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)展方向在于紅外技術(shù),這個(gè)趨勢(shì)越來越明顯。在紅外夜視這個(gè)領(lǐng)域中國(guó)企業(yè)已經(jīng)走在世界前列。
紅外燈真的有固定照射距離嗎?紅外夜視監(jiān)控就只涉及紅外燈技術(shù)嗎?無數(shù)的事實(shí)證明,答案是否定的。事實(shí)上,就紅外燈本身來說,絕對(duì)不存在固定的照射距離,任何孤立地標(biāo)注紅外燈照射距離的做法都是不科學(xué)的。波長(zhǎng)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(zhǎng)越短,紅暴越強(qiáng),紅外線感應(yīng)度也越高?,F(xiàn)在市場(chǎng)上有兩種主流紅外燈,一種是有輕微紅暴的,波長(zhǎng)在850nm左右,一種是無紅暴的,波長(zhǎng)在940nm左右。同一款攝像機(jī),在850nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度,比在940nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度好到10倍。所以850nm這種有輕微紅暴的紅外燈有更高的效率,應(yīng)當(dāng)作為紅外夜視監(jiān)控的首選。
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(gè)水平?首先要了解目前紅外燈的原理。目前紅外燈主要有三種模式:1、鹵素?zé)簦?/span>2、多芯片LED,3、單芯片LED。鹵素?zé)羰且粋€(gè)較傳統(tǒng)的技術(shù),能耗高,發(fā)熱量大,使用壽命較短,因其使用效率低下,估計(jì)會(huì)逐步地淡出市場(chǎng)。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(fā)光片,含有10到30顆芯片。多芯片LED因其結(jié)構(gòu)上的固有缺點(diǎn)沒有發(fā)光焦點(diǎn),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),其優(yōu)點(diǎn)沒有充分地發(fā)揮出來,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(gè)問題,可LED最怕的就是高熱。同時(shí),多芯片LED的生產(chǎn)要求非常嚴(yán)格,每顆芯片都不能有性能上的一點(diǎn)差異,否則一顆芯片壞掉的話整機(jī)就全部完了??傮w而言,相對(duì)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(jiǎn)單,品質(zhì)容易保證、發(fā)熱量低、光學(xué)系統(tǒng)合理是做紅外燈理想的器件,理論上使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)以上。那么,是不是所有的單芯片LED燈的壽命都很好呢?事實(shí)上,遠(yuǎn)不是這么回事。這里面原因有很多,比如有的LED芯片級(jí)別很低,雜質(zhì)超標(biāo);有的生產(chǎn)工藝不過關(guān)有漏電現(xiàn)象;有的超功率使用,額定20mA,卻使用50mA以上;有的沒有保護(hù)電路,或電路設(shè)計(jì)不合理,這些都會(huì)導(dǎo)致單芯片LED紅外燈壞掉。
要想保證紅外燈的壽命,首先要選用高等級(jí)的LED芯片。高等級(jí)芯片功率大、一致性好、發(fā)光效率高、發(fā)熱量很小,高等級(jí)LED比普通LED的品質(zhì)好得多,當(dāng)然價(jià)格也非常昂貴。其次,光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要合理、發(fā)光要均勻、利用率要高、散熱要快。第三,要嚴(yán)格控制工作電壓。LED對(duì)電壓非常敏感,電壓稍高LED管芯就會(huì)燒掉;而電壓略低則發(fā)光量又會(huì)大大降低。最好匹配高質(zhì)量的開關(guān)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(wěn)壓,以適合惡劣的供電環(huán)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(gè)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。
紅外燈是不是視角越大越好?首先,使用大視角度的紅外燈配合小視角度的鏡頭,存在浪費(fèi)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(huì)有相當(dāng)部分的光是在鏡頭視場(chǎng)以外,也就是說部分紅外光浪費(fèi)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。其次,并不是紅外燈的發(fā)射角度越大,畫面效果就越好。有的場(chǎng)合如果紅外燈角度過大,還會(huì)影響成像。比如走廊,因其“狹長(zhǎng)”的特點(diǎn),如果紅外燈的發(fā)射角度過大,則近處邊緣的成像就會(huì)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(gè)窄角紅外燈搭配并調(diào)整位置,可以達(dá)到廣角燈的效果,市場(chǎng)上的“夜鷹”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,紅外燈的發(fā)射角度的問題既是選擇問題也是技術(shù)問題。不同焦距的鏡頭應(yīng)選擇相適應(yīng)發(fā)射角度的紅外燈。紅外燈的發(fā)射角度無論在什么樣的條件下都不應(yīng)該大于鏡頭的視角,而在狹長(zhǎng)環(huán)境中的應(yīng)用,就該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,可以得到理想的廣角效果。
相對(duì)孔徑?jīng)Q定了鏡頭的通光能力,相對(duì)孔徑為F1.0的鏡頭通光量是相對(duì)孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機(jī)、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(jiān)控方面,比常規(guī)普通鏡頭好4到10倍,按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品,但成本高昂,技術(shù)難度大。
可見光與紅外光由于波長(zhǎng)不同,成像焦點(diǎn)不在一個(gè)平面上,導(dǎo)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。可以用三種辦法解決。第一,采用自動(dòng)聚焦一體化攝像機(jī);第二,采用IR專用焦點(diǎn)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(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)不偏移。
所有的黑白攝像機(jī)都可以感應(yīng)紅外光。紅外光線對(duì)于彩色攝像機(jī)來講是一種雜光,會(huì)降低彩色攝像機(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)在有兩種做法。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,這種方案得到的圖像質(zhì)量好,但成本高,并且切換機(jī)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致故障率提高。第二,在濾光片上打開一個(gè)特定的紅外線通道,允許與紅外燈波長(zhǎng)相同的紅外光線進(jìn)來,這種辦法不增加成本,但色彩還原略差。
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(duì)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(jià)格也越昂貴。一般來講,50米以內(nèi)的紅外夜視系統(tǒng),選用0.1勒克斯的攝像機(jī)就比較好;50米到100米范圍的夜視系統(tǒng)應(yīng)該選用0.01勒克斯的攝像機(jī);100米以上的夜視系統(tǒng)應(yīng)選用0.001勒克斯以上的攝像機(jī)。當(dāng)然,隨著靈敏度提高,攝像機(jī)的價(jià)格會(huì)有較大的遞增。?
不同的廠家的紅外產(chǎn)品會(huì)有不同紅外夜視距離的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該以客戶的應(yīng)用效果為標(biāo)準(zhǔn)??蛻舻臉?biāo)準(zhǔn)是什么?是看清人!什么“可視距離”、“發(fā)現(xiàn)距離”這些說法都是含混不清的。不同檔次的攝像機(jī)、鏡頭之間的匹配,對(duì)于同一盞紅外燈發(fā)出的光線感應(yīng)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不甚科學(xué)。一盞紅外燈的作用距離,只能與確定品質(zhì)的攝像機(jī)和鏡頭共同匹配才能確定其作用距離。還有,因?yàn)閼?yīng)用的環(huán)境不同效果也會(huì)大相徑庭,最好留有一定余量。