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标题: [原创]摄像机红外灯与白炽灯详解 [打印本页]

作者: lianqiang518 时间: 2010-12-31 19:15
标题: [原创]摄像机红外灯与白炽灯详解
视频监控的发展方向在于室外，室外监控的发展方向在于夜视，夜视的发展方向在于红外，这个趋势越来越明显。在红外夜视这个领域，中国企业已经走在世界最前列，一些先进技术令国外同行望尘莫及。

但是，这毕竟是一个新兴产业，大量劣质产品泛滥市场，影响了人们对红外夜视产品的信任。还有一些当年很领先的企业，死抱暴利不放，技术上固步自封，被快速发展的市场抛在后面，很是遗憾。

在深圳安防展会上，看到一个似乎很专业的红外灯厂家，做了一个很大的圆形红外灯，标称可以达到几千米，咨询他配套什么样的摄像机，什么样的镜头，在什么环境下才可以达到标称的效果，则不知所云。那么多的红外灯制造商都信誓旦旦地标称自己的红外灯是100米或200米等等，从而误导工程商好像红外灯真的有固定照射距离。而不管厂家如何宣传，工程商就是不信，100米灯能勉强用到50米就不错了，很多负责任的工程商，更是买了无数的红外灯也达不到用户要求。

那么，红外灯真的有固定照射距离吗？红外夜视监控就是红外灯技术吗？从某一方面来看，红外灯不存在固定的照射距离。客观地说，红外灯要想达到效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头，最好是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，需要特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。问题是，这种摄像机一般价格昂贵，而真正红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难做。所以，能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的，我们要求做到即便客户是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。

1、红暴问题：有些厂家把能不能做出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红
暴就是低技术，没有红暴就是高技术。其实，有没有红暴只是一个选择问题，并不是技术问题。我们知道，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本没有红暴，波长越短（越接近可见光），红暴越强，同时，摄像机感应红外线效率也越高。现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是没有红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度要好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，已被做为红外夜视监控的首选。

2、寿命问题：摄像机的使用寿命可达10年以上，红外灯的寿命是否也能达到这个水平？
正确回答这个问题，首先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式制造：1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。

卤素灯是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不能够做到很远距离，现在已基本退出市场。

多芯片LED是一个很“概念”的说法。多芯片LED主要有两种，一种是“食人鱼”，包含4到8棵芯片，另外一种是阵列式发光片，含有10棵到30棵芯片。为什么做多芯片呢？他们认可的理论是：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，也就认为照射距离更远！这可真是典型的外行技术理论。当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，就能把它简单换算成距离，而是被摄像机吸收了多少红外光。相反，因其结构先天固有的缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比较低（当然，比卤素灯强几倍）。

优点没有发挥出来，致命伤却出来了，比如，阵列式LED，电流高达1000mA以上，基本只是一分钱硬币大小，散热就成为一个问题。可LED最怕的就是高热，所以，这种红外灯在采用的同时就决定了它的寿命很短。同时，多芯片LED的生产要求非常严格，每棵芯片都不能有性能上的一点差异，否则，一颗芯片坏掉，就会导致整机全部毁坏。总体而言，相对于单芯片LED而言，多芯片LED的寿命会差很多。

单芯片LED生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。

那么，是不是所有的单芯片LED灯的寿命都很好呢？事实上，远不是这么回事。这里面原因很多，比如，有的LED芯片级别很低，杂质超标；有的生产工艺不过关，有漏电；有的超功率使用，额定50mA，使用70mA以上，这样短时间内效果很好，可是几个月后就会因过度劳累而衰竭坏掉，或发光功率降低很多！有的没有保护电路，或电路设计不合理，这些都会导致单芯片LED红外灯快速坏掉。

要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级LED芯片，高等级芯片功率大，一致性好，发光效率高，发热量很小，一颗高等级LED比普通的LED好几十倍，当然价格也比较昂贵。其次，光学系统设计要合理，发光均匀，利用率高，散热快。第三，严格控制电压，LED对电压非常敏感，电压稍高，LED管内芯片就会烧掉；电压略低，发光量又会大大降低。最好在红外灯内就匹配好高质量的开关电源，根据中国的恶劣电源环境，最好从170伏到270伏电压输入都能稳定使用，现在存在比较常见的问题是，大多数工程商对红外灯的电源认识不深刻，而是采取摄像机常用的12V集中供电方式，这样尽管解决了一些其他的问题，但对红外灯或红外一体机来说则无法满足正常使用的要求，图像效果自然不好。

3、角度的问题：红外灯是不是角度越大越好？不论是制造商还是工程商一般都认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也越大，选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。因此，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大，有80度还有180度。这种好像很有道理的说法其实是很不负责任的而且也是不科学的。其实，从某一个具体的红外灯来说，它的功率是额定的，也就是他的发光转换功率是固定的，如果想发光角度大，那自然会牺牲照射距离，相反，如果保证照射距离就会牺牲角度！

另外，使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度），如果配合f35mm的镜头，那么，会有百分之九十九的光是在镜头视场以外，也就是说，只有百分之一的光是有用的，其它都浪费了。一般情况下，红外灯的角度与镜头的角度一致，是最科学的搭配。

其次，并不是红外灯角度越大，画面效果越好。有的环境，红外灯角度过大，还会影响成像，比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外灯角度大，近处边缘成像太亮，形成“光幕”现象，远处中心反而看不见，只有一片发白现象。所以，最适宜做法是走廊的红外灯应该比镜头的角度略窄。

第三，可以利用“接灯”技术，两个窄角红外灯搭配，调整位置，可以达到广角灯的效果，我们采用的系列红外夜视系统，就是利用“接灯”这种技术，做到了既望远又广角。在同样功率条件下，“接灯”技术可以很好提高作用效果。

总体而言，红外灯角度的问题既是选择问题也是技术问题。不同焦距的镜头选择相适应角度的红外灯，红外灯的角度在什么样的条件下也不应该大于镜头的角度，狭长环境应该选用比镜头角度更小的红外灯。窄角的红外灯通过搭配，可以得到理想的广角效果，效果更佳，成本更低。

4、通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相
对孔径F2.0的镜头通光量的四倍。同样的摄像机、红外灯，采用不同的两种镜头，红外作用距离可相差一倍或更多。

大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。

由于众所周知的国情，市场上虚标F值的镜头大量充斥市场。尤其是变焦镜头，只标短焦距的F值，不标长焦距时F 值，误导工程商，致使用户根本无法辨清质量好坏。

5、焦点偏移的问题：可见光与红外光由于波长不同，成像焦点不在一个平面上，导致白天可见光条件下清晰，夜间红外线条件下模糊，或者夜间红外线条件下清晰，白天可见光条件下模糊。可以用三个办法解决。第一，采用自动聚焦一体机，第二，采用IR专用焦点不偏移镜头，第三，采用专业的调整工具，在现有镜头条件下也可以实现不偏移。

6、色彩问题：红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光，会降低摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参与成像。要想使彩色摄像机感应红外线现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案图像质量好，但成本高，切换机构有一定故障率。第二，在滤光片上设计一个特定的红外线通道，允许与红外灯波长相同的红外线进来，这种办法不增加成本，但色彩还原略差。

7、灵敏度的问题：摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。灵敏度越好，对红外线的
感应能力也越强。当然，灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。一般来讲，50米以内的红外夜视系统，选用0.1－0.01Lux的摄像机就比较好；50米到100米范围的夜视系统应该选用0.01Lux或更低照度的摄像机；100米以上的夜视系统应选用0.001勒克斯以上的摄像机。

当然，和其它许多产品一样，摄像机虚标指标的现象也是特别严重。我们曾拿过0.1Lux摄像机和一款号称0.0001勒克斯的摄像机作对比，后者竟不如前者。

8、距离的问题：一百个人做红外产品就有一百个红外夜视距离的标准。我们认为还是应该以满足客户的要求为标准。客户的标准是什么？是看清！什么可视距离，发现距离，这些不确定说法都是比较模糊。不同档次的摄像机、镜头之间的匹配，对于同一盏红外灯发出的光线感应度可能相差几十倍。所以说，一盏红外灯的作用距离，只能与非常确定的摄像机和镜头共同测定，才能标定其作用距离。因为应用环境不同，最好留有一定余量。

红外夜视到底能做多远？技术到家，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事。技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可.

作者: ladyis 时间: 2011-1-1 09:51
比较好,值得参考//

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