红外夜视探讨

粤涯 · 发表于 2006-11-17 21:21:09

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

LG老鬼 · 发表于 2006-11-18 05:52:29

楼主朋友,客户评价的标准不只是看清那么简单,严格的说,图象评价是有标准可查的.有5个等级标准,一般要大于3才能算合格.红外灯的距离和实际使用距离?50米?100米?不好意思,如果你问红外灯厂家,别人可能的解释是能照射到50米,100米外的距离,至于到达那里的光通量是多少?问厂家这个问题吧,这个才是关键,另外,由于不同物体对红外光的反射系数是不同的,因为很多物体能够吸收大量红外光,另外还要考虑漫反射等因素,因此,同样的红外灯,同样的距离,照射不同的物体,反射后进入摄象机的光通量也是完全不同的,同样光通量,不同CCD和镜头的成像效果也会完全不同.
所以严格地说,不要把红外灯的50米,100米来作为你要拍摄物体和摄象机间距离进行对应,首先要考虑摄象机和拍摄物体平面的角度关系,被拍摄物体对红外光的反射效果,距离,然后结合这些数据来选择摄象机(CCD尺寸,类型)和红外灯功率,发散角度.至于实际施工中如何选择,我没有经验,相信有经验的人偶尔也会失误的,没有办法,还是要靠经验和实测.如果没有相应仪器(标准红外灯和光通量计(也叫照度计))来测反射系数的话,麻烦点多拿几个红外灯和摄象机来试吧.

qiaolinqi · 发表于 2006-11-20 07:37:39

学习了

stlantian · 发表于 2006-11-23 19:22:55

学习中

jiange453 · 发表于 2006-11-23 19:41:11

楼主朋友，我对你的“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。”的观点就不是很赞成的，距离和红外灯的功率是有关系的，而功率和能量也是有关系的。另外，你谈到“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。”这个我也不是很赞成的，许多人就是解决不了散热问题，才会导致寿命短的。（工作温度和LED的寿命是成反比的，无论哪家的LED都是这样的。你又要全封闭，IP等级要高，又要散热，你要我怎么相信你的寿命能够达到10万个小时啊？）现在美国的LED阵列芯片就可以完全解决散热问题，这是有证可查的。

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盐城宝利得 · 发表于 2006-12-7 18:41:34

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现今摄像机市场,好像只剩下红外一体机还可以炒一炒,就因为这样,引起的话题及争议也最多,大家爬文也是越爬越迷糊,因此,在这里把相关知识做个介绍,说是”大汇总”是有些夸张了,主要是希望众专业厂家们在打广告之余,也不忘在此灌灌水,大家吹吹牛,真理越辩越明,大家吵个一段时间,这个版就真的是”大汇总”了!虽说”水清则无鱼”,但总不能一天到晚打迷糊仗,消费者的权益也得照顾一下.CCD为什么能看到红外线?CCD本来就能看到红外线! 它本来就对红外光有感应,不信,拿支黑白摄像机,关掉电灯,拿个红外灯一照,影像不就出来了!那彩色CCD为什么看不到红外线? 事实上,彩色CCD也看的到红外线, 就是因为它能感应到红外线,会干扰到D.S.P (影像处理主芯片)的运算,导致”偏色”,因此,得想个办法,让它不能接收红外线,方法就是:让CCD戴上”太阳眼镜”,只是人戴的太阳眼镜是隔离紫外线,而CCD戴的是隔离红外线,这就是彩色CCD上头黏的那片滤光片.先看张图: 这是滤光片对每个波长光的穿透率,横轴是波长,以奈米(nm)表示,纵轴是穿透率,我们看到从380nm-645nm 穿透率是约93% ,刚好就是可见光的范围(紫-靛-蓝-绿-黄-橙-红),就是彩虹的颜色嘛! 600多nm是红色光,在它往右以”外”,就叫”红外线”,是”红色以外的光” 不是红色的光,因为眼睛已经看不到了,再来,380nm左右我们眼睛看到的是紫色,在380nm往左以”外”,就叫”紫外线”,眼睛一样看不到,但会照伤我们的皮肤,让青藏高原同胞晒的黑黑的,脸颊红红的.话扯远了, 从上图我们看到,滤光片已经把红外跟紫外光挡掉了,只剩可见光进来,所以,彩色CCD就看不到红外线了.那黑白CCD为什么不加滤光片,难到它不怕色干扰吗?呵呵!黑白摄像机本来就没颜色,何来”色”干扰?所以在早期,红外线摄影机就是用黑白摄像机,加上红外投射灯就行了.后来彩色摄像机越来越普遍了,总不能白天用彩色摄像机,到了晚上再用黑白摄像机打红外灯吧,这就重复投资了,了解了上头的道理,就有人想出个方法:当有光线时用彩色摄像机,当没光线时,把CCD上头那片滤光片拿掉,再打上红外灯,这不就得了!”日夜型红外线彩色摄像机”就这样出来了!,这很像读书时去办公室找老教授,他在看书时戴个老花眼镜,抬头看你时就把眼镜往头顶上挪开,就是这个动作(我也快有了,呵呵!).所以,上头那种摄像机,在CCD前装了个机械结构,用电磁阀把滤光片拉开或推回去,在作动时听的到”喀察”一声.说到这里,学过光学的人必注意到,CCD有滤光片跟没滤光片,光线折射率会不一样,把滤光片拿开,打上红外光,折射率又会因波长不同会有些差异,这加起来就会造成焦点偏移,就是”失焦”,因此,刚刚所说的,不能只把滤光片移开,还得补上一片镜片来调整折射率,也就是一片滤光片跟一片普遍镜片在抽换..这种”日夜型红外线彩色摄像机”是日本人搞出来的,实在太贵了,想仿吗,模具贵又怕被告,就有些天才老板干脆就把滤光片拿掉了,不就看的到红外线嘛!,怕色干扰,那就用在室内啊,有些偏色? 便宜嘛! 干麻计较那么多,这叫” ” 彩色室内日夜型红外线摄像机”老是这样蒙也不是办法,后来有人想到办法,依旧从滤光片下手,搞出这种滤光片: 看到没,”关大门,开小窗” 让850nm那段红外光漏了进来,所以在晚上没灯光时,只要打上850nm的红外光,CCD就看的到了,这招真是既省钱又方便,换个滤光片就行了,只是要注意! 不是随便拿个红外线投射灯就行了,必须是850nm的! 但是因为850nm跟可见光波长很近, 850nm投射灯常会产生少量可见光成份,看到的是红色的,那就是”红爆”的来源.红外线夜视问题解决了,在来是白天的问题了,既然那滤光片会让850nm的红外线漏进来,就会产生色干扰,也就是”白天偏色”的由来,这只能用软件来调整DSP的程序,尽量减少色偏,谁说没色偏,肯定是吹牛的!好了!开始步入正题 “红外一体机”:上头说的红外机,在使用上得配上红外灯,在户外时又得加防护罩,摄像机还要有镜头,整组体积庞大,价格又高,近距离使用时就像大炮打蚊子,不太现实,就有人想到用LED,就是遥控器用的LED,有850nm的,洗块板子,装他几十颗,加个光敏电阻(CDS)来侦测光线强度当开关来控制LED,板子中间挖个洞,再买片摄像机板,装个机板镜头,往LED板一套! 红外一体机就出来了!这时期的红外机有些问题,一是LED发射角度是固定的,因此打出去的光线无法调整,只能搭配几种角度的镜头,第二,功率不高,打不远.市场量又不大,想要LED厂帮你订做,门都没有,因此,效果不太好,但是很少人在搞,价格又高,可卖到2000多,十多年前搞这玩意的人还真的赚了一票.(说到这里,咦! 我明明那时后就知道这回事了,怎么没去搞?否则我现在也赚爆,不用在这儿吹牛了,我肯定脑袋坏了!呵呵!),其实,在那时候,搞摄像机的单子都接不完,那有空理这雕虫小技,光卖机板给人装红外机就很好赚了.随着科技的进步,LED功率越做越大,越来越亮,尤其民用上的红绿灯改用高亮度LED,这时有一颗LED出来了,就是拿红绿灯用的那种,改成红外线,四四方方的,叫”食人鱼”,拿来用还挺不错的,但角度是固定的,不太实用,就有人想到开了片透镜,放在LED板前头,不就可以改便发射角度了吗!还去申请了专利.别人还不能用.怎办? 山不转路转,反正这时市场量也出来了,LED厂也就甘愿生产不同角度

人在江湖 · 发表于 2006-12-7 19:36:53

楼主这个文章似曾相识,长春佶达的总工好象发表过非常雷同的文章,不知道是您转帖还是他转载?

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红外夜视探讨

re:楼主朋友,客户评价的标准不只是看清那么简...

re:学习了

re:学习中

re:楼主朋友，我对你的“他们认可的理论是：红...

re:转贴现今摄像机市场,好像只剩下红...

re:楼主这个文章似曾相识,长春佶达的总工好象...