視頻監控的發展方向在於室外,室外監控的發展(zhǎn)方向在於夜視,夜視的發展方向在於紅外(wài)技術,這個趨勢越來越明顯。在紅外夜視這個領域中國企業已經(jīng)走在世界前列(liè)。
紅外燈真的有固定照射距離(lí)嗎?紅外夜視監控就隻涉及紅外燈技術嗎?無數的事實證(zhèng)明,答案(àn)是否定的。事實上,就紅外燈本身來說,絕對不存在固定的照射距離,任何孤(gū)立地標注紅外燈照射距離的做法都是不科學的。波長超過700nm的光(guāng)線叫做紅外線,900nm以上的紅外線基本無紅暴,波長越短,紅暴越(yuè)強,紅外線感(gǎn)應度也越高(gāo)。現在市(shì)場上有兩種主流紅外燈,一種是有輕微(wēi)紅暴的,波長在850nm左右,一種(zhǒng)是無紅暴(bào)的,波長在940nm左右。同一款攝(shè)像機,在850nm波長的感應度,比在(zài)940nm波長的感應度好到10倍。所以850nm這種有輕微紅(hóng)暴的紅外燈有更高(gāo)的效率,應當作為紅外(wài)夜視監控的首選。
攝像機的使用(yòng)壽命可達10年以上,紅外燈的壽命是否也能達到這個水平?首先要了解目前紅外燈的原理。目前紅外燈主要有三種模式:1、鹵素燈,2、多芯片LED,3、單芯片LED。鹵素燈是一個較傳統的技術,能耗高,發熱量大,使用壽命(mìng)較短,因其使用效率低下(xià),估計會逐步地(dì)淡出市場。多(duō)芯片(piàn)LED也有兩種形式,一種是包含4到8顆芯片;另外一種是陣列式發光片,含有10到30顆芯片。多芯片LED因其結構上的固有缺點沒有發光焦點,光學係統不合理,有(yǒu)用光(guāng)效率也比(bǐ)較(jiào)低(當然(rán),比鹵素燈強幾倍),其優點沒有充分地發揮出來,比(bǐ)如陣列式LED,電流高達1000mA以(yǐ)上,基(jī)本隻是一分錢硬幣(bì)大小,散熱就成為一(yī)個問題,可LED最怕的(de)就是高(gāo)熱。同時,多芯片LED的生產要求非(fēi)常嚴格,每顆芯片都不能有性能上的一點差異,否則一顆芯片壞掉的話整機就全部完了。總體而言,相對於(yú)單芯片LED而言(yán),多芯片LED的壽命(mìng)是遠遠不夠的。單芯片LED生產工藝簡單(dān),品質容易保證、發熱量低、光學係統合理是做紅外燈理想的器件,理論上(shàng)使用壽(shòu)命可達(dá)10萬小時以上。那麽,是不是所有(yǒu)的單芯片LED燈的壽命都很好呢(ne)?事實上,遠不是這麽回(huí)事。這裏(lǐ)麵(miàn)原因有很多,比如有的(de)LED芯片級別很低,雜質超標;有的生(shēng)產工(gōng)藝不過關有漏電現象;有的超功率使用,額定(dìng)20mA,卻使用50mA以上;有的沒有保護電(diàn)路,或電路設計不合理(lǐ),這些都會導致單芯片LED紅外燈壞掉。
要想保證紅外燈的壽(shòu)命,首先要選(xuǎn)用高等級的LED芯片。高等級芯片功率大、一致性好、發光效率高、發熱量很小,高等級LED比普通LED的品質好得多,當然價格也非常昂貴。其次,光學係統設計要合理(lǐ)、發光要均勻、利用率(lǜ)要高、散熱(rè)要快。第三,要嚴(yán)格控製工作電壓。LED對電壓非常敏感,電壓稍高LED管芯就會燒掉;而電(diàn)壓略低則發光量又會大大降低(dī)。最好匹配高質量的開關電源,交流(liú)輸入電壓最好(hǎo)從170伏到270伏電壓都能(néng)做到(dào)較好(hǎo)的穩壓,以適合惡劣的供電環境。第(dì)四,輸入電源線最好選用耐(nài)高/低溫、柔軟抗彎曲的。有一個廠(chǎng)家生產的紅外燈,輸入(rù)電源線可在低溫(wēn)零下60度、高溫零上250度正常使用。
紅外燈(dēng)是不是視角越大越好?首先,使用大視角度的紅外燈配(pèi)合小(xiǎo)視角度的鏡頭(tóu),存在浪費(fèi)現象(xiàng)。比(bǐ)如一盞紅外燈發光(guāng)角度是80度(相當於f3.5mm鏡頭的角度(dù)),如果配合f35mm的鏡頭,那麽會有相當部分的光是在鏡頭視場(chǎng)以外,也就是說部分紅外光浪費了。一般情況下,紅外燈的視角要與鏡頭的視角相一(yī)致,效果是最佳的。其次(cì),並不是紅外燈的發射角(jiǎo)度越大,畫麵(miàn)效果就越好。有的場合如果紅(hóng)外燈角度過大,還會(huì)影(yǐng)響成像。比如走廊(láng),因其“狹長”的特(tè)點,如(rú)果(guǒ)紅外燈的發射(shè)角(jiǎo)度過大,則近處邊緣的成像就會太亮,形(xíng)成“光幕”現象;遠處中心反而看不見,隻有一片發白現象。所以,走廊的紅外燈應該是鏡頭角度的二(èr)分之一或三分之一。第三,可以利用“接燈”技術,兩個窄角紅外(wài)燈搭配並調整位置(zhì),可以達到廣角燈的效果,市(shì)場上的“夜鷹”係列紅外(wài)夜視係統,就是利用“接燈”這種技(jì)術(shù),做到了既望遠又廣角。在同(tóng)樣功率(lǜ)條件下,“接燈”技術可(kě)以成倍提高作用距離。
總體而言,紅外燈的發射角度的問(wèn)題既是選擇問題也是技術問題。不同(tóng)焦距的(de)鏡頭應選擇相適應發射角度的(de)紅外燈。紅外燈(dēng)的發射角度無論在(zài)什麽(me)樣(yàng)的(de)條件下都不應(yīng)該大於鏡頭的視角,而在狹長環境中的應用,就該選用比鏡頭視角更(gèng)小(xiǎo)乃至三分之一的紅外燈(dēng)。窄視角紅外燈通過搭配,可以得到理想的廣角效果。
相對孔徑決定了鏡頭的通光能力,相對孔徑為F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑(jìng)F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣(yàng)的攝像機、紅外燈,分別搭(dā)配上述兩種(zhǒng)鏡頭(tóu),紅外作用距(jù)離可相差(chà)一倍。大孔徑鏡頭在紅外監控方麵,比常規普通鏡頭好4到10倍,按理說應該成為紅外夜視監控的必須配套產品,但成本高昂,技(jì)術難度大。
可見光與紅外光由於(yú)波長不同,成像焦(jiāo)點不在一個平麵上,導致在白天可見光條(tiáo)件下圖像清晰,而夜間紅外光條件下模糊,或者夜(yè)間紅外光條件下圖像清晰,白天可見光條件下圖像模糊(hú)。可(kě)以用三種辦法解決(jué)。第一(yī),采用自動聚焦一體化攝像機(jī);第二,采用(yòng)IR專用焦點不偏移鏡頭;第三,采用(yòng)專業(yè)的調整工(gōng)具在現有鏡頭條件下,也可以實現焦點(diǎn)不偏移。
所有的黑白攝(shè)像機都可以感應紅外光。紅外光線對於(yú)彩色攝像機來講是一種雜光,會降低彩色攝像機的清晰(xī)度和色彩還原,彩色攝像機的濾(lǜ)光片就是阻止紅外線參與成像。要想使彩色攝像機感(gǎn)應紅外線(xiàn)現在有兩種做法。第一,切換濾光片,在(zài)可見光條件下擋住紅外線進入;在無可見光的條件下移開濾光片,讓紅外線進入,這種方案得到的圖像質量好,但成本高,並且切換機構會導致故障率提高。第二,在(zài)濾光片上打開一個特定的(de)紅外線通道,允許與紅(hóng)外燈波長相同的紅外光線進來,這種辦法不增加成本,但色彩還原略差。
攝像機靈敏(mǐn)度是紅外夜視監控的核心部分。靈敏度越好,對紅外線的感應能力也越強。當然,靈敏度越好的攝像機價格也越昂貴。一般來講,50米以(yǐ)內的紅外夜視係統,選用0.1勒克斯的攝像機就比較好;50米到100米範圍的夜視係統應該選(xuǎn)用0.01勒克斯的攝像機(jī);100米以上的夜視係統應選用0.001勒克斯以上的攝像機。當然,隨著靈敏度提高,攝像(xiàng)機的價格會有較(jiào)大(dà)的遞增。
不(bú)同的廠家的(de)紅外產品會有(yǒu)不同紅外夜(yè)視距離的標準。應該以客戶的應用效果(guǒ)為標準(zhǔn)。客戶的標準是什麽?是看清人!什麽“可視距離”、“發現距離”這些說法都是含(hán)混不清的。不(bú)同(tóng)檔次的攝像(xiàng)機、鏡頭之間的匹配,對於同一(yī)盞紅外燈發出的光線感(gǎn)應(yīng)度可能相差許多(duō)倍,可視距離也可相(xiàng)差很多(duō)。所以說,把某一盞紅外燈具體地定為是多(duō)少米的說法不甚科學。一盞紅外燈(dēng)的作(zuò)用距離,隻能與確(què)定品質的(de)攝像(xiàng)機和鏡頭(tóu)共同匹配才能確定(dìng)其作用距離(lí)。還有,因為應用的環境不同(tóng)效果也會大相徑庭,最好留有一定餘量。