber auch in unterschiedlich starkem Maße für IR-Licht empfindlich. Bei Tageslicht würde die IR-Empfindlichkeit zu verfälschten Farben und überstrahlten Bildbereichen führen. Um das zu verhindern, verwenden Markenhersteller mechanische IR-Filter im Tagbetrieb. Schaltet die Kamera in den Nachtbetrieb um, wird auch der IR-Filter ausgeschaltet. Auch bei nur sehr geringem Restlicht aus der Umgebung sind Markenkameras in der Lage, gute Farbaufnahmen zu erstellen.

Zusammenfassung

• 850 nm: größere Reichweite, schwach sichtbar
• 940 nm: geringere Reichweite, absolut diskrete Überwachung
• externe Scheinwerfer: Verdopplung der Reichweiten
• Basisangaben zur IR-Beleuchtung in den Datenblättern