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视频监控系统知识 |
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| 红外摄像机红外夜视距离问题 |
在深圳安防大展上，看到一个似乎很专业的红外灯厂家，搞了一个好像农村大锅锅盖一样大的巨型红外灯，号称可以达到几千米，很是吓人，问他配套什么样的摄像机，什么样的镜头，在什么环境下可以达到号称的效果，则不知所云，乱说一气。天南海北，那么多的红外灯制造商信誓旦旦地标称自己的红外灯是100米或200米等等，还发明了“足米”这一可笑的名辞，从而误导工程商好像红外灯真的有固定照射距离。而不管厂家如何宣传，工程商就是不信，100米灯能勉强用到50米就不错了，很多负责任的工程商，更是买了无数的红外灯也达不到用户要求，持续上当，惨不忍睹。
那么，红外灯真的有固定照射距离吗？红外夜视监控就是红外灯技术吗？无数的事实证明，答案是否定的，事实上，任何红外灯单独地说，绝对不存在固定的照射距离，任何纯粹地标注红外灯照射距离的做法，不论有意还是无意，客观上都是骗人的。也有的还算专业的厂家，朦胧地意识到，红外灯要想达到效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头，最常见的说法是，需要0.001勒克思以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，需要某种特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。问题是，这么价格高昂的摄像机有几个使得起，而所谓的红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是天外之音，任何一个专业光学工作者都知道这是不可能的，想不明白他说这种话的目的是什么？
1、红暴问题：有些厂家把能不能作出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红暴就是低技术，无红暴就是高技术。其实，有无红暴只是一个选择问题，并不是技术问题，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本无红暴，波长越短，红暴越强，红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是无红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，应当做为红外夜视监控的首选项。
2、寿命问题：摄像机的使用寿命可达10年以上，红外灯的寿命是否也能达到这个水平？
正确回答这个问题，道先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式制造：
1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。
卤素灯是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不真的能够做到远距离，估计很快会退出市场。
多芯片LED是一个很骗人的技术，需要重点反击。多芯片LED主要有两种形式，一种是“食人鱼”，包含4到8棵芯片，另外一种是阵列式发光片，含有10棵到30棵芯片。为什么做多芯片呢？他们的理论是：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，想当然地认为照射距离更远，这可真是典型的外行技术理论？当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，而是被摄像机选用了多少红外光。因其结构先天固有缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比较低（当然，比卤素灯强几倍）。优点没有发挥出来，致命伤却出来了，比如，阵列式LED，电流高达1000mA以上，基本只是一分钱硬币大小，散热就成为一个问题。可LED最怕的是高热啊，不坏才怪呢。同时，多芯片LED的生产要求非常严格，每棵芯片都不能有性能上的一点差异，否则，一棵芯片坏掉，整机全部玩完。总体而言，相对于单芯片LED而言，多芯片LED的寿命是远远不够的。
单芯片LED生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯量理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。
那么，是不是所有的单芯片LED灯的寿命都很好呢？事实上，远不是这么回事。这里面原因很多，比如，有的LED芯片级别很低，杂质超标；有的生产工艺不过关，有漏电；有的超功率使用，额定20mA,使用50mA以上；有的没有保护电路，或电路设计不合理，这些都会导致单芯片LED红外灯快速坏掉。
要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级LED芯片，高等级芯片功率大，一致性好，发光效率高，发热量很小，一棵高等级LED比普通的LED好10倍，当然价格也非常昂贵。其次，光学系统设计要合理，发光均匀，利用率高，散热快。第三，严格控制电压，LED对电压非常敏感，电压稍高，LED管芯就会烧掉；略低，发光量又会大大降低。最好匹配高质量的开关电源，根据中国的恶劣电源环境，最好从170伏到270伏电压输入都好使。第四，输入电源线最好选用抗高，低温，超柔软抗弯曲的。有一个厂家生产的红外灯，输入电源线可在低温零下60度，高温零上250度正常使用，零下四、五十度像丝绸一般柔软，可见其专业精神，这样的产品才值得信赖。
3、 角度的问题：红外灯是不是角度越大越好？不论是制造商还是工程商想当然地认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也越大，选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。所以说，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大，有80度还有180度。这种好像很有道理的说法其实是很不科学的。
首先，使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度），如果配合f35mm的镜头，那么，会有百分之九十九的光是在镜头视场以外，也就是说，只有百分之一的光是有用的，其它都浪费了。一般情况下，红外灯的角度与镜头的角度一致，效果是最佳的。
其次，并不是红外灯角度越大，画面效果越好，有的场合，红外灯角度过大，还会影响成像。比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外灯角度大，近处边缘成像太亮，形成“光幕”现象，远处中心反而看不见，只有一片发白现象。所以，走廊的红外灯应该是镜头角度的二分之一或三分之一。
第三，可以利用“接灯”技术，两个窄角红外灯搭配，调整位置，可以达到广角灯的效果，我们采用的系列红外夜视系统，就是利用“接灯”这种技术，做到了既望远又广角。在同样功率条件下，“接灯”技术可以成倍提高作用距离。
总体而言，红外灯角度的问题既是选择问题也是技术问题。不同焦距的镜头选择相适应角度的红外灯，红外灯的角度在什么样的条件下也不应该大于镜头的角度，狭长环境应该选用比镜头角度更小乃至三分之一的红外灯。窄角的红外灯通过搭配，可以得到理想的广角效果，效果更佳，成本更低。
4、 通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相对孔径F2.0的镜头通光量四倍。同样的摄像机、红外灯，上述两种镜头，红外作用距离可相差一倍。
大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。
由于众所周知的国情，市场上虚标F值的镜头大量充斥市场。尤其是变焦镜头，只标短焦，不标长焦，误导工程商，致使用户根本无法辨清谁家卖的是真货，谁家以次充好。建议用户到专业的公司购买镜头，我们有多个系列的大孔径红外专用镜头可供选择。
5、 焦点偏移的问题：可见光与红外光由于波长不同，成像焦点不在一个平面上，导致白天可见光条件下清晰，夜间红外线条件下模糊，或者夜间红外线条件下清晰，白天可见光条件下模糊。可以用三个办法解决。第一，采用自动聚焦一体机，第二，采用IR专用焦点不偏移镜头，第三，采用专业的调整工具，在现有镜头条件下也可以实现不偏移。
6、 色彩问题：所有的摄像机都感应红外，红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光，会降低摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线 参与成像。要想使彩色摄像机感应红外线现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案图像质量好，但成本高，切换机构有一定故障率。第二，在滤光片上打开一个特定的红外线通道，允许与红外灯波长相同的红外线进来，这种办法不增加成本，但色彩还原略差。
7、 灵敏度的问题：摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。灵敏度越好，对红外线的感应能力也越强。当然，灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。一般来讲，价格从600元到几千元不等。
当然，和其它许多产品一样，摄像机虚标指标的现象特别严重。我曾拿过0.1勒克斯摄像机和一款号称0.0001勒克斯的摄像机作对比，后者竟不如前者。更多的摄像机厂家，人为地提高信号强度，灵敏度是很不错，但信噪比很差，导致夜间图像“雪花点”很多很大，像质恶劣。
8、 距离的问题：一百个人做红外产品就有一百个红外夜视距离的标准。我看还是应该以客户的标准为标准。客户的标准是什么？是看清人！什么可视距离，发现距离，这些不确定说法都是扯淡。不同档次的摄像机、镜头之间的匹配，对于同一盏红外灯发出的光线感应度可能相差几百上千倍，看清距离可相差十倍。所以说，把某一盏红外灯具体地定为是多少米的说法是不科学的。一盏红外灯的作用距离，只能与非常确定的摄像机和镜头共同测定，才能标定其作用距离。因为应用环境不同，最好留有一定余量。
红外夜视到底能做多远？技术到家，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事。技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可。视频监控的发展方向在于室外，室外监控的发展方向在于夜视，夜视的发展方向在于红外，这个趋势越来越明显。在红外夜视这个领域，中国企业已经走在世界最前列，一些先进技术令国外同行望尘莫及。
但是，这毕竟是一个新兴产业，大量劣质产品泛滥市场，影响了人们对红外夜视产品的信任。还有一些当年很领先的企业，死抱暴利不放，技术上固步自封，快速被市场抛弃，很是可怜 |
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