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金富星分析红外夜视监控摄像机的几大问题
分享到:     浏览次数:2073次 2012/6/6

     在深圳的一次安防展会上,看到一个似乎很专业的红外灯厂家,搞了一个好像农村大锅锅盖一样大的巨型红外灯,号称可以达到几千米,很是吓人,问他配套什么样的摄像头,什么样的镜头,在什么环境下可以达到几千米的效果,则不知所云,乱说一气。天南海北,那么多的红外灯制造商信誓旦旦地标称自己的红外灯是100米或200米等等,还发明了“足米”这一可笑的名词,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,持续上当,惨不忍睹…… 
      红外灯真的有固定照射距离吗?红外夜视监控摄像机就是红外灯技术吗?深安金富星通过无数的事实证明,答案是否定的,事实上,任何红外灯单独地说,绝对不存在固定的照射距离,任何纯粹地标注红外灯照射距离的做法,不论有意还是无意,客观上都是骗人的。也有的还算专业的厂家,朦胧地意识到,红外灯要想达到效果,需要优秀的摄像头和性能出色的红外镜头,最常见的说法是,需要0.001勒克思以上的红外感应摄像头,最好是黑白的,需要某种特别的红外镜头,红外透过率达到百分之九十五以上。问题是,这么价格高昂的摄像头有几个使得起,而所谓的红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是天外之音,任何一个专业光学工作者都知道这是不可能的,想不明白他说这种话的目的是什么?

金富星帮您分析红外夜视监控摄像机的几大问题

一、  红暴问题:

有些厂家把能不能作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,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。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,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像头,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。

二、  寿命问题:

摄像头的使用寿命可达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,道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,并不真的能够做到远距离,估计很快会退出市场。

      多芯片LED是一个很骗人的技术,需要重点反击。多芯片LED主要有两种形式,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,想当然地认为照射距离更远,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,而是被摄像头选用了多少红外光。因其结构先天固有缺点,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最怕的是高热啊,不坏才怪呢。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,一棵芯片坏掉,整机全部玩完。总体而言,相对于单芯片LED而言,多芯片LED的寿命是远远不够的。

       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,是做红外灯量理想的器件,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20mA,使用50mA以上;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,一棵高等级LED比普通的LED好10倍,当然价格也非常昂贵。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管芯就会烧掉;略低,发光量又会大大降低。最好匹配高质量的开关电源,根据中国的恶劣电源环境,最好从170伏到270伏电压输入都好使。第四,输入电源线最好选用抗高,低温,超柔软抗弯曲的。有一个厂家生产的红外灯,输入电源线可在低温零下60度,高温零上250度正常使用,零下四、五十度像丝绸一般柔软,可见其专业精神,这样的产品才值得信赖。

三、  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的镜头通光量四倍。同样的摄像头、红外灯,上述两种镜头,红外作用距离可相差一倍。

      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,不标长焦,误导工程商,致使用户根本无法辨清谁家卖的是真货,谁家以次充好。建议用户到专业的大型厂家购买镜头,上海研顺有多个系列的大孔径红外专用镜头可供选择。

四、  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。

五、  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想当然地认可这种说法,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。所以说,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科学的。

      首先,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,效果是最佳的。

      其次,并不是红外灯角度越大,画面效果越好,有的场合,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,走廊的红外灯应该是镜头角度的二分之一或三分之一。

       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,研顺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”技术可以成倍提高作用距离。
      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乃至三分之一的红外灯。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。

六、  色彩问题:

所有的摄像头都感应红外,红外线在可见光条件下对于摄像头来讲是一种杂光,会降低摄像头的清晰度和色彩还原,彩色摄像头的滤光片就是阻止红外线  参与成像。要想使彩色摄像头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,在滤光片上打开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。

七、  灵敏度的问题:

摄像头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,灵敏度越好的摄像头价格也越昂贵。一般来讲,价格从600元到几千元不等。

    当然,和其它许多产品一样,摄像头虚标指标的现象特别严重。我曾拿过0.1勒克斯摄像头和一款号称0.0001勒克斯的摄像头作对比,后者竟不如前者。更多的摄像头厂家,人为地提高信号强度,灵敏度是很不错,但信噪比很差,导致夜间图像“雪花点”很多很大,像质恶劣。

八、  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。我看还是应该以客户的标准为标准。客户的标准是什么?是看清人!什么可视距离,发现距离,这些不确定说法都是扯淡。不同档次的摄像头、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百上千倍,看清距离可相差十倍。所以说,把某一盏红外灯具体地定为是多少米的说法是不科学的。一盏红外灯的作用距离,只能与非常确定的摄像头和镜头共同测定,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。红外摄像头

      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,红外感应摄像头技术和红外感应镜头技术,三者缺一不可。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。

   深圳市深安金富星电子有限公司是国家首批批准和认定的专业从事安防产品开发、设计、制造无线/有线智能控制及其附件系列产品的高科技企业,其属下众多品牌是民族安防行业的领头羊。公司管理总部位于沿海深圳特区,生产中心位于深圳和东莞,均设有技术研发中心。经过近26年的安防监控设备技术研发积累,已拥有大型监控管理平台普通监控摄像头红外夜视监控摄像机伪装型摄像机低速球机高速球机红外夜视高速球机百万高清网络摄像机等。公司以“推动中国未来安防产业”为已任,积极探索中国安防产业的前进方向,着力构建中国安防产业未来发展的核心竞争力。锲而不舍,艰苦奋斗,倾力打造中国安防产业领军品牌是夜眼电子永恒不变的追求。
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