【安防知識網(wǎng)】顧名思義,紅外攝像機就是在夜視狀態(tài)下,攝像機會發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體,關(guān)掉紅外濾光鏡,不再阻擋紅外線進入CCD,紅外線經(jīng)物體反射后進入鏡頭進行成像,這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像,而不是可見光反射所成的影像,即此時可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像。
目前,市場上的紅外攝像機產(chǎn)品普遍存在的缺陷有:紅暴問題、壽命問題、角度的問題、通光量的問題、焦點偏移的問題、色彩問題、靈敏度的問題、距離的問題。特別是因可見光與紅外光波長不同,故聚焦點不同,形成了日夜畫面無法同時清晰等問題。而行業(yè)標準缺失也嚴重影響了人們對紅外攝像機產(chǎn)品的信任。
紅外攝像機無論如何升級改版,都面臨使用壽命和紅外距離兩大困擾。雖然目前紅外攝像機的距離和使用壽命還不能用"成反比"來形容,但要紅外線發(fā)射得遠,就得采用大功率LED,同時功率過大,LED就會發(fā)熱,便會造成紅外的衰減。而熱量散發(fā)不出去,會影響到攝像機CCD芯片的工作。LED本身封裝可以耐受高低溫,但CCD每種芯片的耐熱溫度不一樣,有的超過65℃就會出現(xiàn)保護狀態(tài),畫面出現(xiàn)白蒙蒙的一片,進而攝像機就會"罷工".所以很多生產(chǎn)紅外攝像機的廠家在改進攝像機壽命時,主要是圍繞著如何讓紅外攝像機不發(fā)熱和如何讓紅外攝像機的熱散出去來做突破。
技術(shù)突破提升紅外攝像機性能
盡管LED紅外燈存在非常大的技術(shù)缺陷,由于市場的需求,目前紅外槍型攝像機的產(chǎn)量保守估計也應該占到總體比例的50%以上。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,過去的技術(shù)瓶頸也正在取得突破:散熱問題、使用壽命問題、紅外光有效轉(zhuǎn)換問題以及先進的產(chǎn)品設(shè)計理念等等都在取得突破,紅外LED Array(陣列紅外燈)正是針對解決LED的缺陷而誕生的新紅外技術(shù)。
LED Array紅外陣列的出現(xiàn)徹底改變了LED使用壽命短、紅外夜視距離短、紅外效果不理想的現(xiàn)狀。LED Array為高度集成的LED,一個LED Array相等于一兩百個LED,那么同等體積的發(fā)光體LED Array的亮度要高出LED很多倍。LED Array的發(fā)光體原始的半功率角約為150°,可以通過光學手段改變不同的角度實現(xiàn)可變角,LED Array不同于普通LED的封裝方式,避免了紅外燈的熱衰減現(xiàn)象,使用壽命也高出LED四至五倍。隨著LED Array的出現(xiàn)及不斷成熟,繼而大面積的應用,其生產(chǎn)成本應能不斷下降,最終取代普通紅外LED,成為解決夜視的一種主流產(chǎn)品。
紅外攝像機最早是通過簡單的12顆LED燈與攝像機結(jié)合的一體機,加之采用單濾光片,很難兼顧白天與黑夜的效果,而且最初的LED都是獨立常亮的,這樣就減少紅外燈的壽命。而改善濾光片并增加光敏電阻,可以控制紅外燈起用時間,從而延長了紅外燈的壽命。
雙濾光片技術(shù)是通過硬件來切換紅外燈的起用,這樣更加準確地控制紅外燈的使用壽命,而且在成像效果上也大大超過以前的單濾光片的效果,在清晰度、圖像還原效果,角度修正等方面都有很大的改進。
廣州美電貝爾電業(yè)科技有限公司技術(shù)工程師陳華智介紹,美電貝爾目前多數(shù)紅外產(chǎn)品都采用了雙濾片,增強圖像的還原性,在降噪的性能上提升圖像的清晰性。為提高熱輻射紅外燈的壽命,美電貝爾采用了光控開關(guān)電路,以減小其工作時間;采用了變壓穩(wěn)壓整流電路,使其發(fā)光功率得以充分發(fā)揮,提高了紅外燈的壽命;研制燈絲保護電路;增加了延時開關(guān)電路以防環(huán)境的光干擾。
[nextpage] 提升畫質(zhì)延長壽命
由于紅外燈所具有的性價比優(yōu)勢以及技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單的特點,造成了眾多攝像機廠家涌入和產(chǎn)品同質(zhì)化的現(xiàn)狀,為了改變安防市場供求"僧多粥少"的局面,一些廠商從軟件操作界面、DSP方案入手,細化功能按鈕,改善人性化操作、從DSP方案中提升畫質(zhì)、調(diào)節(jié)色度及高解析度水平下的噪點等手段。也有廠家從電路設(shè)計、鏡頭選擇方面進行改進,而更多的廠商從外部的硬件工藝下手,如對鋁質(zhì)外殼厚度、模具工藝精度、表層烤漆亮度方面下功夫。
為避免普通球型攝像機透明球罩對紅外光多次反射造成多影圖像,經(jīng)過兩年的技術(shù)積累,捷高電子相繼在2009年推出慧眼系列紅外高速球、紅外變速球。該系列采用模塊化設(shè)計,通過紅外光源與攝像機分離式的防水結(jié)構(gòu),也就是說各部件具有各自獨立的防水結(jié)構(gòu)。攝像機、電機傳動部件、紅外光源、電器控制單元獨立封裝實現(xiàn)防水。同時設(shè)計大面積鋁合金散熱體,降低紅外光源本身的熱量。
高清、網(wǎng)絡(luò)、智能化趨勢
近年來,隨著高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化趨勢的加劇,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化應用為主體的安防應用或者解決方案已經(jīng)是大勢所趨,傳統(tǒng)的安防產(chǎn)業(yè)面臨著巨大的沖擊,尤其以模擬監(jiān)控行業(yè)影響最大。同時安防監(jiān)控產(chǎn)品明顯加大了向家庭為主的個人或者民用市場滲透,給紅外攝像機的創(chuàng)新與發(fā)展帶來了許多不同的選擇。既要滿足黑暗及夜間區(qū)域的監(jiān)控需求,符合行業(yè)客戶對高效、易用、便捷的管理需求,還要突破模擬監(jiān)控在管理上的瓶頸,實現(xiàn)遠程監(jiān)控、智能管理、突破地域、時間上的限制,這樣才能使紅外攝像機的商機盡顯。
顧名思義,紅外攝像機就是在夜視狀態(tài)下,攝像機會發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體,關(guān)掉紅外濾光鏡,不再阻擋紅外線進入CCD,紅外線經(jīng)物體反射后進入鏡頭進行成像,這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像,而不是可見光反射所成的影像,即此時可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像。
目前,市場上的紅外攝像機產(chǎn)品普遍存在的缺陷有:紅暴問題、壽命問題、角度的問題、通光量的問題、焦點偏移的問題、色彩問題、靈敏度的問題、距離的問題。特別是因可見光與紅外光波長不同,故聚焦點不同,形成了日夜畫面無法同時清晰等問題。而行業(yè)標準缺失也嚴重影響了人們對紅外攝像機產(chǎn)品的信任。
紅外攝像機無論如何升級改版,都面臨使用壽命和紅外距離兩大困擾。雖然目前紅外攝像機的距離和使用壽命還不能用"成反比"來形容,但要紅外線發(fā)射得遠,就得采用大功率LED,同時功率過大,LED就會發(fā)熱,便會造成紅外的衰減。而熱量散發(fā)不出去,會影響到攝像機CCD芯片的工作。LED本身封裝可以耐受高低溫,但CCD每種芯片的耐熱溫度不一樣,有的超過65℃就會出現(xiàn)保護狀態(tài),畫面出現(xiàn)白蒙蒙的一片,進而攝像機就會"罷工".所以很多生產(chǎn)紅外攝像機的廠家在改進攝像機壽命時,主要是圍繞著如何讓紅外攝像機不發(fā)熱和如何讓紅外攝像機的熱散出去來做突破。
技術(shù)突破提升紅外攝像機性能
盡管LED紅外燈存在非常大的技術(shù)缺陷,由于市場的需求,目前紅外槍型攝像機的產(chǎn)量保守估計也應該占到總體比例的50%以上。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,過去的技術(shù)瓶頸也正在取得突破:散熱問題、使用壽命問題、紅外光有效轉(zhuǎn)換問題以及先進的產(chǎn)品設(shè)計理念等等都在取得突破,紅外LED Array(陣列紅外燈)正是針對解決LED的缺陷而誕生的新紅外技術(shù)。
LED Array紅外陣列的出現(xiàn)徹底改變了LED使用壽命短、紅外夜視距離短、紅外效果不理想的現(xiàn)狀。LED Array為高度集成的LED,一個LED Array相等于一兩百個LED,那么同等體積的發(fā)光體LED Array的亮度要高出LED很多倍。LED Array的發(fā)光體原始的半功率角約為150°,可以通過光學手段改變不同的角度實現(xiàn)可變角,LED Array不同于普通LED的封裝方式,避免了紅外燈的熱衰減現(xiàn)象,使用壽命也高出LED四至五倍。隨著LED Array的出現(xiàn)及不斷成熟,繼而大面積的應用,其生產(chǎn)成本應能不斷下降,最終取代普通紅外LED,成為解決夜視的一種主流產(chǎn)品。
紅外攝像機最早是通過簡單的12顆LED燈與攝像機結(jié)合的一體機,加之采用單濾光片,很難兼顧白天與黑夜的效果,而且最初的LED都是獨立常亮的,這樣就減少紅外燈的壽命。而改善濾光片并增加光敏電阻,可以控制紅外燈起用時間,從而延長了紅外燈的壽命。
雙濾光片技術(shù)是通過硬件來切換紅外燈的起用,這樣更加準確地控制紅外燈的使用壽命,而且在成像效果上也大大超過以前的單濾光片的效果,在清晰度、圖像還原效果,角度修正等方面都有很大的改進。
廣州美電貝爾電業(yè)科技有限公司技術(shù)工程師陳華智介紹,美電貝爾目前多數(shù)紅外產(chǎn)品都采用了雙濾片,增強圖像的還原性,在降噪的性能上提升圖像的清晰性。為提高熱輻射紅外燈的壽命,美電貝爾采用了光控開關(guān)電路,以減小其工作時間;采用了變壓穩(wěn)壓整流電路,使其發(fā)光功率得以充分發(fā)揮,提高了紅外燈的壽命;研制燈絲保護電路;增加了延時開關(guān)電路以防環(huán)境的光干擾。
[nextpage] 提升畫質(zhì)延長壽命
由于紅外燈所具有的性價比優(yōu)勢以及技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單的特點,造成了眾多攝像機廠家涌入和產(chǎn)品同質(zhì)化的現(xiàn)狀,為了改變安防市場供求"僧多粥少"的局面,一些廠商從軟件操作界面、DSP方案入手,細化功能按鈕,改善人性化操作、從DSP方案中提升畫質(zhì)、調(diào)節(jié)色度及高解析度水平下的噪點等手段。也有廠家從電路設(shè)計、鏡頭選擇方面進行改進,而更多的廠商從外部的硬件工藝下手,如對鋁質(zhì)外殼厚度、模具工藝精度、表層烤漆亮度方面下功夫。
為避免普通球型攝像機透明球罩對紅外光多次反射造成多影圖像,經(jīng)過兩年的技術(shù)積累,捷高電子相繼在2009年推出慧眼系列紅外高速球、紅外變速球。該系列采用模塊化設(shè)計,通過紅外光源與攝像機分離式的防水結(jié)構(gòu),也就是說各部件具有各自獨立的防水結(jié)構(gòu)。攝像機、電機傳動部件、紅外光源、電器控制單元獨立封裝實現(xiàn)防水。同時設(shè)計大面積鋁合金散熱體,降低紅外光源本身的熱量。
高清、網(wǎng)絡(luò)、智能化趨勢
近年來,隨著高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化趨勢的加劇,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化應用為主體的安防應用或者解決方案已經(jīng)是大勢所趨,傳統(tǒng)的安防產(chǎn)業(yè)面臨著巨大的沖擊,尤其以模擬監(jiān)控行業(yè)影響最大。同時安防監(jiān)控產(chǎn)品明顯加大了向家庭為主的個人或者民用市場滲透,給紅外攝像機的創(chuàng)新與發(fā)展帶來了許多不同的選擇。既要滿足黑暗及夜間區(qū)域的監(jiān)控需求,符合行業(yè)客戶對高效、易用、便捷的管理需求,還要突破模擬監(jiān)控在管理上的瓶頸,實現(xiàn)遠程監(jiān)控、智能管理、突破地域、時間上的限制,這樣才能使紅外攝像機的商機盡顯。
紅外線攝像機的選擇和使用
紅外燈的選擇最重要的問題是紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等成套性。目前市場上大多是攝像機和紅外線投射器分開的,這樣我們在設(shè)計方案時就必須對所有的器材統(tǒng)一考慮,是選擇黑白攝像機搭配紅外燈呢,還是用彩色轉(zhuǎn)黑白的攝像機?還有安裝方式和防水方面的考慮。一般來說,黑白攝像機采用的CCD傳感器有很寬的感光光譜范圍,其感光光譜不但包括可見光區(qū)域,還延長到紅外區(qū)域,利用輔助紅外燈照明就可在CCD傳感器上清晰的成像,而普通彩色攝像機其感光光譜只在可見光區(qū),因此不能適用于紅外燈泡照射攝像;日夜兩用型攝像機采用兩個CCD進行切換或者采用一個CCD傳感器,利用數(shù)字電路的切換也可以實現(xiàn)紅外燈泡照射攝像,但存在黑白照度偏高或?qū)Σ噬胁焕绊懙热秉c。除此之外,還有一體化的紅外線攝像機,就是將攝像機、鏡頭、防護罩、紅外燈等集中在一起,典型的產(chǎn)品如富視康公司的FI-930C和FI-970C,這兩種采用優(yōu)質(zhì)的鋁型外殼,通過一次成型的生產(chǎn)工藝,使產(chǎn)品的防水級別達到IP55等級,可以在室內(nèi)室外通用,由于采用一體化的設(shè)計,就自然降低了施工和調(diào)試的難度。
隨著紅外夜視系統(tǒng)的迅速發(fā)展,紅外燈生產(chǎn)供應廠家也會增加,但紅外線產(chǎn)品并非象有的人想象的那樣容易,在技術(shù)、檢測儀器設(shè)備等方面條件也不同,希望用戶多多加比較,慎重選擇。
用戶使用紅外燈首先要仔細閱讀使用說明書,特別是為保證人身設(shè)備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求,應考慮到的影響因素是否考慮到,如未達到要求,可及時調(diào)整所用器材。
市場需求穩(wěn)定、競爭加劇
目前的紅外夜視市場還比較混亂,其中一個主要原因在于業(yè)界缺乏統(tǒng)一的標準規(guī)范。例如,紅外燈的照射距離便常常是各家企業(yè)宣傳的重頭戲,彼此間又不太一樣,而究竟照射的距離是在哪個條件下測得的,當時的環(huán)境照度如何,呈現(xiàn)出來的畫面品質(zhì)又如何卻無從得知,這也是目前紅外攝像機面臨的最嚴峻的考驗。如何解決這個難題成為企業(yè)共同關(guān)注的焦點,國內(nèi)企業(yè)要繼續(xù)在紅外市場上領(lǐng)先,標準問題必須得到解決。這就需要相關(guān)部門、行業(yè)組織和紅外廠家共同努力,盡快推出業(yè)標準,這樣才能在市場上走得更遠。
由于近幾年各廠家對紅外攝像機的推廣,以及由于其產(chǎn)品特點,預計2009年紅外攝像機市場占到整個攝像機市場需求量的60%左右。目前,由于國內(nèi)經(jīng)濟大環(huán)境的好轉(zhuǎn),消費信心的提高,加之紅外攝像機產(chǎn)品的技術(shù)改進和性能的更加穩(wěn)定以及新技術(shù)新產(chǎn)品不斷出現(xiàn),2009年國內(nèi)紅外攝像機的市場需求量相對于2008年有較平穩(wěn)的增長。
另一方面,由于同質(zhì)化嚴重,競爭日益激烈。2009年的紅外攝像機市場將會保持以往的增長勢頭,由于金融危機的影響和國內(nèi)內(nèi)需的擴大,很多以外銷為主的廠家都會將重心轉(zhuǎn)移到國內(nèi)市場,這將給行業(yè)帶來新一輪的競爭。據(jù)了解,跟去年比,紅外攝像機的銷售價格有比較大的下滑,一些韓國跟臺灣的廠商價格下調(diào)也比較大,攝像機廠家之間的競爭更加激烈。有些廠家為了讓產(chǎn)品更加有競爭力,都不愿意再用SONY的DSP.現(xiàn)在市面上便宜的攝像機以臺灣、韓國DSP的產(chǎn)品為主。
2009年紅外攝像機市場的量會有不少的增長,包括紅外勻速球、紅外高速球等等都是紅外攝像機市場的亮點。今年市場技術(shù)需求變化不大,主要會在紅外燈的使用壽命、夜間光暈、紅外高速球的穩(wěn)定性三個方面加強。如果這些問題解決了,那么今年紅外攝像機的量會更大。
總之,2009年國內(nèi)的紅外攝像機會越來越成熟,以往的在市場里買紅外燈加板自己組裝的紅外攝像機發(fā)展會越來越小,市場會慢慢趨向于成熟。市場應用推廣方案和緊隨客戶需求是未來一個公司能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。從現(xiàn)有市場來看,2010年紅外攝像機的增長率在25-30%左右,而要想實現(xiàn)更快的增長主要取決于公司產(chǎn)品的創(chuàng)新能力、適應市場能力和內(nèi)部管理能力。