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視頻監(jiān)控系統(tǒng)知識 |
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| 紅外攝像機(jī)紅外夜視距離問題 |
在深圳安防大展上，看到一個似乎很專業(yè)的紅外燈廠家，搞了一個好像農(nóng)村大鍋鍋蓋一樣大的巨型紅外燈，號稱可以達(dá)到幾千米，很是嚇人，問他配套什么樣的攝像機(jī)，什么樣的鏡頭，在什么環(huán)境下可以達(dá)到號稱的效果，則不知所云，亂說一氣。天南海北，那么多的紅外燈制造商信誓旦旦地標(biāo)稱自己的紅外燈是100米或200米等等，還發(fā)明了“足米”這一可笑的名辭，從而誤導(dǎo)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(qiáng)用到50米就不錯了，很多負(fù)責(zé)任的工程商，更是買了無數(shù)的紅外燈也達(dá)不到用戶要求，持續(xù)上當(dāng)，慘不忍睹。
那么，紅外燈真的有固定照射距離嗎？紅外夜視監(jiān)控就是紅外燈技術(shù)嗎？無數(shù)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(biāo)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(yè)的廠家，朦朧地意識到，紅外燈要想達(dá)到效果，需要優(yōu)秀的攝像機(jī)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(yīng)攝像機(jī)，最好是黑白的，需要某種特別的紅外鏡頭，紅外透過率達(dá)到百分之九十五以上。問題是，這么價格高昂的攝像機(jī)有幾個使得起，而所謂的紅外透過率達(dá)到百分之九十五以上的鏡頭更是天外之音，任何一個專業(yè)光學(xué)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？
1、紅暴問題：有些廠家把能不能作出無紅暴紅外燈當(dāng)做一個技術(shù)問題來宣傳，好像有紅暴就是低技術(shù)，無紅暴就是高技術(shù)。其實，有無紅暴只是一個選擇問題，并不是技術(shù)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(qiáng)，紅外線感應(yīng)度也越高。現(xiàn)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(jī)，在850nm波長的感應(yīng)度，比在940nm波長的感應(yīng)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(yīng)當(dāng)做為紅外夜視監(jiān)控的首選項。
2、壽命問題：攝像機(jī)的使用壽命可達(dá)10年以上，紅外燈的壽命是否也能達(dá)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?zé)簦?、多芯片LED，3、單芯片LED。
鹵素?zé)羰且粋�十分古老的技術(shù)，能耗高，發(fā)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(yuǎn)距離，估計很快會退出市場。
多芯片LED是一個很騙人的技術(shù)，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4到8棵芯片，另外一種是陣列式發(fā)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(dāng)然能量就大，想當(dāng)然地認(rèn)為照射距離更遠(yuǎn)，這可真是典型的外行技術(shù)理論？當(dāng)然，更遠(yuǎn)的距離需要更大的能量，但并不是紅外燈發(fā)出了多少紅外光，而是被攝像機(jī)選用了多少紅外光。因其結(jié)構(gòu)先天固有缺點，多芯片LED沒有發(fā)光焦點，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)不合理，有用光效率也比較低（當(dāng)然，比鹵素?zé)魪?qiáng)幾倍）。優(yōu)點沒有發(fā)揮出來，致命傷卻出來了，比如，陣列式LED，電流高達(dá)1000mA以上，基本只是一分錢硬幣大小，散熱就成為一個問題。可LED最怕的是高熱啊，不壞才怪呢。同時，多芯片LED的生產(chǎn)要求非常嚴(yán)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(jī)全部玩完。總體而言，相對于單芯片LED而言，多芯片LED的壽命是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
單芯片LED生產(chǎn)工藝簡單，品質(zhì)容易保證，發(fā)熱量低，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)合理，是做紅外燈量理想的器件，理論上使用壽命可達(dá)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(yuǎn)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(zhì)超標(biāo)；有的生產(chǎn)工藝不過關(guān)，有漏電；有的超功率使用，額定20mA,使用50mA以上；有的沒有保護(hù)電路，或電路設(shè)計不合理，這些都會導(dǎo)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(fā)光效率高，發(fā)熱量很小，一棵高等級LED比普通的LED好10倍，當(dāng)然價格也非常昂貴。其次，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計要合理，發(fā)光均勻，利用率高，散熱快。第三，嚴(yán)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(fā)光量又會大大降低。最好匹配高質(zhì)量的開關(guān)電源，根據(jù)中國的惡劣電源環(huán)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(chǎn)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(yè)精神，這樣的產(chǎn)品才值得信賴。
3、 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(dāng)然地認(rèn)可這種說法，他們認(rèn)為紅外燈發(fā)射角度越大，選用鏡頭余地也越大，選擇廣角鏡頭不會出現(xiàn)“手電筒”現(xiàn)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(xué)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(xiàn)象。比如，一盞紅外燈，發(fā)光角度是80度，（相當(dāng)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。
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(xiàn)象，遠(yuǎn)處中心反而看不見，只有一片發(fā)白現(xiàn)象。所以，走廊的紅外燈應(yīng)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(shù)，兩個窄角紅外燈搭配，調(diào)整位置，可以達(dá)到廣角燈的效果，我們采用的系列紅外夜視系統(tǒng)，就是利用“接燈”這種技術(shù)，做到了既望遠(yuǎn)又廣角。在同樣功率條件下，“接燈”技術(shù)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(shù)問題。不同焦距的鏡頭選擇相適應(yīng)角度的紅外燈，紅外燈的角度在什么樣的條件下也不應(yīng)該大于鏡頭的角度，狹長環(huán)境應(yīng)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。
4、 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(jī)、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(jiān)控方面，比常規(guī)普通鏡頭好四到十倍，按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品。但由于成本高昂，技術(shù)難度大，絕大多數(shù)紅外產(chǎn)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(biāo)F值的鏡頭大量充斥市場。尤其是變焦鏡頭，只標(biāo)短焦，不標(biāo)長焦，誤導(dǎo)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(yè)的公司購買鏡頭，我們有多個系列的大孔徑紅外專用鏡頭可供選擇。
5、 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(dǎo)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。可以用三個辦法解決。第一，采用自動聚焦一體機(jī)，第二，采用IR專用焦點不偏移鏡頭，第三，采用專業(yè)的調(diào)整工具，在現(xiàn)有鏡頭條件下也可以實現(xiàn)不偏移。
6、 色彩問題：所有的攝像機(jī)都感應(yīng)紅外，紅外線在可見光條件下對于攝像機(jī)來講是一種雜光，會降低攝像機(jī)的清晰度和色彩還原，彩色攝像機(jī)的濾光片就是阻止紅外線 參與成像。要想使彩色攝像機(jī)感應(yīng)紅外線現(xiàn)在有兩個做法，第一，切換濾光片，在可見光條件下?lián)踝〖t外線進(jìn)入；在無可見光的條件下移開濾光片，讓紅外線進(jìn)入，這種方案圖像質(zhì)量好，但成本高，切換機(jī)構(gòu)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(jìn)來，這種辦法不增加成本，但色彩還原略差。
7、 靈敏度的問題：攝像機(jī)靈敏度是紅外夜視監(jiān)控的核心部分。靈敏度越好，對紅外線的感應(yīng)能力也越強(qiáng)。當(dāng)然，靈敏度越好的攝像機(jī)價格也越昂貴。一般來講，價格從600元到幾千元不等。
當(dāng)然，和其它許多產(chǎn)品一樣，攝像機(jī)虛標(biāo)指標(biāo)的現(xiàn)象特別嚴(yán)重。我曾拿過0.1勒克斯攝像機(jī)和一款號稱0.0001勒克斯的攝像機(jī)作對比，后者竟不如前者。更多的攝像機(jī)廠家，人為地提高信號強(qiáng)度，靈敏度是很不錯，但信噪比很差，導(dǎo)致夜間圖像“雪花點”很多很大，像質(zhì)惡劣。
8、 距離的問題：一百個人做紅外產(chǎn)品就有一百個紅外夜視距離的標(biāo)準(zhǔn)。我看還是應(yīng)該以客戶的標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)。客戶的標(biāo)準(zhǔn)是什么？是看清人！什么可視距離，發(fā)現(xiàn)距離，這些不確定說法都是扯淡。不同檔次的攝像機(jī)、鏡頭之間的匹配，對于同一盞紅外燈發(fā)出的光線感應(yīng)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(xué)的。一盞紅外燈的作用距離，只能與非常確定的攝像機(jī)和鏡頭共同測定，才能標(biāo)定其作用距離。因為應(yīng)用環(huán)境不同，最好留有一定余量。
紅外夜視到底能做多遠(yuǎn)？技術(shù)到家，100米以上的紅外夜視系統(tǒng)并不是什么難事。技術(shù)到家，指的是必須同時精通紅外燈技術(shù)，紅外感應(yīng)攝像機(jī)技術(shù)和紅外感應(yīng)鏡頭技術(shù)，三者缺一不可。視頻監(jiān)控的發(fā)展方向在于室外，室外監(jiān)控的發(fā)展方向在于夜視，夜視的發(fā)展方向在于紅外，這個趨勢越來越明顯。在紅外夜視這個領(lǐng)域，中國企業(yè)已經(jīng)走在世界最前列，一些先進(jìn)技術(shù)令國外同行望塵莫及。
但是，這畢竟是一個新興產(chǎn)業(yè)，大量劣質(zhì)產(chǎn)品泛濫市場，影響了人們對紅外夜視產(chǎn)品的信任。還有一些當(dāng)年很領(lǐng)先的企業(yè)，死抱暴利不放，技術(shù)上固步自封，快速被市場拋棄，很是可憐 |
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