主页（http://www.pttcn.net）：监控时代：红外夜视常见技术问题剖解 近年来，红外夜视系统在安防监控领域可谓风声水气，藉以良好的夜间无光监控效果征服了行业用户。但是，红外监控尚属“新产业”，一切都还在发展中，不确定因素太多，争议也不少。 红外夜视常见技术问题剖解 许多的红外灯制造商信誓旦旦地标称自己的红外灯照射距离是100米或200米等等，还发明了"足米"这一名词，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，工程商就是不信并认为标称100米的红外灯能勉强用到50米就不错了。 那么红外灯真的有固定照射距离吗?红外夜视监控就只涉及红外灯技术吗?无数的事实证明，答案是否定的。事实上，就红外灯本身来说，绝对不存在固定的照射距离，任何孤立地标注红外灯照射距离的做法都是不科学的。也有还算专业的人士和厂家，朦胧地意识到红外灯要想达到理想的照射效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头。而最经常听到的说法是，需要0.001Lux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，任何一个从事专业光学研究和制造的工作者都知道，这些所谓的红外透过率达到百分之九十五以上的镜头，真的要达到百分之九十五以上的红外透过率是比较困难的。 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当作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有更高的效率，应当作为红外夜视监控的首选。 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，首先要了解目前红外灯的原理。目前红外灯主要有三种模式：1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。卤素灯是一个较传统的技术，能耗高，发热量大，使用寿命较短，因其使用效率低下，估计会逐步地淡出市场。 多芯片LED也有两种形式，一种是包含4到8颗芯片;另外一种是阵列式发光片，含有10到30颗芯片。为什么要多芯片呢?来自一些厂家的理论是：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。固然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了较多红外光，摄像机就能接收更多有效的反射红外光。多芯片LED因其结构上的固有缺点没有发光焦点，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)，其优点没有充分地发挥出来，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最怕的就是高热，不坏才怪呢。同时，多芯片LED的生产要求非常严格，每颗芯片都不能有性能上的一点差异，否则一颗芯片坏掉的话整机就全部完了。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、光学系统合理是做红外灯理想的器件，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。这里面原因有很多，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现象;有的超功率使用，额定20mA，却使用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红外灯坏掉。 要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级的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，高等级LED比普通LED的品质好得多，当然价格也非常昂贵。其次，光学系统设计要合理、发光要均匀、利用率要高、散热要快。第三，要严格控制工作电压。LED对电压非常敏感，电压稍高LED管芯就会烧掉;而电压略低则发光量又会大大降低。最好匹配高质量的开关电源，交流输入电压最好从170伏到270伏电压都能做到较好的稳压，以适合恶劣的供电环境。第四，输入电源线最好选用耐高/低温、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。 红外灯是不是视角越大越好?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视角越大，选用镜头的余地也就越大，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的视角是如何之大。这种好像很有道理的说法其实是很不科学的。 首先，使用大视角度的红外灯配合小视角度的镜头，存在浪费现象。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，那么会有相当部分的光是在镜头视场以外，也就是说部分红外光浪费了。一般情况下，红外灯的视角要与镜头的视角相一致，效果是最佳的。长春佶达的红外灯的发射角度是用镜头的焦距来表示的，如SK-4.2W-16红外灯，4.2W表示该灯的额定功率是4.2瓦;16表示该灯的发射角度与f16mm的镜头角度一致，两者可以配套。 其次，并不是红外灯的发射角度越大，画面效果就越好。有的场合如果红外灯角度过大，还会影响成像。比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外灯的发射角度过大，则近处边缘的成像就会太亮，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并调整位置，可以达到广角灯的效果，市场上的“夜鹰”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，红外灯的发射角度的问题既是选择问题也是技术问题。不同焦距的镜头应选择相适应发射角度的红外灯。红外灯的发射角度无论在什么样的条件下都不应该大于镜头的视角，而在狭长环境中的应用，就该选用比镜头视角更小乃至三分之一的红外灯。窄视角红外灯通过搭配，可以得到理想的广角效果。 相对孔径决定了镜头的通光能力，相对孔径为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，分别搭配上述两种镜头，红外作用距离可相差一倍。
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