紅外夜視到底能做到多遠(yuǎn),？

技術(shù)到家的話，100米以上的紅外夜視系統(tǒng)并不是什么難事,。技術(shù)到家,，指的是必須同時精通紅外燈技術(shù)，紅外感應(yīng)攝像機(jī)技術(shù)和紅外感應(yīng)鏡頭技術(shù),，三者缺一不可,。

　　視頻監(jiān)控的發(fā)展方向在于室外，室外監(jiān)控的發(fā)展方向在于夜視,，夜視的發(fā)展方向在于紅外技術(shù),，這個趨勢越來越明顯。在紅外夜視這個領(lǐng)域,，中國企業(yè)已經(jīng)走在世界最前列,，一些先進(jìn)技術(shù)令國外同行望塵莫及。但是,，這畢竟是一個新興產(chǎn)業(yè),，大量劣質(zhì)產(chǎn)品泛濫市場，影響了人們對紅外夜視產(chǎn)品的信任,。另外,，還有一些當(dāng)年很領(lǐng)先的企業(yè)，因?yàn)樗辣П├环?、技術(shù)上固步自封,，很快就被市場拋棄的現(xiàn)象存在，值得令人深思,。

　　本文涉及到了紅外夜視監(jiān)控中的常見技術(shù)問題和疑難解惑,，借此機(jī)會與廣大讀者和工程商做一個溝通,，同時希望能為工程商和用戶對紅外夜視監(jiān)控的進(jìn)一步認(rèn)識提供有價值的參考。

　　紅外夜視監(jiān)控的三大技術(shù)八項(xiàng)問題

　　縱覽天南海北,，這么多的紅外燈制造商信誓旦旦地標(biāo)稱自己的紅外燈照射距離是100米或200米等等,，還發(fā)明了“足米”這一名詞，從而誤導(dǎo)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,，工程商就是不信并認(rèn)為標(biāo)稱100米的紅外燈能勉強(qiáng)用到50米就不錯了。很多負(fù)責(zé)任的工程商,，更是買了無數(shù)的紅外燈也達(dá)不到用戶的要求,，真是有苦難言。

　　那么,，紅外燈真的有固定照射距離嗎,？紅外夜視監(jiān)控就只涉及紅外燈技術(shù)嗎？無數(shù)的事實(shí)證明,，答案是否定的,。事實(shí)上，就任何紅外燈本身來說,，絕對不存在固定的照射距離,，任何孤立地標(biāo)注紅外燈照射距離的做法，都是很不科學(xué)的,。也有還算專業(yè)的人士和廠家,，朦朧地意識到紅外燈要想達(dá)到理想的照射效果，需要優(yōu)秀的攝像機(jī)和性能出色的紅外鏡頭,。而最經(jīng)常聽到的說法是,，需要0.001 Lux以上的紅外感應(yīng)攝像機(jī)，最好是黑白的,；需要某種特別的紅外鏡頭,，紅外透過率達(dá)到百分之九十五以上。問題是,，任何一個從事專業(yè)光學(xué)研究和制造的工作者都知道,，這些所謂的紅外透過率達(dá)到百分之九十五以上的鏡頭，真的要達(dá)到百分之九十五以上的紅外透過率是比較困難的,。

　　而本文將從紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)中常見的幾大問題入手,，針對目前廣大用戶在使用該類產(chǎn)品中經(jīng)常遇到的難點(diǎn)展開視角獨(dú)到的剖析,，一定會為廣大工程商對紅外夜視監(jiān)控的進(jìn)一步認(rèn)知帶去有價值的參考,。

　 紅暴問題

　　有些廠家把能不能制造出無紅暴紅外燈當(dāng)做一個技術(shù)問題來宣傳，好像有紅暴就是低技術(shù),，

無紅暴就是高技術(shù),。其實(shí),，有無紅暴只是一個選擇問題，并不是技術(shù)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(qiáng),，紅外線感應(yīng)度也越高。現(xiàn)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,。同一款攝像機(jī)，在850nm波長的感應(yīng)度,，比在940nm波長的感應(yīng)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(yīng)當(dāng)做為紅外夜視監(jiān)控的首選項(xiàng),。

壽命問題

　　攝像機(jī)的使用壽命可達(dá)10年以上,，紅外燈的壽命是否也能達(dá)到這個水平？正確回答這個問題,，首先要了解目前紅外燈的制造原理,。目前紅外燈主要有三種制造模式：1、鹵素?zé)簦?,、多芯片LED,，3、單芯片LED,。鹵素?zé)羰且粋€較傳統(tǒng)的技術(shù),，能耗高，發(fā)熱量大,，使用壽命較短,，因其使用效率低下，估計(jì)會逐步地淡出市場,。

　　多芯片LED也有兩種形式,，一種是包含4到8顆芯片；另外一種是陣列式發(fā)光片,，含有10到30顆芯片,。為什么做多芯片呢？一些來自廠家的理論是：紅外燈照射距離不夠是因?yàn)槟芰坎粔?，更多的芯片集合在一起,，?dāng)然能量就大,，想當(dāng)然地認(rèn)為照射距離更遠(yuǎn)。固然,，更遠(yuǎn)的距離需要更大的能量,，但并不是紅外燈發(fā)出了多少紅外光，攝像機(jī)就能接收多少紅外光,。

　　多芯片LED因其結(jié)構(gòu)上的固有缺點(diǎn)沒有發(fā)光焦點(diǎn),，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)不合理，有用光效率也比較低（當(dāng)然,，比鹵素?zé)魪?qiáng)幾倍）,，其優(yōu)點(diǎn)沒有有效地發(fā)揮出來。比如陣列式LED,，電流高達(dá)1000mA以上,，基本只是一分錢硬幣大小，散熱就成為一個問題,?？蒐ED最怕的就是高熱啊，不壞才怪呢,。同時,，多芯片LED的生產(chǎn)要求非常嚴(yán)格，每顆芯片都不能有性能上的一點(diǎn)差異,，否則一顆芯片壞掉的話整機(jī)就全部完了,。總體而言,，相對于單芯片LED而言,，多芯片LED的壽命是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　單芯片LED生產(chǎn)工藝簡單,，品質(zhì)容易保證,、發(fā)熱量低、發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)合理,，是做紅外燈理想的器件,，理論上使用壽命可達(dá)10萬小時以上。那么,，是不是所有的單芯片LED燈的壽命都很好呢,？

　　事實(shí)上，遠(yuǎn)不是這么回事,。這里面原因有很多,，比如有的LED芯片級別很低，雜質(zhì)超標(biāo),；有的生產(chǎn)工藝不過關(guān),，有漏電現(xiàn)象；有的超功率使用,，額定20mA,，卻使用50mA以上；有的沒有保護(hù)電路,，或電路設(shè)計(jì)不合理,，這些都會導(dǎo)致單芯片LED紅外燈快速壞掉。

　　要想保證紅外燈的壽命,，首先要選用高等級的LED芯片,。高等級芯片功率大、一致性好,、發(fā)光效率高,、發(fā)熱量很小，一顆高等級LED比普通LED的品質(zhì)好10倍,，當(dāng)然價格也非常昂貴,。其次，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

要合理,、發(fā)光要均勻,、利用率要高、散熱要快,。第三,，要嚴(yán)格控制工作電壓。LED對電壓非常敏感,，電壓稍高LED管芯就會燒掉,；而電壓略低則發(fā)光量又會大大降低。最好匹配高質(zhì)量的開關(guān)電源,，交流輸入電壓最好從170伏到270伏電壓都能做到較好的穩(wěn)壓,，以適合惡劣的供電環(huán)境。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(chǎn)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,、五十度線纜仍像絲綢一般柔軟,，這樣的產(chǎn)品才值得信賴。

　　角度的問題

　　紅外燈是不是視角越大越好,？不論是制造商還是工程商想當(dāng)然地認(rèn)可這種說法,，他們認(rèn)為紅外燈發(fā)射視角越大,，選用鏡頭的余地也就越大，選擇廣角鏡頭不會出現(xiàn)“手電筒”現(xiàn)象,。所以說,，大家都拼命地說自己的紅外燈的視角是如何之大。這種好像很有道理的說法其實(shí)是很不科學(xué)的,。

　　首先,，使用大視角度的紅外燈配合小視角度的鏡頭，存在光的浪費(fèi)現(xiàn)象,。比如,，一盞紅外燈，發(fā)光角度是80度（相當(dāng)于f3.5mm鏡頭的角度）,，如果配合f35mm的鏡頭,，那么會有相當(dāng)部分的光是在鏡頭視場以外，也就是說部分紅外光都浪費(fèi)了,。一般情況下,，紅外燈的視角要與鏡頭的視角相一致，效果是最佳的,。比如長春佶達(dá)的紅外燈,，燈的發(fā)射角度是用鏡頭的焦距來表示的。其SK-4.2W-16紅外燈,，含義是這樣的：“-4.2W”表示該燈的額定功率是4.2瓦,；“-16”表示該燈的發(fā)射角度與f16mm的鏡頭角度一致，兩者是可以配套的,。其紅外燈按角度分類,，目前包括“-4”、“-8”,、“-16”,、“-35”四個系列，可以和市場上的常用鏡頭配套,。

　　其次,，并不是紅外燈的發(fā)射角度越大，畫面效果就越好,。有的場合如果紅外燈角度過大,，還會影響成像。比如走廊,，因其“狹長”的特點(diǎn),，如果紅外燈的發(fā)射角度過大，則近處邊緣的成像就會太亮，形成“光幕”現(xiàn)象,；遠(yuǎn)處中心反而看不見,，只有一片發(fā)白現(xiàn)象。所以,，走廊的紅外燈應(yīng)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(shù),，兩個窄角紅外燈搭配并調(diào)整位置，可以達(dá)到廣角燈的效果,，市場上的“夜鷹”系列紅外夜視系統(tǒng),，就是利用“接燈”這種技術(shù)，做到了既望遠(yuǎn)又廣角,。在同樣功率條件下,，“接燈”技術(shù)可以成倍提高作用距離。

　　總體而言,，紅外燈的發(fā)射角度的問題既是選擇問題也是技術(shù)問題,。不同焦距的鏡頭應(yīng)選擇相適應(yīng)發(fā)射角度的紅外燈，紅外燈的發(fā)射角度無論在什么樣的條件下都不應(yīng)該大于鏡頭的視角,，而在狹長環(huán)境中的應(yīng)用,，就該選用比鏡頭視角更小乃至三分之一的紅外燈

。窄視角紅外燈通過搭配,，可以得到理想的廣角效果,，效果更佳、成本更低,。

通光量的問題

　　相對孔徑?jīng)Q定了鏡頭的通光能力,，相對孔徑為F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機(jī),、紅外燈,，分別搭配上述兩種鏡頭,，紅外作用距離可相差一倍,。

　　大孔徑鏡頭在紅外監(jiān)控方面,，比常規(guī)普通鏡頭好四到十倍,，按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品,。但由于成本高昂,，技術(shù)難度大,，絕大多數(shù)紅外產(chǎn)品制造商不具備供貨能力,。

　　由于眾所周知的原因,，市場上大量充斥虛標(biāo)F值的鏡頭,，尤其是變焦鏡頭，只標(biāo)短焦不標(biāo)長焦因而誤導(dǎo)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,。建議用戶要到專業(yè)大型廠家購買鏡頭。

　　焦點(diǎn)偏移的問題

　　可見光與紅外光由于波長不同,，成像焦點(diǎn)不在一個平面上,，導(dǎo)致在白天可見光條件下圖像清晰，而夜間紅外光條件下模糊,，或者夜間紅外光條件下圖像清晰,，白天可見光條件下圖像模糊?？梢杂萌齻€辦法解決,。第一，采用自動聚焦一體化攝像機(jī),；第二,，采用IR專用焦點(diǎn)不偏移鏡頭；第三,，采用專業(yè)的調(diào)整工具,，在現(xiàn)有鏡頭條件下也可以實(shí)現(xiàn)不偏移。

　　色彩問題

　　所有的黑白攝像機(jī)都是感應(yīng)紅外光的,。紅外光線在可見光條件下對于彩色攝像機(jī)來講是一種雜光,，會降低彩色攝像機(jī)的清晰度和色彩還原，彩色攝像機(jī)的濾光片就是阻止紅外線參與成像,。要想使彩色攝像機(jī)感應(yīng)紅外線現(xiàn)在有兩個做法,，第一，切換濾光片,，在可見光條件下?lián)踝〖t外線進(jìn)入,；在無可見光的條件下移開濾光片，讓紅外線進(jìn)入,，這種方案得到的圖像質(zhì)量好,，但成本高并且切換機(jī)構(gòu)會導(dǎo)致出現(xiàn)一定的故障率。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光線進(jìn)來，這種辦法不增加成本,，但色彩還原略差,。

　　靈敏度的問題

　　攝像機(jī)靈敏度是紅外夜視監(jiān)控的核心部分。靈敏度越好,，對紅外線的感應(yīng)能力也越強(qiáng),。當(dāng)然,，靈敏度越好的攝像機(jī)價格也越昂貴。一般來講,，50米以內(nèi)的紅外夜視系統(tǒng),，選用0.1勒克斯的攝像機(jī)就比較好；50米到100米范圍的夜視系統(tǒng)應(yīng)該選用0.01勒克斯的攝像機(jī),；100米以上的夜視系統(tǒng)應(yīng)選用0.001勒克斯以上的攝像機(jī),。當(dāng)然，隨著靈敏度提高,，攝像機(jī)的價格會有較大的遞增,。

　　當(dāng)然，和其它許多產(chǎn)品一樣,，攝像機(jī)虛標(biāo)指標(biāo)的現(xiàn)象特別嚴(yán)重,。我曾拿過一款0.1勒克斯攝像機(jī)和一款標(biāo)稱0.0001勒克斯的攝像機(jī)作對比，后者竟不如前者,。更多的攝像機(jī)廠家,，人為地提高信號強(qiáng)度,，靈敏度是很不錯,，但信

噪比很差，導(dǎo)致夜間圖像“雪花點(diǎn)”很多很大,。

　　距離的問題

　　一百個人做紅外產(chǎn)品就會有一百個紅外夜視距離的標(biāo)準(zhǔn),。我看還是應(yīng)該以客戶的應(yīng)用效果為標(biāo)準(zhǔn)?？蛻舻臉?biāo)準(zhǔn)是什么,？是看清人！什么“可視距離”,、“發(fā)現(xiàn)距離”,，這些不確定的說法都是含混不清的。不同檔次的攝像機(jī),、鏡頭之間的匹配,，對于同一盞紅外燈發(fā)出的光線感應(yīng)度可能相差許多倍，可視距離也可相差很多,。所以說,，把某一盞紅外燈具體地定為是多少米的說法是不甚科學(xué)。一盞紅外燈的作用距離,，只能與確定品質(zhì)的攝像機(jī)和鏡頭共同匹配才能確定其作用距離,。還有，因?yàn)閼?yīng)用的環(huán)境不同,，效果也會大相徑庭,，最好留有一定余量。