‧ 紅外攝影機紅外夜視距離問題

來源：深圳捷視達科技有限公司 

　在2009年深圳安防大展上，看到一個似乎很專業的紅外線攝影機廠家，搞了一個好像農村大鍋鍋蓋一樣大的巨型紅外燈，號稱可以達到幾千米，很是嚇人，問他配套什麼樣的攝影機，什麼樣的鏡頭，在什麼環境下可以達到號稱的效果，則不知所云，亂說一氣。天南海北，那麼多的紅外線攝影機製造商信誓旦旦地標稱自己的紅外燈是100米或200米等等，還發明了“足米”這一可笑的名辭，從而誤導工程商好像紅外燈真的有固定照射距離。而不管廠家如何宣傳，工程商就是不信，100米燈能勉強用到50米就不錯了，很多負責任的工程商，更是買了無數的紅外燈也達不到用戶要求，用戶持續上當慘不忍睹。

　　那麼，紅外燈真的有固定照射距離嗎？紅外夜視監控就是紅外燈技術嗎？無數的事實證明，答案是否定的，事實上，任何紅外燈單獨地說，絕對不存在固定的照射距離，任何純粹地標注紅外燈照射距離的做法，不論有意還是無意，客觀上都是騙人的。也有的還算專業的廠家，朦朧地意識到，紅外燈要想達到效果，需要優秀的攝影機和性能出色的紅外鏡頭，最常見的說法是，需要0.001 LUX 以上的紅外感應攝影機，最好是黑白的，需要某種特別的紅外鏡頭，紅外透過率達到百分之九十五以上。問題是，這麼價格高昂的攝影機有幾個人用得起，而所謂的紅外透過率達到百分之九十五以上的鏡頭更是天外之音，任何一個專業光學工作者都知道這是不可能的，想不明白他說這種話的目的是什麼？

1、紅暴問題：有些廠家把能不能作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，並不是技術問題，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。同一款攝影機，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。

2、壽命問題：攝影機的使用壽命可達10年以上，紅外燈的壽命是否也能達到這個水準？

　　正確回答這個問題，道先要瞭解目前紅外燈的製造原理。目前紅外燈主要由三種模式製造：1、鹵素燈，2、多晶片LED，3、單晶片LED。

　　鹵素燈是一個十分古老的技術，能耗高，發熱量驚人，使用壽命很短，因其使用效率低下，並不真的能夠做到遠距離，估計很快會退出市場。

　　多晶片LED是一個很騙人的技術，需要重點反擊。多晶片LED主要有兩種形式，一種是“食人魚”，包含4到8顆晶片，另外一種是陣列式發光片，含有10顆到30顆晶片。為什麼做多晶片呢？他們的理論是：紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠，更多的晶片集合在一起，當然能量就大，想當然地認為照射距離更遠，這可真是典型的外行技術理論!

食人魚 LED

　　當然，更遠的距離需要更大的能量，但並不是紅外燈發出了多少紅外光，而是被攝影機選用了多少紅外光。因其結構先天固有缺點，多晶片LED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）。優點沒有發揮出來，致命傷卻出來了，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。LED最怕的是高熱啊，不壞才怪呢。同時，多晶片LED的生產要求非常嚴格，每顆晶片都不能有性能上的一點差異，否則，一顆晶片壞掉，整機全部玩完。總體而言，相對于單晶片LED而言，多晶片LED的壽命是遠遠不夠的。

　　單晶片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，是做紅外燈量理想的器件，理論上使用壽命可達10萬小時以上。

　　那麼，是不是所有的單晶片LED燈的壽命都很好呢？事實上，也不是這麼回事。這裏面原因很多，比如有的LED晶片級別很低，雜質超標；有的生產工藝不過關，有漏電；有的超功率使用，額定20mA,使用50mA以上；有的沒有保護電路，或電路設計不合理，這些都會導致單晶片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LED晶片，高等級晶片功率大，一致性好，發光效率高，發熱量很小，一顆高等級LED比普通的LED好10倍，當然價格也非常昂貴。其次，光學系統設計要合理，發光均勻，利用率高，散熱快。第三，嚴格控制電壓，LED對電壓非常敏感，電壓稍高，LED管芯就會燒掉；略低，發光量又會大大降低。最好匹配高品質的開關電源，根據中國的惡劣電源環境，最好選擇能從170伏到270伏的電壓輸入設計。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、五十度像絲綢一般柔軟，可見其專業精神，這樣的產品才值得信賴。

3、  角度的問題：紅外燈是不是角度越大越好？不論是製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角度越大，選用鏡頭餘地也越大，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角度如何之大，有80度還有180度。這種好像很有道理的說法其實是很不科學的。

　　首先，使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭，存在光的浪費現象。比如，一盞紅外燈，發光角度是80度，（相當於f3.5mm鏡頭的角度），如果配合f35mm的鏡頭，那麼，會有百分之九十九的光是在鏡頭視場以外，也就是說，只有百分之一的光是有用的，其他都浪費了。一般情況下，紅外燈的角度與鏡頭的角度一致，效果是最佳的。

　　其次，並不是紅外燈角度越大，畫面效果越好，有的場合，紅外燈角度過大，還會影響成像。比如走廊，因其“狹長”的特點，如果紅外燈角度大，近處邊緣成像太亮，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，調整位置，可以達到廣角燈的效果，我們採用的系列紅外夜視系統，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。

　　總體而言，紅外燈角度的問題既是選擇問題也是技術問題。不同焦距的鏡頭選擇相適應角度的紅外燈，紅外燈的角度在什麼樣的條件下也不應該大於鏡頭的角度，狹長環境應該選用比鏡頭角度更小乃至三分之一的紅外燈。窄角的紅外燈通過搭配，可以得到理想的廣角效果，效果更佳，成本更低。

4、  通光量的問題：相對孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝影機、紅外燈，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。但由於成本高昂，技術難度大，絕大多數紅外產品製造商不具備供貨能力。

　　由於眾所周知的國情，市場上虛標F值的鏡頭大量充斥市場。尤其是變焦鏡頭，只標短焦，不標長焦，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。建議用戶到專業的公司購買鏡頭，我們有多個系列的大孔徑紅外專用鏡頭可供選擇。

5、  焦點偏移的問題：可見光與紅外光由於波長不同，成像焦點不在一個平面上，導致白天可見光條件下清晰，夜間紅外線條件下模糊，或者夜間紅外線條件下清晰，白天可見光條件下模糊。可以用三個辦法解決。第一，採用自動聚焦一體機，第二，採用IR專用焦點不偏移鏡頭，第三，採用專業的調整工具，在現有鏡頭條件下也可以實現不偏移。

6、  色彩問題：所有的攝影機都感應紅外，紅外線在可見光條件下對於攝影機來講是一種雜光，會降低攝影機的清晰度和色彩還原，彩色攝影機的濾光片就是阻止紅外線  參與成像。要想使彩色攝影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，這種方案圖像品質好，但成本高，切換機構有一定故障率。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線進來，這種辦法不增加成本，但色彩還原略差。

7、  靈敏度的問題：攝影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，靈敏度越好的攝影機價格也越昂貴。一般來講，價格從人民幣600元到幾千元不等。

    　當然和其他許多產品一樣，攝影機虛標指標的現象特別嚴重。曾拿過0.1 LUX 攝影機和一款號稱0.0001  LUX 的攝影機作對比，後者竟不如前者。更多的攝影機廠家，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，影像品質惡劣。

8、  距離的問題：一百個人做紅外產品就有一百個紅外夜視距離的標準，應該以客戶的標準為標準。客戶的標準是什麼？是看清人！什麼可視距離，發現距離，這些不確定說法都是扯淡。不同檔次的攝影機、鏡頭之間的匹配，對於同一盞紅外燈發出的光線感應度可能相差幾百上千倍，看清距離可相差十倍。所以說，把某一盞紅外燈具體地定為是多少米的說法是不科學的。一盞紅外燈的作用距離，只能與非常確定的攝影機和鏡頭共同測定，才能標定其作用距離。因為應用環境不同，最好留有一定餘量。

    　紅外夜視到底能做多遠？技術到家，100米以上的紅外夜視系統並不是什麼難事。技術到家，指的是必須同時精通紅外燈技術，紅外感應攝影機技術和紅外感應鏡頭技術，三者缺一不可。視頻監控的發展方向在於室外，室外監控的發展方向在於夜視，夜視的發展方向在於紅外，這個趨勢越來越明顯。在紅外夜視這個領域，中國企業已經走在世界最前列，一些先進技術令國外同行望塵莫及。

    　但是，這畢竟是一個新興產業，大量劣質產品氾濫市場，影響了人們對紅外夜視產品的信任。還有一些當年很領先的企業，死抱暴利不放，技術上固步自封，快速被市場拋棄，很是可憐。

     

本篇文章來源於中國安防網：http://news.c-ps.net/2010/4/16661.html