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紅外攝像機概述

時間:2009-03-03 來源:深圳市三辰科技有限公司 陳幼林 作者:陳一凡 點擊:

    隨著紅外攝像機的大量普及,紅外攝像機的發(fā)展趨勢更加清晰,同時其產(chǎn)品所存在的弊病也越來越明顯。作為從業(yè)近10年的安防人,本人目睹了紅外攝像機的興起,也比較了解目前紅外攝像機的問題,本文將著重分析紅外攝像機的興起、應(yīng)用及問題。

起源
    最早的攝像機并不帶紅外燈,要想做到晚上監(jiān)控,只能通過輔助光源。在當(dāng)時也沒有人想到用紅外線來當(dāng)輔助光源,用的都是發(fā)可見光的照明用光源,如白熾燈、囪素?zé)簟坠釲ED等等。當(dāng)用可見光源作為攝像機晚上工作的必備配件時,很少有人想到攝像機還能帶上紅外,即使有人在研究CMOS和CCD有光譜特性能接收紅外線,也沒有想到將之應(yīng)用到攝像機領(lǐng)域。直至2001年全世界第一臺紅外攝像機誕生。

    關(guān)于紅外攝像機的起源,還有一段小故事。話說十幾年前,國內(nèi)一位年輕人在幫人做安防工程,當(dāng)天晚上他在測試攝像機效果,而主人家正在看電視,當(dāng)用遙控器在選臺時,整個監(jiān)控畫面頓時會清晰一閃。這個現(xiàn)象令年輕人好奇不已并就此問題不斷鉆研,他將電視遙控器上的紅外發(fā)射管集中在一起通電測試,便出現(xiàn)了紅外攝像機最初的雛形。再經(jīng)過多番改進,最終誕生了第一臺紅外攝像機。

    其實,大多數(shù)的消費級數(shù)碼相機都能夠進行紅外拍攝,但在通常情況下,數(shù)碼相機對紅外的感應(yīng)會影響正常的彩色成像質(zhì)量。因此,在每個數(shù)碼相機前面均有一個可以遮擋紅外線的濾鏡,安防界將之稱為濾光片,專業(yè)術(shù)語叫ICF。通過濾光片將紅外線過濾掉,但是,大多數(shù)數(shù)碼相機的紅外濾鏡都沒有做到100%的過濾,因而可以說,每個人手中的數(shù)碼相機都或多或少都具有接收紅外線的能力,只是接收的幅度不同罷了。

原理
    紅外線是一種光波,它的波長區(qū)間從幾個納米(nm)到1毫米(mm)左右。人眼可見的只是其中一部分,我們稱其為可見光,可見光的波長范圍為380nm~780nm,可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光,波長比紅光長的稱為紅外光。紅外光線的波長在780nm~1000μm之間,介于無線電波與可見光之間。

    紅外攝像機其實就是將攝像機、防護罩、紅外燈、供電散熱單元等綜合成一體的攝像設(shè)備。目前監(jiān)控工程中最常用的紅外攝像機是主動紅外,由LED發(fā)出紅外線,利用CCD或CMOS可以感受紅外光的光譜特性(即可以感受可見光,也可以感受紅外光),配合紅外燈作為“照明源”來夜視成像。市場上以發(fā)射波長850nm和940nm的紅外LED為主。早期的紅外夜視系統(tǒng)不是用在民用的,主要應(yīng)用于軍事方面,但由于主動紅外夜視系統(tǒng)發(fā)射紅外線,易于被敵軍發(fā)現(xiàn),因而在軍事上已基本被淘汰。軍事領(lǐng)域主要用紅外熱成像儀(即被動紅外攝像機),其攝像系統(tǒng)能感應(yīng)絕對零度(-273℃)以上的物體發(fā)出的紅外線輻射,物體的溫度越高,輻射出的紅外線越多并且容易成像。由于目標(biāo)市場和制造成本問題,目前很少有生產(chǎn)民用攝像機的安防廠家生產(chǎn)被動紅外攝像機。

光源
    紅外燈是紅外攝像機的核心部件,目前市場主要有兩種類別,一種是傳統(tǒng)型的圓珠LED燈,是比較傳統(tǒng)和常用的一種紅外光源,后來封裝不同的“食人魚”紅外燈,也可將之劃分為傳統(tǒng)紅外燈;另一種是兩年前風(fēng)靡一時的“陣列式”紅外光源,其原理是將諸多發(fā)光芯片加以集成,光電轉(zhuǎn)化效率比普通的要高,普通LED的光電轉(zhuǎn)換率是10%,而“陣列式”紅外攝像機的光電轉(zhuǎn)換率可提升到25%以上,這也正是“陣列式”紅外攝像機照使所有物體“太白”的原因。夜間,人臉和衣服在圖像上很難區(qū)別開來。另外,其發(fā)熱量無法像傳統(tǒng)紅外燈一樣固定在攝像機的鏡頭周圍,市場上所見到的“陣列式”紅外攝像機,多為燈板與鏡頭分離,紅外燈分別固定在上下或是左右兩側(cè)。

    紅外光源關(guān)系到攝像機的壽命和距離,一般來說,紅外燈輻射功率與正向工作電流成正比,但在接近正向電流的最大額定值時,器件的溫度因電流的熱耗而上升,使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過小,將影響其輻射功率的發(fā)揮,但工作電流過大將影響其壽命,甚至使紅外二極管燒毀。因此要求工作電流準(zhǔn)確、穩(wěn)定,否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高)會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈,熱耗是設(shè)計和選擇時應(yīng)注意的問題。

紅外攝像機的應(yīng)用
    三年前曾拜訪過沈陽一位工程商,他風(fēng)趣地講述了一些推銷紅外攝像機的感受,他說賣紅外攝像機得看對方開什么車來我公司,報價的高低也會隨車型的高檔程度來控制和決定,因為幾年前只有他才有紅外攝像機賣。

    可見,紅外攝像機的銷售和推廣是一個過程,在2003年前,盡管紅外攝像機已經(jīng)面試好幾年,但大部分國內(nèi)的工程商并不看好紅外攝像機,他們給用戶推薦引導(dǎo)安裝的仍然是三星、松下等國外品牌的攝像機。其主要原因并不是因為紅外攝像機的推廣力度不強,也不是國人不支持,事實上在當(dāng)時的安防人眼中,紅外攝像機是品質(zhì)低劣的“玩具機”。當(dāng)時的紅外攝像機從白天色彩還原度、晚上清晰度、使用壽命等各方面來看,要讓這些安防前輩接受,得費一番口舌!

    同是2003年,在國內(nèi)并沒有被人看好的紅外攝像機,在國外迎來了第一個春天!紅外攝像機以其獨有的功能和價格優(yōu)勢受到了國外的歡迎,紅外攝像機的外銷訂單不傳地傳來國內(nèi)企業(yè),很多企業(yè)至今為止外貿(mào)訂單仍占公司半邊天,同時國內(nèi)也慢慢改變了對紅外攝像機的看法。

    據(jù)筆者2007年底在北京市場調(diào)查的真實數(shù)據(jù),工程案例中紅外攝像機的占有率已經(jīng)超過58%,至2008年底,已達到63%,并且還有逐年上升的趨勢。之前做一些政府的大型項目,對成本問題考慮不多,基本都是選擇國外的槍機或一體機型。近年來由于政府的財政預(yù)算和競爭壓力,對物美價廉的紅外攝像機也日益親睞。如廠房、出租屋、連鎖店、旅館、酒店、餐廳、網(wǎng)吧等娛樂場所的客戶會主動要求用晚上能看到的紅外攝像機,并且“平安城市”和“科技強警”項目也開始應(yīng)用紅外攝像機。另外,學(xué)校、銀行、高速路口、邊檢站等重要設(shè)施對紅外攝像機的應(yīng)用也非常多。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯:陳曉亮)

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