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从阵列摄像机看红外摄像机发展过程
分享到:     浏览次数:2015次 2012/7/13

近年来,视频监控技术有了一定的发展,然而,在视频监控领域始终有一个突出问题没有得到很好的解决,就是夜间的视频监控问题,夜晚的监控是至关重要的,但监控摄像机有如人的眼睛,在光线太暗时无法清晰的看清目标,只能了解大致轮廓,无法识别面貌,为了解决这个问题,安防行业各厂商探讨了很多的方法,比如主动红外的LED红外、激光红外,被动红外的热像仪,微光夜视等等技术,而我们目前应用最广的是主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施监控的夜视技术,以便实现红外摄像机的夜间监控要求。
目前监控行业里95%以上都是使用这项技术实行夜视监控,LED红外发光管通过主动发出红外波长的光照射被监控对象。红外光线不再人的眼睛的可见光的范围内,因此,一般情况下是不可见的。红外光的亮度决定了被监控物体的清晰程度。从红外灯的发展史来看,可分下以下几代发展历程。

第一代:传统LED
红外线技术的发展最早在60年代初期有美国贝尔实验室研发成功,最早期的红外转换效率只有5%,效率很低,多用在红外遥控器等简单产品上。经过在夜视应用中的反复实践和发展,通过把单个的红外LED封装组合起来,固定于镜头的周围,给红外摄像机取像进行主动补光。传统的小功率LED灯是最先用于红外摄像机并现在仍在大量使用的一个红外光光源,被业内统称第一代LED.传统LED灯灯芯,业界普遍使用的有鼎元LED,其次有光磊的,效果更差还有韩系和日系灯芯,最差的是国内的很多俗称散芯灯的灯芯。价格和质量参差不齐。第一代LED的主要优势是价格优势,应用广泛。占有了目前红外机市场95%的份额。但它的光衰快,寿命短,功率小等缺点是业界对红外摄像机不满的主要原因。
点阵式的LED灯应用而生,被业内统称第二代阵列式LED

第二代:阵列式LED
点阵式LED是集成了多颗小功率LED在一个小范围内,并作了“热电分离”处理,使得整个零件能置于任意大小、任意形状的散热体上,从而解决了散热问题,不再会由于高温而伤害了周遭其它电子元器件。又由于使用的封装材料不断裂而极大的减少了光衰减,寿命较传统LED长了5-10倍。但点阵式的LED大成本上比传统LED高出了很多,为了配合摄像机镜头的角度而使用透镜来缩小送光角度时,无可避免的有许多发光点偏离了透镜的中央(俗称:偏心现象)而造成送光效率 不佳,以致相较于相同功率的传统LED而言,“不够亮“是其缺点。

第三代:大功率点阵式LED
基于市场实践的迫切需求,第三代阵列红外在原有的LED红外技术的基础上,进行一项**性改进,采用革新的半导体技术,将高性能发光晶体阵列式排列,经过特殊封装,形成大功率发光二极管阵列(LED Array)。每颗LED Array最多集成60粒LED发光晶体,显著优势体面在体积,亮度,寿命 ,光电转换,光均度价格等方便。
1.体积小
由于LED-Array为高度集成的LED,60粒LED发光晶体集成后的体积也只有指甲盖大小。单个LED的光学输出为5mw-15mw,而一个LED-Array的光学输出达到了800mw-1000mw,而体积有只有一个一分钱硬币的大小。体积小最主要是便于应用,同时简化成本。
2.高亮度
第三代阵列LED将几十个高效率和高功率的晶元通过革新的半导体技术封装在一个平面上,配置以良好的导热装置,电光转换率达25%以上,是传统单颗LED灯的100倍。高亮度决定了光线的照射距离,为第三代阵列LED在中远距离红外机的应用打下了良好基础。
3.使用寿命长
普通LED产品的寿命一般为6000个小时,LED-Array的寿命为50,000个小时,2~3年内光线无明显衰减,光线均匀。大幅提升摄像机夜视效果。
随着摄像机技术的进步,夜视监控还在进一步的发展中,人们对成本,画面清晰度,应用领域要求会越来越高,乌班图科技自主识产权的第三代大功率阵列红外摄像技术,这个新兴的性价比大大优于目前行业主流的产品,必将在夜视监控领域引起一场新的技术**,引领行业规模化生产,使得高质量夜视摄像机得以推广和普及,最终在整个视频监控领域实现普通LED红外摄像机的替代,最大限度的满足不同应用领域对夜视监控的要求


安防行业中阵列红外摄像机的主要优势

亮度高
很显然,亮度越高,光线的照射距离就越远,单个的LED输出光功率一般为5~15mW,虽然可以通过加大电流来提高亮度,但是材料本身的局限性是,红外线的光电转换效率不高,只有20%的光,余下的80%便是热能。因此,提高亮度的同时,也产生了更多的热能,这对工作温度要求严格的摄像机的关键器件CCD来说,明显是行不通。另外,LED多个组合是以PCB板为载体,散热性能不好。而阵列摄像机的光源,通过将几十个高效率和高功率的晶元通过高科技封装在一个平面上,配置良好的导热装置。同时增加其光电转换效率,亮度约是单个LED的100倍。

体积小
前面提到过,阵列红外运用了高集成的先进封装技术,一块封装了几十个晶元的阵列红外芯片,仅仅指甲盖大小。试想一下,把几十个单个的LED组合在一起的体积会是什么样?体积小最主要是便于应用,如果将几十个单个LED组合的红外光源安装在高速球机上,效果是可想而知的。

寿命长
阵列红外技术保证了CCD良好的工作状态,其使用寿命是普通LED红外摄像机的9倍。普通的LED红外摄像机将LED发光管和摄像机置于一个腔体内,而且LED管的热量无法通过PCB板得到有效散发,温度问题严重制约了CCD的使用寿命。普通LED红外摄像机在使用3个月后,便开始出现老化迹象,画面模糊、发白、对比度缺乏等等问题出现,直接影响产品使用效果,甚至整个摄像机报废。

效率高
由半导体本身的特性所决定,其发光效率与散热性能是一个良性裓-环。散热性能越好,那么工作温度就越低,工作温度低又能更好地保障其发光效率。反之,则是陷入效率不断衰减的恶性循环。另外,我们的供电系统采用自主专利的高频尖脉冲供电,保证获得更高的效率。
光线匀
众所周知,每个普通的红外LED前面都有一个球面,是一个独立的光学设计,用来改变光斑的大小。当多个红外LED组合在摄像机镜头的周围后,发射出来的光线就是多个光斑重叠组成,重叠的部分亮度就会特别高,同时还形成一个圆圈,即“手电筒效应”,夜视画面效果当然是不均匀的。而阵列红外摄像机相当于是一个大的点光源,通过特殊的光学设计,使得光线均匀照射被监控物体,所得到的监控画面的中间和四周的亮度是一致的。



关键字: 阵列摄像机 红外摄像机
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