視頻監控的發展方向在於室外,室外監控的發展方向在於夜視,夜視的發展方向在於紅外技術,這個趨勢越來(lái)越明顯。在(zài)紅外夜視這個領域中國企業已經走在世界前列。
紅外燈真的有固定照射距離(lí)嗎?紅外夜視監控就(jiù)隻涉及紅外燈技術(shù)嗎?無數的(de)事實(shí)證明,答案是否定的。事實上,就(jiù)紅外燈本身來說,絕對不存在(zài)固定的照射距離,任何孤立地標注紅外燈(dēng)照射(shè)距離的做(zuò)法都是不科學的。波長超過(guò)700nm的光線叫做紅外線,900nm以(yǐ)上的紅外線(xiàn)基本無紅暴,波長越短,紅暴越強,紅外線感應度也越高。現在市場上有兩種主流紅外燈,一種(zhǒng)是有輕微紅暴的,波長在850nm左右,一種是無紅暴的,波長在940nm左右。同一款攝像機,在850nm波長的(de)感應度,比(bǐ)在940nm波長(zhǎng)的感應度好到10倍。所以(yǐ)850nm這種有輕微紅暴的紅外(wài)燈有更高的(de)效率,應當作為紅外夜視監控(kòng)的首選。
攝像機的使用壽命可達10年以上,紅外燈(dēng)的壽命(mìng)是(shì)否也能達到這個水平?首先要了(le)解目前紅外燈的原理。目前紅(hóng)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,使用壽命較短,因(yīn)其使(shǐ)用效率低下,估計(jì)會逐步地淡出市場。多芯片LED也有兩種形式,一種是包含4到8顆芯片;另外(wài)一種是(shì)陣列式發光片,含有10到30顆(kē)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,有用光效(xiào)率也比較低(當(dāng)然(rán),比鹵素燈強幾倍),其優點沒有充分地發(fā)揮出來,比如陣(zhèn)列式LED,電流高達1000mA以上(shàng),基本隻(zhī)是一分錢硬幣大小,散熱就(jiù)成為一個問題,可(kě)LED最怕的就是高熱。同時(shí),多芯片LED的生產要求非常嚴格,每顆(kē)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(quán)部完了。總體而言,相對於單芯片LED而言,多芯片LED的壽命是遠遠不夠的。單芯片LED生產工藝簡單,品質容易保證(zhèng)、發熱量(liàng)低、光學係統合理是(shì)做紅外燈理想的器件,理論上使(shǐ)用壽命可達10萬小時以上。那麽,是不是所有的單芯片LED燈的(de)壽命都(dōu)很(hěn)好呢(ne)?事實(shí)上,遠不是這麽回(huí)事。這裏麵原因有(yǒu)很多,比如有的LED芯片級別很低,雜質超標;有的生產工(gōng)藝(yì)不過關有漏電現象;有的超功率使(shǐ)用,額定20mA,卻使用50mA以上;有的沒有保護電路,或電路設計不合理,這些都會導致單芯片LED紅外燈壞掉。
要想(xiǎng)保證紅外(wài)燈的壽命,首先要(yào)選用高等級的(de)LED芯片。高等級芯片功率大、一(yī)致(zhì)性(xìng)好、發光效率高、發熱量很小,高等級LED比普通LED的品(pǐn)質好得多,當然(rán)價格也非常昂貴。其次(cì),光學係統設計要合理、發光要均勻、利用率要高、散熱要快。第三,要(yào)嚴(yán)格控製工作電壓。LED對電壓非常敏感,電壓稍(shāo)高LED管芯(xīn)就會燒掉;而電壓略低則發(fā)光量又會大大降低。最(zuì)好匹配(pèi)高(gāo)質量的(de)開關電源,交流輸(shū)入電壓最好從170伏到270伏電壓都能做到較好的穩壓,以(yǐ)適合惡劣的供電環境。第四,輸入電源線最好選用耐高/低溫、柔軟抗彎曲的。有一個廠家(jiā)生產的紅外燈,輸入電源(yuán)線可在低溫零下60度、高溫零上250度正常使用。
紅外燈是不是視角越大越好?首先,使用大視(shì)角度的紅外燈配(pèi)合小視角度的(de)鏡頭(tóu),存在浪費現象。比如一盞紅外燈(dēng)發光角度是80度(相當於f3.5mm鏡頭(tóu)的角度),如果配合f35mm的鏡頭,那麽會有相當(dāng)部分的(de)光是在鏡頭視場以外,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致,效果是(shì)最(zuì)佳的。其次,並不是紅外燈(dēng)的發射角度越大,畫麵效果就(jiù)越好。有的(de)場合如果紅外燈角度過大,還會影響成像。比如走廊(láng),因其“狹長”的特點,如果紅外燈的(de)發射(shè)角度過大,則近處邊緣的成像就會太亮,形成“光幕”現象;遠處中心反而看不見,隻有一片發白現(xiàn)象。所以,走廊的紅外燈應該(gāi)是鏡頭角度的二分(fèn)之一或三分之一。第三,可以利用“接燈”技術,兩個窄角紅外燈搭配並(bìng)調整(zhěng)位置,可以達到廣角燈的效果,市場上的“夜鷹”係列紅外夜視係統,就是利(lì)用“接(jiē)燈(dēng)”這種技術,做到了既望遠又廣角。在同樣(yàng)功率條件下,“接燈(dēng)”技術可以成倍提高作用距離。
總體而言,紅(hóng)外燈的發射角度的問題(tí)既是選擇問題也(yě)是技術問題。不同焦距的(de)鏡頭應選擇相適應發射角度的紅外燈(dēng)。紅外燈的發射角度無論在什麽(me)樣的條件下都(dōu)不應該大於鏡頭的視角,而在(zài)狹(xiá)長環境中的應用(yòng),就該(gāi)選用比鏡頭視角更小乃至三分之一的紅外燈。窄視角紅外燈通過搭配,可以得到理想的(de)廣角效果。
相對孔徑決定了鏡頭的通光能力,相(xiàng)對孔(kǒng)徑為F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量(liàng)四倍。同樣的(de)攝像機、紅外燈(dēng),分別搭配上述兩種鏡頭,紅外作(zuò)用距離可(kě)相差一倍。大孔徑鏡頭在紅外監控方麵,比(bǐ)常規普通鏡(jìng)頭好4到10倍,按(àn)理說應該(gāi)成為紅(hóng)外夜視監控的必(bì)須配套產品,但成本(běn)高昂(áng),技術難度(dù)大。
可見光與紅外光由於波長不同,成像焦點不在(zài)一個平麵上,導致在白天可見光條件(jiàn)下(xià)圖像清晰,而夜間紅外光條件下模糊(hú),或者夜間紅外光條件下圖像清晰(xī),白天可見光條件下圖像模糊。可以用三種(zhǒng)辦法解決。第一,采用自動聚焦一體化攝像機;第二(èr),采用IR專用焦點不偏移鏡頭;第三,采用專(zhuān)業(yè)的調整工(gōng)具在現有鏡頭條件(jiàn)下,也可以實現焦點不偏移。
所有的黑白攝像機(jī)都可以感應紅(hóng)外光。紅外光線對於彩色攝像機來講是一種雜光,會(huì)降低彩色攝像機的清晰度和色彩還原,彩色攝像機的濾光(guāng)片就是阻止(zhǐ)紅外線參與成像。要想使彩色攝像機感應紅外線現在有兩種做法。第一(yī),切(qiē)換濾光片,在可見光條件(jiàn)下(xià)擋住紅外(wài)線(xiàn)進入(rù);在無可見光的條件下移開濾光片,讓紅(hóng)外線進入,這種方案得到的圖像質量好,但成(chéng)本高,並且切換機構會導致故障率(lǜ)提(tí)高。第二,在濾光片上打(dǎ)開一個特定的紅外線通(tōng)道,允許與紅外燈波長(zhǎng)相同的紅外光線進來,這種辦法不增加(jiā)成本,但色彩還原略差(chà)。
攝像機靈敏度是紅外(wài)夜視監控的核心部分(fèn)。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(guì)。一般來講,50米以內的紅外夜視係統,選用0.1勒克斯的(de)攝像機就比較好;50米到100米範圍的夜視係統(tǒng)應該選(xuǎn)用0.01勒克斯的攝像(xiàng)機;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(rán),隨著靈敏度提高,攝像機的價格會有較大的遞增。
不同的廠家的紅外產品會有不同紅外夜視距(jù)離(lí)的標準。應該以客戶的應用效果為標準。客戶(hù)的(de)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(shì)含混不清的。不同檔(dàng)次的攝(shè)像機(jī)、鏡頭之間的匹配,對於同一盞紅外燈(dēng)發出的光線感應度可能(néng)相差許多倍,可視距離也可相差很多。所以說,把某一盞紅外燈具體地定(dìng)為是多少米的說法不甚科學。一盞紅(hóng)外燈的作用距離,隻能與(yǔ)確定(dìng)品質的攝像機和鏡頭共同匹配才能確(què)定(dìng)其作用距離。還(hái)有,因為應(yīng)用的環境不同效果也會大相(xiàng)徑庭,最好留(liú)有一定餘量。