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解析紅外攝像機日常使用下會產生的問題

發布時間:2012-4-7    瀏覽:947

紅暴問題
有些廠家把能不能制造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。現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
監控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,首先要了解目前紅外燈的制造原理。目前紅外燈主要有三種制造模式: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,因其使用效率低下,估計會逐步地淡出市場。
多芯片led也有兩種形式,一種是包含4到8顆芯片;另外一種是陣列式發光片,含有10到30顆芯片。為什么做多芯片呢?一些來自廠家的理論是:紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠,更多的芯片在一起,當然能量就大,想當然地認為照射距離更遠。固然,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,攝像機就能接收多少紅外光。多芯片led因其結構上的固有缺點沒有發光焦點,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),其優點沒有有效地發揮出來。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。可led最怕的就是高熱啊,不壞才怪呢。同時,多芯片led的生產要求非常嚴格,每顆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部完了。總體而言,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。這里面原因有很多,比如有的led芯片級別很低,雜質超標;有的生產工藝不過關,有漏電現象;有的超功率使用,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紅外燈快速壞掉。要想保證紅外燈的壽命,首先要選用高等級的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,一顆高等級led比普通led的品質好10倍,當然價格也非常昂貴。其次,光學系統設計要合理、發光要均勻、利用率要高、散熱要快。第三,要嚴格控制工作電壓。led對電壓非常敏感,電壓稍高led管芯就會燒掉:而電壓略低則發光量又會大大降低。最好匹配高質量的開關電源,交流輸入電壓最好從170伏到270伏電壓都能做到較好的穩壓,以適合惡劣的供電環境。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、五十度線纜仍像絲綢一般柔軟,這樣的產品才值得信賴。
角度的問題
紅外燈是不是視角越大越好?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視角越大,選用鏡頭的余地也就越大,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的視角是如何之大。這種好像很有道理的說法其實是很不科學的。
首先,使用大視角度的紅外燈配合小視角度的鏡頭,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,那么會有相當部分的光是在鏡頭視場以外,也就是說部分紅外光都浪費了.一般情況下,紅外燈的視角要與鏡頭的視角相一致,效果是最佳的.比如有的紅外燈,燈的發射角度是用鏡頭的焦距來表示的.其sk-4.2w-16紅外燈,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.其紅外燈按角度分類,目前包括“-4”、“-8”、“-16”、“-35”四個系列,可以和市場上的常用鏡頭配套。
其次,并不是紅外燈的發射角度越大,畫面效果就越好.有的場合如果紅外燈角度過大,還會影響成像.比如走廊,因其“狹長”的特點,如果紅外燈的發射角度過大,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,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并調整位置,可以達到廣角燈的效果,市場上的“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。
通光量的問題
相對孔徑決定了鏡頭的通光能力,相對孔徑為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,分別搭配上述兩種鏡頭,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。
由于眾所周知的原因,市場上大量充斥虛標f值的鏡頭,尤其是變焦鏡頭,只標短焦不標長焦因而誤導工程商,致使用戶根本無法辨清誰家賣的是真貨,誰家以次充好。建議用戶要到專業大型廠家購買鏡頭。
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,導致在白天可見光條件下圖像清晰,而夜間紅外光條件下模糊,或者夜間紅外光條件下圖像清晰,白天可見光條件下圖像模糊。可以用三個辦法解決。第一,采用自動聚焦一體化攝像機;第二,采用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
所有的黑白攝像機都是感應紅外光的。紅外光線在可見光條件下對于彩色攝像機來講是一種雜光,會降低彩色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,這種方案得到的圖像質量好,但成本高并且切換機構會導致出現一定的故障率。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光線進來,這種辦法不增加成本,但色彩還原略差。
靈敏度的問題
監控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;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;100米以上的夜視系統應選用0.001勒克斯以上的攝像機.當然,隨著靈敏度提高,攝像機的價格會有較大的遞增。
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.我曾拿過一款0.1勒克斯攝像機和一款標稱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。
距離的問題
一百個人做紅外產品就會有一百個紅外夜視距離的標準。我看還是應該以客戶的應用效果為標準.客戶的標準是什么?是看清人!什么“可視距離”、“發現距離”,這些不確定的說法都是含混不清的。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為是多少米的說法是不甚科學.一盞紅外燈的作用距離,只能與確定品質的攝像機和鏡頭共同匹配才能確定其作用距離。還有,因為應用的環境不同,效果也會大相徑庭,最好留有一定余量。

 
 
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