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外夜視監控問題探討
[發布時間:2009/9/28 9:18:56]

紅外夜視監控問題探討

  • 在深圳安防大展上,看到一個似乎很專業的紅外燈廠家,搞了一個好像農村大鍋鍋蓋一樣大的巨型紅外燈,號稱可以達到幾千米,很是嚇人,問他配套什么樣的攝像機,什么樣的鏡頭,在什么環境下可以達到號稱的效果,則不知所云,亂說一氣。那么多的紅外燈制造商信誓旦旦地標稱自己的紅外燈是100米或200米等等,還發明了“足米”這一可笑的名辭,從而誤導工程商好像紅外燈真的有固定照射距離。而不管廠家如何宣傳,工程商就是不信,100米燈能勉強用到50米就不錯了,很多負責任的工程商,更是買了無數的紅外燈也達不到用戶要求,持續上當,慘不忍睹。
  • 那么,紅外燈真的有固定照射距離嗎?紅外夜視監控就是紅外燈技術嗎?無數的事實證明,答案是否定的,事實上,任何紅外燈單獨地說,絕對不存在固定的照射距離,任何純粹地標注紅外燈照射距離的做法,不論有意還是無意,客觀上都是騙人的。也有的還算專業的廠家,朦朧地意識到,紅外燈要想達到效果,需要優秀的攝像機和性能出色的紅外鏡頭,最常見的說法是,需要0.001勒克思以上的紅外感應攝像機,最好是黑白的,需要某種特別的紅外鏡頭,紅外透過率達到百分之九十五以上。問題是,這么價格高昂的攝像機有幾個使得起,而所謂的紅外透過率達到百分之九十五以上的鏡頭更是天外之音,任何一個專業光學工作者都知道這是不可能的,想不明白他說這種話的目的是什么?
  • 紅暴問題:有些廠家把能不能作出無紅暴紅外燈當做一個技術問題來宣傳,好像有紅暴就是低技術,無紅暴就是高技術。其實,有無紅暴只是一個選擇問題,并不是技術問題,波長超過700nm的光線叫做紅外線,900nm以上的紅外線基本無紅暴,波長越短,紅暴越強,紅外線感應度也越高,F在市場上有兩種主流紅外燈,一種是有輕微紅暴的,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波長的感應度,比在940nm波長的感應度好到10倍。所以850nm這種有輕微紅暴的紅外燈擁有更高的效率,應當做為紅外夜視監控的首選項。
  • 壽命問題:攝像機的使用壽命可達10年以上,紅外燈的壽命是否也能達到這個水平?正確回答這個問題,道先要了解目前紅外燈的制造原理。
  • 目前紅外燈主要由三種模式制造:1、鹵素燈,2、多芯片led,3、單芯片led。鹵素燈是一個十分古老的技術,能耗高,發熱量驚人,使用壽命很短,因其使用效率低下,并不真的能夠做到遠距離,估計很快會退出市場。多芯片led是一個很騙人的技術,需要重點反擊。多芯片led主要有兩種形式,一種是“食人魚”,包含48棵芯片,另外一種是陣列式發光片,含有10棵到30棵芯片。
  • 為什么做多芯片呢?他們的理論是:紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠,更多的芯片集合在一起,當然能量就大,想當然地認為照射距離更遠,這可真是典型的外行技術理論?當然,更遠的距離需要更大的能量,但并不是紅外燈發出了多少紅外光,而是被攝像機選用了多少紅外光。因其結構先天固有缺點,多芯片led沒有發光焦點,發光光學系統不合理,有用光效率也比較低(當然,比鹵素燈強幾倍)。優點沒有發揮出來,致命傷卻出來了,比如,陣列式led,電流高達1000ma以上,基本只是一分錢硬幣大小,散熱就成為一個問題?led最怕的是高熱啊,不壞才怪呢。同時,多芯片led的生產要求非常嚴格,每棵芯片都不能有性能上的一點差異,否則,一棵芯片壞掉,整機全部玩完?傮w而言,相對于單芯片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,發熱量低,發光光學系統合理,是做紅外燈量理想的器件,理論上使用壽命可達10萬小時以上。那么,是不是所有的單芯片led燈的壽命都很好呢?事實上,遠不是這么回事。這里面原因很多,比如,有的led芯片級別很低,雜質超標;有的生產工藝不過關,有漏電;有的超功率使用,額定20ma,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紅外燈快速壞掉。要想保證紅外燈的壽命,首先要選用高等級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,一棵高等級led比普通的led10倍,當然價格也非常昂貴。其次,光學系統設計要合理,發光均勻,利用率高,散熱快。第三,嚴格控制電壓,led對電壓非常敏感,電壓稍高,led管芯就會燒掉;略低,發光量又會大大降低。最好匹配高質量的開關電源,根據中國的惡劣電源環境,最好從170伏到270伏電壓輸入都好使。第四,輸入電源線最好選用抗高,低溫,超柔軟抗彎曲的。有一個廠家生產的紅外燈,輸入電源線可在低溫零下60度,高溫零上250度正常使用,零下四、五十度像絲綢一般柔軟,可見其專業精神,這樣的產品才值得信賴。
  • 角度的問題:紅外燈是不是角度越大越好?不論是制造商還是工程商想當然地認可這種說法,他們認為紅外燈發射角度越大,選用鏡頭余地也越大,選擇廣角鏡頭不會出現“手電筒”現象。所以說,大家都拼命地說自己的紅外燈角度如何之大,有80度還有180度。這種好像很有道理的說法其實是很不科學的。
  • 首先,使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭,存在光的浪費現象。比如,一盞紅外燈,發光角度是80度,(相當于f3.5mm鏡頭的角度),如果配合f35mm的鏡頭,那么,會有百分之九十九的光是在鏡頭視場以外,也就是說,只有百分之一的光是有用的,其它都浪費了。一般情況下,紅外燈的角度與鏡頭的角度一致,效果是最佳的。長春佶達出品的紅外燈,燈的發射角度是用鏡頭的焦距來表示的,比如,其紅外燈sk4.2w16,含義是這樣的“4.2w”:表示該燈的額定功率是4.2瓦,“16”:表示該燈的發射角度與f16mm的鏡頭角度一致,兩者是可以配套的。佶達紅外燈按角度分類,目前包括“4”“8”“16”“35”四個系列,可以和市場上常用鏡頭配套。
  • 其次,并不是紅外燈角度越大,畫面效果越好,有的場合,紅外燈角度過大,還會影響成像。比如走廊,因其“狹長”的特點,如果紅外燈角度大,近處邊緣成像太亮,形成“光幕”現象,遠處中心反而看不見,只有一片發白現象。所以,走廊的紅外燈應該是鏡頭角度的二分之一或三分之一。
  • 第三,可以利用“接燈”技術,兩個窄角紅外燈搭配,調整位置,可以達到廣角燈的效果,佶達發明的“夜鷹”系列紅外夜視系統,就是利用“接燈”這種技術,做到了既望遠又廣角。在同樣功率條件下,“接燈”技術可以成倍提高作用距離。
  • 總體而言,紅外燈角度的問題既是選擇問題也是技術問題。不同焦距的鏡頭選擇相適應角度的紅外燈,紅外燈的角度在什么樣的條件下也不應該大于鏡頭的角度,狹長環境應該選用比鏡頭角度更小乃至三分之一的紅外燈。窄角的紅外燈通過搭配,可以得到理想的廣角效果,效果更佳,成本更低。
  • 通光量的問題:相對孔徑,決定了鏡頭的通光能力,相對孔徑f1.0的鏡頭通光量是相 對孔徑f2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機、紅外燈,上述兩種鏡頭,紅外作用距離可相差一倍。
  • 大孔徑鏡頭在紅外監控方面,比常規普通鏡頭好四到十倍,按理說應該成為紅外夜視監控的必須配套產品。但由于成本高昂,技術難度大,絕大多數紅外產品制造商不具備供貨能力。由于眾所周知的國情,市場上虛標f值的鏡頭大量充斥市場。尤其是變焦鏡頭,只標短焦,不標長焦,誤導工程商,致使用戶根本無法辨清誰家賣的是真貨,誰家以次充好。建議用戶到專業的大型廠家購買鏡頭。
  • 焦點偏移的問題:可見光與紅外光由于波長不同,成像焦點不在一個平面上,導致白 天可見光條件下清晰,夜間紅外線條件下模糊,或者夜間紅外線條件下清晰,白天可見光條件下模糊?梢杂萌齻辦法解決。第一,采用自動聚焦一體機,第二,采用ir專用焦點不偏移鏡頭,第三,采用專業的調整工具,在現有鏡頭條件下也可以實現不偏移。
  • 色彩問題:所有的攝像機都感應紅外,紅外線在可見光條件下對于攝像機來講是一種 雜光,會降低攝像機的清晰度和色彩還原,彩色攝像機的濾光片就是阻止紅外線 參與成像。要想使彩色攝像機感應紅外線現在有兩個做法,第一,切換濾光片,在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,這種方案圖像質量好,但成本高,切換機構有一定故障率。第二,在濾光片上打開一個特定的紅外線通道,允許與紅外燈波長相同的紅外線進來,這種辦法不增加成本,但色彩還原略差。
  • 靈敏度的問題:攝像機靈敏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米以內的紅外夜視系統,選用0.1勒克斯的攝像機就比較好,價格在300元左右;50米到100米范圍的夜視系統應該選用0.01勒克斯的攝像機,價格在400元左右;100米以上的夜視系統應選用0.001勒克斯以上的攝像機,價格從600元到幾千元不等
  • 當然,和其它許多產品一樣,攝像機虛標指標的現象特別嚴重。我曾拿過0.1勒克斯攝像機和一款號稱0.0001勒克斯的攝像機作對比,后者竟不如前者。更多的攝像機廠家,人為地提高信號強度,靈敏度是很不錯,但信噪比很差,導致夜間圖像“雪花點”很多很大,像質惡劣。
  • 距離的問題:一百個人做紅外產品就有一百個紅外夜視距離的標準。我看還是應該以客戶的標準為標準?蛻舻臉藴适鞘裁?是看清人!什么可視距離,發現距離,這些不確定說法都是扯淡。不同檔次的攝像機、鏡頭之間的匹配,對于同一盞紅外燈發出的光線感應度可能相差幾百上千倍,看清距離可相差十倍。所以說,把某一盞紅外燈具體地定為是多少米的說法是不科學的。一盞紅外燈的作用距離,只能與非常確定的攝像機和鏡頭共同測定,才能標定其作用距離。因為應用環境不同,最好留有一定余量。

 

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