红外摄像机多样 技术发展拓展应用领域

    红外监控不仅弥补了传统视频监控系统的不足，而且提升了安防系统的自动识别、自动报警等相关自动化程度，具有非常重要的社会作用，具有广阔的市场，尤其是热成像网络监控系统，代表了红外热成像监控的发展趋势，在现代安防中应用越来越广。
　　一、五种类型
　　红外技术在1800年被英国天文学家herschel发现之后，就被越来越多的科学家在研究如何在各种场合的应用，其中主动红外摄像技术在安防监控中的应用经过近二十多年的快速发展技术上都较为成熟。红外摄像机在以迅雷不及掩耳之势发展壮大的同时，产品类型也在不断多样化，应用领域也在进一步拓展。归纳起来有以下几种类型：
　　（一）已经淘汰的卤素灯红外摄像机：卤素灯的发光功率非常强大，当然耗电量以及发热也会相对比较大，成本比较高，它的致命缺点是体积大、散热不充分，寿命非常短，一般都在一千小时以内，而且红暴现象特别严重，故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换，所以发热问题尤其严重，维护成本较高、寿命短。
　　（二）led红外摄像机：led红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓gaas)制成pn结，外加正向偏置电压向pn结注入电流激发红外光，光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为ccd摄像机可感受的范围。led红外摄像机一般适用于10~100米中短距离，市场占有率最高，但是存在光照不均匀问题，主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。
　　（三）led阵列式红外摄像机：阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列(ledarray)，与传统的led相比具有以下优点：1、亮度高，单ledarray的输出约为1w~30w，亮度约是常规单led的输出5~15mw的数十倍，所以射距远；2、电-光转换效率高，普通红外led的电光转换效率仅为10%左右，而ledarray电光转换效率提升为25%左右；3、体积小，ledarray技术将发光单元高度集成，在相同亮度指标下比普通led红外灯产品体积小很多；4、寿命长，ledarray的寿命为50，000h，比普通led寿命高得多。阵列式红外灯产品有一个明显的不足，即“偏心现象”。由于其发光角度可达到120-180度，因此必须通过透镜来缩小送光角度，以配合摄像机镜头，这样不可避免的很多光就偏离了透镜的中央，造成送光效率不佳。led阵列式红外摄像机适用范围基本与led红外摄像机一样，比较适合大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控应用。
　　（四）点阵式红外摄像机采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品――阵列式红外灯(led–array)的基础上发展而来，因此也叫第二代led―array。第二代led―array跟第一代相比最大的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长，额定寿命为50000个小时。点阵式红外灯也叫大功率阵列式红外，跟小功率阵列式红外最大的不同是亮度更高、成本更低，并通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象”。
　　（五）激光红外摄像机：激光红外摄像机照射距离最远一般可达300~5000米，由于能量集中，角度小近距离不宜采用，目前成本仍较高。比较适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控，随着成本的进一步降低，目前已经应用到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而，红外摄像机需要根据具体使用环境，特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。
　　二、应用领域
　　随着发展，红外摄像机在以迅雷不及掩耳之势发展壮大的同时，产品类型也在不断多样化，应用领域也在进一步拓展。
　　（一）已经淘汰的卤素灯红外摄像机：卤素灯的发光功率非常强大，当然耗电量以及发热也会相对比较大，成本比较高，它的致命缺点是体积大、散热不充分，寿命非常短，一般都在一千小时以内，而且红暴现象特别严重，故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换，所以发热问题尤其严重，维护成本较高、寿命短。
　　（二）LED红外摄像机：LED红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结，外加正向偏置电压向PN结注入电流激发红外光，光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为CCD摄像机可感受的范围。LED红外摄像机一般适用于10~100米中短距离，市场占有率最高，但是存在光照不均匀问题，主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。
　　（三）LED阵列式红外摄像机：阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列(LEDArray)，与传统的LED相比具有以下优点：
　　1、亮度高，单LEDArray的输出约为1W~30W，亮度约是常规单LED的输出5~15mW的数十倍，所以射距远；
　　2、电-光转换效率高，普通红外LED的电光转换效率仅为10%左右，而LEDArray电光转换效率提升为25%左右；
　　3、体积小，LEDArray技术将发光单元高度集成，在相同亮度指标下比普通LED红外灯产品体积小很多；
　　4、寿命长，LEDArray的寿命为50，000h，比普通LED寿命高得多。
　　（四）点阵式红外摄像机采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品―阵列式红外灯(LEDArray)的基础上发展而来，因此也叫第二代LED―Array。第二代LED―Array跟第一代相比最大的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长，额定寿命为50000个小时。点阵式红外灯也叫大功率阵列式红外，跟小功率阵列式红外最大的不同是亮度更高、成本更低，并通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象”。
　　（五）激光红外摄像机：激光红外摄像机照射距离最远一般可达300~5000米，由于能量集中，角度小近距离不宜采用，目前成本仍较高。比较适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控，随着成本的进一步降低，目前已经应用到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而，红外摄像机需要根据具体使用环境，特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。
　　三、使用注意事项
　　红外摄像机因使用环境与功能的不同在使用过程中也区别一般摄像机，在使用时需注意以下几个问题。
　　（一）角度的问题：首先，使用大视角度的红外灯配合小视角度的镜头，存在光的浪费现象.其次，并不是红外灯的发射角度越大，画面效果就越好.
　　（二）通光量的问题：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.大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品.但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力.
　　（三）焦点偏移的问题：可见光与红外光由于波长不同，成像焦点不在一个平面上，导致在白天可见光条件下图像清晰，而夜间红外光条件下模糊，或者夜间红外光条件下图像清晰，白天可见光条件下图像模糊.可以用三个办法解决.第一，采用自动聚焦一体化摄像机；第二，采用专用焦点不偏移镜头；第三，采用专业的调整工具，在现有镜头条件下也可以实现不偏移
　　（四）色彩问题：所有的黑白摄像机都是感应红外光的.红外光线在可见光条件下对于彩色摄像机来讲是一种杂光，会降低彩色摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参与成像.要想使彩色摄像机感应红外线现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案得到的图像质量好，但成本高并且切换机构会导致出现一定的故障率.第二，在滤光片上打开一个特定的红外线通道，允许与红外灯波长相同的红外光线进来，这种办法不增加成本，但色彩还原略差.
　　红外夜视到底能做到多远？技术到家的话，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事.技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可.现在市场上产品，距离已经做到500米以上，只是造价比较高，民用市场还比较受限制。原标题[红外摄像机五种类型以及常见技术调试。