本文将從紅外夜視監控系統中常見的(de)幾大(dà)問題入手,針對(duì)目前廣大(dà)用(yòng)戶在使用(yòng)該類産品中經常遇到的(de)難點展開視角獨到的(de)剖析,一定會爲廣大(dà)工程商對(duì)紅外夜視監控的(de)進一步認知帶去有價值的(de)參考.
紅暴問題
有些廠家把能不能制造出無紅暴紅外燈當做(zuò)一個(gè)技術問題來(lái)宣傳,好像有紅暴就是低技術,無紅暴就是高(gāo)技術.其實,有無紅暴隻是一個(gè)選擇問題,并不是技術問題,波長(cháng)超過700nm的(de)光(guāng)線叫做(zuò)紅外線,900nm以上的(de)紅外線基本無紅暴,波長(cháng)越短,紅暴越強,紅外線感應度也(yě)越高(gāo).現在市場(chǎng)上有兩種主流紅外燈,一種是有輕微紅暴的(de),波長(cháng)在850nm左右,一種是無紅暴的(de),波長(cháng)在940nm左右.同一款攝像機,在850nm波長(cháng)的(de)感應度,比在940nm波長(cháng)的(de)感應度好到10倍.所以850nm這(zhè)種有輕微紅暴的(de)紅外燈擁有更高(gāo)的(de)效率,應當做(zuò)爲紅外夜視監控的(de)首選項.
壽命問題
攝像機的(de)使用(yòng)壽命可(kě)達10年以上,紅外燈的(de)壽命是否也(yě)能達到這(zhè)個(gè)水(shuǐ)平?正确回答(dá)這(zhè)個(gè)問題,首先要了(le)解目前紅外燈的(de)制造原理(lǐ).目前紅外燈主要有三種制造模式:1、鹵素燈,2、多(duō)芯片led,3、單芯片led.鹵素燈是一個(gè)較傳統的(de)技術,能耗高(gāo),發熱(rè)量大(dà),使用(yòng)壽命較短,因其使用(yòng)效率低下(xià),估計會逐步地淡出市場(chǎng).
多(duō)芯片led也(yě)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(guāng)片,含有10到30顆芯片.爲什(shén)麽做(zuò)多(duō)芯片呢(ne)?一些來(lái)自廠家的(de)理(lǐ)論是:紅外燈照(zhào)射距離不夠是因爲能量不夠,更多(duō)的(de)芯片集合在一起,當然能量就大(dà),想當然地認爲照(zhào)射距離更遠(yuǎn).固然,更遠(yuǎn)的(de)距離需要更大(dà)的(de)能量,但并不是紅外燈發出了(le)多(duō)少紅外光(guāng),攝像機就能接收多(duō)少紅外光(guāng).
多(duō)芯片led因其結構上的(de)固有缺點沒有發光(guāng)焦點,發光(guāng)光(guāng)學系統不合理(lǐ),有用(yòng)光(guāng)效率也(yě)比較低(當然,比鹵素燈強幾倍),其優點沒有有效地發揮出來(lái).比如陣列式led,電流高(gāo)達1000ma以上,基本隻是一分(fēn)錢硬币大(dà)小,散熱(rè)就成爲一個(gè)問題.可(kě)led最怕的(de)就是高(gāo)熱(rè)啊,不壞才怪呢(ne).同時(shí),多(duō)芯片led的(de)生産要求非常嚴格,每顆芯片都不能有性能上的(de)一點差異,否則一顆芯片壞掉的(de)話(huà)整機就全部完了(le).總體而言,相對(duì)于單芯片led而言,多(duō)芯片led的(de)壽命是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的(de).
單芯片led生産工藝簡單,品質容易保證、發熱(rè)量低、發光(guāng)光(guāng)學系統合理(lǐ),是做(zuò)紅外燈理(lǐ)想的(de)器件,理(lǐ)論上使用(yòng)壽命可(kě)達10萬小時(shí)以上.那麽,是不是所有的(de)單芯片led燈的(de)壽命都很好呢(ne)?
事實上,遠(yuǎn)不是這(zhè)麽回事.這(zhè)裏面原因有很多(duō),比如有的(de)led芯片級别很低,雜(zá)質超标;有的(de)生産工藝不過關,有漏電現象;有的(de)超功率使用(yòng),額定20ma,卻使用(yòng)50ma以上;有的(de)沒有保護電路,或電路設計不合理(lǐ),這(zhè)些都會導緻單芯片led紅外燈快(kuài)速壞掉.
要想保證紅外燈的(de)壽命,首先要選用(yòng)高(gāo)等級的(de)led芯片.高(gāo)等級芯片功率大(dà)、一緻性好、發光(guāng)效率高(gāo)、發熱(rè)量很小,一顆高(gāo)等級led比普通(tōng)led的(de)品質好10倍,當然價格也(yě)非常昂貴.其次,光(guāng)學系統設計要合理(lǐ)、發光(guāng)要均勻、利用(yòng)率要高(gāo)、散熱(rè)要快(kuài).第三,要嚴格控制工作電壓.led對(duì)電壓非常敏感,電壓稍高(gāo)led管芯就會燒掉;而電壓略低則發光(guāng)量又會大(dà)大(dà)降低.最好匹配高(gāo)質量的(de)開關電源,交流輸入電壓最好從170伏到270伏電壓都能做(zuò)到較好的(de)穩壓,以适合惡劣的(de)供電環境.第四,輸入電源線最好選用(yòng)抗高(gāo)/低溫、超柔軟抗彎曲的(de).有一個(gè)廠家生産的(de)紅外燈,輸入電源線可(kě)在低溫零下(xià)60度、高(gāo)溫零上250度正常使用(yòng),零下(xià)四、五十度線纜仍像絲綢一般柔軟,這(zhè)樣的(de)産品才值得(de)信賴.
角度的(de)問題
紅外燈是不是視角越大(dà)越好?不論是制造商還(hái)是工程商想當然地認可(kě)這(zhè)種說法,他(tā)們認爲紅外燈發射視角越大(dà),選用(yòng)鏡頭的(de)餘地也(yě)就越大(dà),選擇廣角鏡頭不會出現“手電筒”現象.所以說,大(dà)家都拼命地說自己的(de)紅外燈的(de)視角是如何之大(dà).這(zhè)種好像很有道理(lǐ)的(de)說法其實是很不科學的(de).
首先,使用(yòng)大(dà)視角度的(de)紅外燈配合小視角度的(de)鏡頭,存在光(guāng)的(de)浪費現象.比如,一盞紅外燈,發光(guāng)角度是80度(相當于f3.5mm鏡頭的(de)角度),如果配合f35mm的(de)鏡頭,那麽會有相當部分(fēn)的(de)光(guāng)是在鏡頭視場(chǎng)以外,也(yě)就是說部分(fēn)紅外光(guāng)都浪費了(le).一般情況下(xià),紅外燈的(de)視角要與鏡頭的(de)視角相一緻,效果是最佳的(de).比如有的(de)紅外燈,燈的(de)發射角度是用(yòng)鏡頭的(de)焦距來(lái)表示的(de).其sk-4.2w-16紅外燈,含義是這(zhè)樣的(de):“-4.2w”表示該燈的(de)額定功率是4.2瓦;“-16”表示該燈的(de)發射角度與f16mm的(de)鏡頭角度一緻,兩者是可(kě)以配套的(de).其紅外燈按角度分(fēn)類,目前包括“-4”、“-8”、“-16”、“-35”四個(gè)系列,可(kě)以和(hé)市場(chǎng)上的(de)常用(yòng)鏡頭配套
其次,并不是紅外燈的(de)發射角度越大(dà),畫(huà)面效果就越好.有的(de)場(chǎng)合如果紅外燈角度過大(dà),還(hái)會影(yǐng)響成像.比如走廊,因其“狹長(cháng)”的(de)特點,如果紅外燈的(de)發射角度過大(dà),則近處邊緣的(de)成像就會太亮,形成“光(guāng)幕”現象;遠(yuǎn)處中心反而看不見,隻有一片發白現象.所以,走廊的(de)紅外燈應該是鏡頭角度的(de)二分(fēn)之一或三分(fēn)之一.
第三,可(kě)以利用(yòng)“接燈”技術,兩個(gè)窄角紅外燈搭配并調整位置,可(kě)以達到廣角燈的(de)效果,市場(chǎng)上的(de)“夜鷹”系列紅外夜視系統,就是利用(yòng)“接燈”這(zhè)種技術,做(zuò)到了(le)既望遠(yuǎn)又廣角.在同樣功率條件下(xià),“接燈”技術可(kě)以成倍提高(gāo)作用(yòng)距離.
總體而言,紅外燈的(de)發射角度的(de)問題既是選擇問題也(yě)是技術問題.不同焦距的(de)鏡頭應選擇相适應發射角度的(de)紅外燈,紅外燈的(de)發射角度無論在什(shén)麽樣的(de)條件下(xià)都不應該大(dà)于鏡頭的(de)視角,而在狹長(cháng)環境中的(de)應用(yòng),就該選用(yòng)比鏡頭視角更小乃至三分(fēn)之一的(de)紅外燈.窄視角紅外燈通(tōng)過搭配,可(kě)以得(de)到理(lǐ)想的(de)廣角效果,效果更佳、成本更低.
通(tōng)光(guāng)量的(de)問題
相對(duì)孔徑決定了(le)鏡頭的(de)通(tōng)光(guāng)能力,相對(duì)孔徑爲f1.0的(de)鏡頭通(tōng)光(guāng)量是相對(duì)孔徑f2.0的(de)鏡頭通(tōng)光(guāng)量四倍.同樣的(de)攝像機、紅外燈,分(fēn)别搭配上述兩種鏡頭,紅外作用(yòng)距離可(kě)相差一倍.
大(dà)孔徑鏡頭在紅外監控方面,比常規普通(tōng)鏡頭好四到十倍,按理(lǐ)說應該成爲紅外夜視監控的(de)必須配套産品.但由于成本高(gāo)昂,技術難度大(dà),絕大(dà)多(duō)數紅外産品制造商不具備供貨能力.
由于衆所周知的(de)原因,市場(chǎng)上大(dà)量充斥虛标f值的(de)鏡頭,尤其是變焦鏡頭,隻标短焦不标長(cháng)焦因而誤導工程商,緻使用(yòng)戶根本無法辨清誰家賣的(de)是真貨,誰家以次充好.建議(yì)用(yòng)戶要到專業大(dà)型廠家購(gòu)買鏡頭.
焦點偏移的(de)問題
可(kě)見光(guāng)與紅外光(guāng)由于波長(cháng)不同,成像焦點不在一個(gè)平面上,導緻在白天可(kě)見光(guāng)條件下(xià)圖像清晰,而夜間紅外光(guāng)條件下(xià)模糊,或者夜間紅外光(guāng)條件下(xià)圖像清晰,白天可(kě)見光(guāng)條件下(xià)圖像模糊.可(kě)以用(yòng)三個(gè)辦法解決.第一,采用(yòng)自動聚焦一體化(huà)攝像機;第二,采用(yòng)ir專用(yòng)焦點不偏移鏡頭;第三,采用(yòng)專業的(de)調整工具,在現有鏡頭條件下(xià)也(yě)可(kě)以實現不偏移.
色彩問題
所有的(de)黑(hēi)白攝像機都是感應紅外光(guāng)的(de).紅外光(guāng)線在可(kě)見光(guāng)條件下(xià)對(duì)于彩色攝像機來(lái)講是一種雜(zá)光(guāng),會降低彩色攝像機的(de)清晰度和(hé)色彩還(hái)原,彩色攝像機的(de)濾光(guāng)片就是阻止紅外線參與成像.要想使彩色攝像機感應紅外線現在有兩個(gè)做(zuò)法,第一,切換濾光(guāng)片,在可(kě)見光(guāng)條件下(xià)擋住紅外線進入;在無可(kě)見光(guāng)的(de)條件下(xià)移開濾光(guāng)片,讓紅外線進入,這(zhè)種方案得(de)到的(de)圖像質量好,但成本高(gāo)并且切換機構會導緻出現一定的(de)故障率.第二,在濾光(guāng)片上打開一個(gè)特定的(de)紅外線通(tōng)道,允許與紅外燈波長(cháng)相同的(de)紅外光(guāng)線進來(lái),這(zhè)種辦法不增加成本,但色彩還(hái)原略差.
靈敏度的(de)問題
攝像機靈敏度是紅外夜視監控的(de)核心部分(fēn).靈敏度越好,對(duì)紅外線的(de)感應能力也(yě)越強.當然,靈敏度越好的(de)攝像機價格也(yě)越昂貴.一般來(lái)講,50米以内的(de)紅外夜視系統,選用(yòng)0.1勒克斯的(de)攝像機就比較好;50米到100米範圍的(de)夜視系統應該選用(yòng)0.01勒克斯的(de)攝像機;100米以上的(de)夜視系統應選用(yòng)0.001勒克斯以上的(de)攝像機.當然,随著(zhe)靈敏度提高(gāo),攝像機的(de)價格會有較大(dà)的(de)遞增.
當然,和(hé)其它許多(duō)産品一樣,攝像機虛标指标的(de)現象特别嚴重.我曾拿過一款0.1勒克斯攝像機和(hé)一款标稱0.0001勒克斯的(de)攝像機作對(duì)比,後者竟不如前者.更多(duō)的(de)攝像機廠家,人(rén)爲地提高(gāo)信号強度,靈敏度是很不錯,但信噪比很差,導緻夜間圖像“雪(xuě)花點”很多(duō)很大(dà).
距離的(de)問題
一百個(gè)人(rén)做(zuò)紅外産品就會有一百個(gè)紅外夜視距離的(de)标準.我看還(hái)是應該以客戶的(de)應用(yòng)效果爲标準.客戶的(de)标準是什(shén)麽?是看清人(rén)!什(shén)麽“可(kě)視距離”、“發現距離”,這(zhè)些不确定的(de)說法都是含混不清的(de).不同檔次的(de)攝像機、鏡頭之間的(de)匹配,對(duì)于同一盞紅外燈發出的(de)光(guāng)線感應度可(kě)能相差許多(duō)倍,可(kě)視距離也(yě)可(kě)相差很多(duō).所以說,把某一盞紅外燈具體地定爲是多(duō)少米的(de)說法是不甚科學.一盞紅外燈的(de)作用(yòng)距離,隻能與确定品質的(de)攝像機和(hé)鏡頭共同匹配才能确定其作用(yòng)距離.還(hái)有,因爲應用(yòng)的(de)環境不同,效果也(yě)會大(dà)相徑庭,最好留有一定餘量.