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論安防行業(yè)中紅外一體化攝像機(jī)的現(xiàn)狀

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2009/04/16
　

　　一、概述

　　視頻監(jiān)控技術(shù)是安全防范技術(shù)按照學(xué)科專業(yè)、產(chǎn)品屬性和應(yīng)用領(lǐng)域的不同而劃分的一個(gè)大類。這是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)?？梢园阉O(jiān)視的區(qū)域圖像內(nèi)容、一切動(dòng)態(tài)實(shí)景同時(shí)輸送到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤，實(shí)時(shí)處理情況一目了然。

　　電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中，現(xiàn)在與過(guò)去相比，突出的一點(diǎn)是不但要求白天監(jiān)控，夜間也要監(jiān)控?？陀^上現(xiàn)今社會(huì)犯罪比率不斷增加，隨著人民安全防范意識(shí)的提高，對(duì)重要場(chǎng)所日夜連續(xù)監(jiān)控的需要和日夜兩用攝像機(jī)的成熟起到了推動(dòng)作用。日夜紅外一體化攝像機(jī)所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧找嫱怀?，不僅被工廠、學(xué)校、機(jī)關(guān)、倉(cāng)庫(kù)、文檔室和其他設(shè)施等重要部門采用，而且也在民用監(jiān)控系統(tǒng)中都被采用。就全國(guó)范圍而言居民小區(qū)、商務(wù)大樓等民用監(jiān)控工程也大量應(yīng)用了紅外一體化攝像機(jī)，這已逐漸發(fā)展成為一種趨勢(shì)。這說(shuō)明人們對(duì)閉路監(jiān)控系統(tǒng)工程的要求愈來(lái)愈高，愈來(lái)愈規(guī)范。對(duì)重要的場(chǎng)所要求做到日夜連續(xù)監(jiān)控越來(lái)越普遍。

　　二、紅外線和紅外燈的原理特性

　　光是一種電磁波，具有與無(wú)線電波一樣的本質(zhì)。它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(gè)納米到1毫米左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光?？梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)范圍為380nm~780nm?？梢姽獠ㄓ砷L(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、紫光。波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)的稱為紅外光。

　　紅外燈按其紅外線輻射機(jī)理分為半導(dǎo)體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級(jí)管IRLED）紅外燈和輻射紅外燈兩種，目前前者使用較多。

　　紅外發(fā)射二級(jí)管（IRLED）紅外燈的原理是：由紅外發(fā)光二極管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二極管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏置電壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830nm~950nm，半峰帶寬約40mm左右，它是窄帶分布，為CCD攝像機(jī)可感受的范圍。

　　紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μW/㎡表示。紅外二極管的最大輻射強(qiáng)度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減少。輻射強(qiáng)度的最大值的50%的角度稱為半強(qiáng)度輻射角，即半功率角。不同封裝工藝型號(hào)的紅外發(fā)光二極管的輻射角有所不同。一般來(lái)說(shuō)，其紅外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(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使發(fā)光輻射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到這個(gè)問(wèn)題，目前日本索尼（SONY）公司采用的高效率發(fā)光二極管，使攝像機(jī)工作時(shí)間達(dá)到了50000小時(shí)。

　　三、紅外一體機(jī)的組成和原理特性

　　1.紅外一體機(jī)的組成

　?、倨胀t外一體化攝像機(jī)是由感紅外彩轉(zhuǎn)黑CCD攝像頭加紅外LED板再加鏡頭組合而成；

　?、诔h(yuǎn)距離紅外一體化攝像機(jī)是由彩色CCD板和超感度黑白CCD加紅外LED板再加鏡頭組合而成。

　　2.紅外一體化攝像機(jī)的原理特性

　　紅外一體化攝像機(jī)是將攝像機(jī)、防護(hù)罩、紅外燈、供電散熱單元等綜合成為一體的攝像設(shè)備。它實(shí)現(xiàn)夜視的基本原理是利用CCD攝像機(jī)可以感受紅外光光譜的特性（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(lái)夜視成像。紅外燈的功率和角度、攝像機(jī)的配置、一定焦距的感紅外鏡頭以及是否有良好的供電散熱處理是判斷紅外一體化攝像機(jī)性能的重要參數(shù)。

　　以前市場(chǎng)上有些產(chǎn)品攝像機(jī)與紅外線投射器分開的，這在使用時(shí)必須對(duì)攝像機(jī)和紅外燈的性能有足夠的了解，能依據(jù)紅外燈的角度、攝像機(jī)鏡頭參數(shù)等作合理的搭配。由于此種方式給安裝調(diào)試和維護(hù)保養(yǎng)等帶來(lái)很多不便，故已基本上不被用戶采納。

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　　四、紅外一體化攝像機(jī)的性能分析

　　紅外一體化攝像機(jī)在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中具有夜視距離遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)勢(shì)，因而在監(jiān)控工程中占據(jù)了大部分的市場(chǎng)。性能優(yōu)良的紅外一體化攝像機(jī)具有以下性能：

　　1.紅外燈工作條件必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設(shè)計(jì)。

　　紅外燈可以做到完全無(wú)紅曝（采用940nm~950nm波長(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅曝。波長(zhǎng)越短，紅曝越強(qiáng)，紅外線感應(yīng)度也越高。實(shí)踐證明，紅外一體化攝像機(jī)在850nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度下比在940nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度下好10倍。因此850nm有輕微紅曝的紅外燈擁有更高效率，也是工程商作為優(yōu)先考慮的。

　　再則在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調(diào)整紅外光線角度，配合最佳的鏡頭，使紅外燈的有效利用率達(dá)到90%。

　　2.紅外一體化攝像機(jī)的結(jié)霧結(jié)霜

　　工作過(guò)程中，尤其是室外紅外一體化攝像機(jī)常因四季變化、晝夜溫差和雨雪環(huán)境等原因，在防護(hù)罩玻璃上形成霧或霜，導(dǎo)致無(wú)法看清物體，直接影響監(jiān)控效果。如果采用先進(jìn)的除濕除霧電路，有效控制其機(jī)體內(nèi)的飽和水蒸氣濃度，以達(dá)到自動(dòng)除霧除霜。

　　3.紅外線的角度

　　紅外燈是不是視角越大越好？有人認(rèn)為紅外燈發(fā)射視角越大，選用鏡頭的余地也越大，選用廣角鏡頭不會(huì)出現(xiàn)視角窄小現(xiàn)象。事實(shí)證明，大視角的紅外燈配合小視角的鏡頭，存在著光的浪費(fèi)現(xiàn)象。故而有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程商一定會(huì)使自己所選的紅外燈的視角與鏡頭的視角相一致，這樣使效果達(dá)到最佳狀態(tài)。

　　再則，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(guò)大，還會(huì)影響成像。在狹長(zhǎng)的走廊中這樣做的結(jié)果是由于紅外燈的發(fā)射角度過(guò)大，則近處邊緣的成像就會(huì)太亮而形成“光幕”，而遠(yuǎn)處中心反而不清晰，只是一片白霧。

　　因此，紅外燈的發(fā)射角度既是選擇問(wèn)題，也是技術(shù)問(wèn)題。不同焦距的鏡頭應(yīng)選擇相適應(yīng)的發(fā)射角度的紅外燈，紅外燈的發(fā)射角度無(wú)論在什么樣的條件下都不應(yīng)該大于鏡頭的視角。窄視角紅外燈通過(guò)合理的選擇搭配，可以得到理想的廣角效果。

　　4.紅外一體化攝像機(jī)的靈敏度

　　攝像機(jī)靈敏度是紅外一體化夜視監(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)。在實(shí)踐過(guò)程中50米以內(nèi)的紅外一體化攝像機(jī)選用照度為0.5Lux為好，100米范圍應(yīng)選用照度為0.01Lux攝像機(jī)。然而靈敏度越高，攝像機(jī)的價(jià)格也越高。

　　5.紅外一體化攝像機(jī)的恒溫與全封閉

　　紅外一體化攝像機(jī)由于配置發(fā)熱量較大的紅外燈，在整個(gè)工作時(shí)間段內(nèi)，使機(jī)內(nèi)前端溫度偏高，如不能散熱均勻會(huì)影響機(jī)內(nèi)其他部件的正常工作，因此在選型時(shí)考慮帶有強(qiáng)制散熱冷卻作用的機(jī)殼。

　　所謂全封閉，不留任何孔隙，阻止灰塵、濕氣和腐蝕性氣體的進(jìn)入而損壞機(jī)件。

　　五、紅外一體化攝像機(jī)的應(yīng)用

　　雙核紅外一體化攝像機(jī)是當(dāng)前最新產(chǎn)品，它的意義在于白天和夜間各用一套雙CCD和鏡頭，其特點(diǎn)是該機(jī)采用全新索尼（SONY）雙芯片新技術(shù)的完美結(jié)晶。白天彩色清晰可見并無(wú)色差，晚上效果無(wú)視角差。明顯比目前雙CCD鏡頭夜視機(jī)好，而且避免雙CCD鏡頭視角差的不足。其水平清晰度可達(dá)540線，最遠(yuǎn)夜視距離高達(dá)150米，內(nèi)置22倍光學(xué)變焦鏡頭。被譽(yù)為引領(lǐng)攝像機(jī)發(fā)展新潮流，成為中國(guó)安防十大民族品牌。
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　　六、紅外一體化攝像機(jī)市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)

　　紅外一體化攝像機(jī)在國(guó)內(nèi)發(fā)展近6年多時(shí)間，由于使用方便簡(jiǎn)單、安裝方便，能做到日夜監(jiān)控，因此廣受用戶青睞和接受，并迅速發(fā)展了起來(lái)，尤其是近兩年它的需求量已超過(guò)了半球標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的總和。

　　經(jīng)過(guò)近年各生產(chǎn)廠家不斷努力和用戶各種不同需求的拉動(dòng)，紅外一體化防水?dāng)z像機(jī)已是春天的百花園，呈現(xiàn)出“全國(guó)一片紅”，可謂應(yīng)有盡有、琳瑯滿目。目前市場(chǎng)情況是樣式多樣、品種繁多、競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。大家不斷地比拼，其內(nèi)容無(wú)外乎如下幾點(diǎn)：一是產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性；二是白天及夜間的綜合效果；三是價(jià)格；四是功能；五是產(chǎn)品的種類是否齊全；六是外形是否新穎美觀。

　　七、LED紅外一體機(jī)的“軟肋”

　　紅外一體化攝像機(jī)都是主動(dòng)式紅外光源，也就是通過(guò)紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生850nm或940nm的紅外光投射到目標(biāo)物體上，然后再通過(guò)目標(biāo)的反射被CCD所接受。因此紅外光作用距離的遠(yuǎn)近和作用場(chǎng)景的大小，都跟紅外發(fā)光二極管的工作電流、功率、角度和效率有直接關(guān)系。有時(shí)在其他相同的情況下，紅外發(fā)光管的性能是決定性的，因此如何選擇和使用它將是一個(gè)重要的問(wèn)題。

　　任何電子產(chǎn)品都有一個(gè)最佳使用狀態(tài)，都存在著一個(gè)壽命問(wèn)題，紅外一體化攝像機(jī)也不例外。所以在使用前必須弄清作用距離和場(chǎng)景的范圍，然后再確定應(yīng)選用的鏡頭，依據(jù)以上諸類因素去進(jìn)行最合適的選型。

　　許多廠家的產(chǎn)品不穩(wěn)定、不可靠，最主要原因在于有時(shí)只單純追求利潤(rùn)，盲目夸大功能，使用的芯片原器件也是良莠不齊，實(shí)在是讓人眼花繚亂。這樣的結(jié)果造成市場(chǎng)上同類產(chǎn)品魚龍混雜，品質(zhì)無(wú)法保證。眾多工程商反映，紅外一體機(jī)在白晝轉(zhuǎn)換時(shí)段成像極差，朦朧一片，而且實(shí)用性能遠(yuǎn)達(dá)不到指標(biāo)要求，紅外燈的作用距離充其量只有標(biāo)準(zhǔn)的30~50%。試想這樣的產(chǎn)品給市場(chǎng)造成了多么極為惡劣的影響。因而在目前情況下，上海市技防辦不主張、也不贊成在安防工程中使用那些不成熟的紅外一體夜視攝像機(jī)。

　　雖然紅外一體化攝像機(jī)數(shù)量在全國(guó)市場(chǎng)銷售火爆。但此類攝像機(jī)畢竟不屬于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，因此不管是國(guó)家還是本行業(yè)都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。各種名稱、牌號(hào)、性能、指標(biāo)都有各廠家說(shuō)了算，無(wú)法嚴(yán)格分類。但不管怎樣，其發(fā)展的方向是符合客戶不斷提出的需求的，問(wèn)題是有待規(guī)范。

　　八、結(jié)論

　　數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是安防行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，也是紅外一體化攝像機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前已有一些廠家在生產(chǎn)帶有網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的紅外一體化夜視攝像機(jī)，智能型的也在研發(fā)之中。這將大大方便工程的使用，尤其是大型工程的使用。不管怎樣，紅外一體化夜視攝像機(jī)的功能將會(huì)越來(lái)越多，越來(lái)越完善。它會(huì)不斷地將其他的新技術(shù)融合進(jìn)來(lái)，充分發(fā)揮日夜24小時(shí)不間斷監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)?？傊?，以后紅外一體化攝像機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將更多的集中于功能的增加和完善。

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