《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計 > 設(shè)計應(yīng)用 > 分析國內(nèi)LED紅外攝像機發(fā)展現(xiàn)狀及制約因素
分析國內(nèi)LED紅外攝像機發(fā)展現(xiàn)狀及制約因素
摘要: 紅外攝像機就是在夜間,,攝像機會發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照射被拍攝的物體,,然后接受到其反射的紅外光形成圖像。夜間使用時要關(guān)掉紅外濾光鏡,,使其不再阻擋紅外線進入CCD,。
關(guān)鍵詞: LED 紅外攝像機 LED紅外燈
Abstract:
Key words :

         顧名思義,,紅外攝像機就是在夜間,攝像機會發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照射被拍攝的物體,,然后接受到其反射的紅外光形成圖像,。夜間使用時要關(guān)掉紅外濾光鏡,使其不再阻擋紅外線進入CCD,。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,此時可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像,。視頻監(jiān)控向室外發(fā)展,,室外監(jiān)控向夜視發(fā)展,,夜視的發(fā)展方向目前是基于紅外光。這個趨勢已成為絕大多數(shù)攝像機行業(yè)人員的看法,。

  由于紅外攝像機能夠在夜間零照度環(huán)境下獲得較清晰的畫面,,同時具有較大的隱蔽性,從而得到了市場的廣泛認可,,其市場份額也在逐步擴大,。據(jù)調(diào)查顯示,國內(nèi)紅外攝像機市場需求較大,,紅外攝像產(chǎn)品所占市場份額正在逐年攀升,,2010年達到了30%左右。從全球安防市場來看,,紅外攝像機非常具有“中國特色”,,連索尼及剛進入中國市場不久的三星等國外品牌為適應(yīng)中國本土化,也開始研發(fā)紅外攝像機,。紅外攝像機目前在國內(nèi)市場發(fā)展火熱,,但紅火的同時,紅外攝像機在應(yīng)用中所暴露出來的缺點也越來越明顯,。

  紅外攝像機的發(fā)展

  為了滿足全天候監(jiān)控的需求,,早在2001~2003年我國監(jiān)控生產(chǎn)廠家就開始探索紅外攝像機技術(shù)。從早期的攝像機加紅外燈板的模組到攝像機和紅外燈的一體化設(shè)計,,從LED紅外燈手控模式到光敏電阻自動控制,,再到攝像機雙濾光片的引入應(yīng)用;從最基本的視頻監(jiān)控要求到防水防暴,、強光抑制,、人臉識別、隱私遮蔽等各式各樣功能需求的紅外攝像機出現(xiàn),,無不見證著我國紅外攝像機技術(shù)和市場的長足發(fā)展,。2006年以后,隨著越來越多的生產(chǎn)廠家涌入該領(lǐng)域,,紅外攝像機市場逐步形成了供大于求的局面,,廠家間的競爭也愈發(fā)白熱化。身處安防行業(yè)群雄逐鹿的時代,,紅外攝像機產(chǎn)品也和其他安防產(chǎn)品一樣,,有著同樣的時代印記??陀^說,,手工作坊的充斥、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失都在某種程度上制約著紅外攝像機市場的發(fā)展,。

  紅外技術(shù)在1800年被英國天文學(xué)家Herschel發(fā)現(xiàn)之后,,就被越來越多的科學(xué)家在研究如何在各種場合的應(yīng)用,其中主動紅外攝像技術(shù)在安防監(jiān)控中的應(yīng)用經(jīng)過近二十多年的快速發(fā)展技術(shù)上都較為成熟,。紅外攝像機在以迅雷不及掩耳之勢發(fā)展壯大的同時,,產(chǎn)品類型也在不斷多樣化,應(yīng)用領(lǐng)域也在進一步拓展,。歸納起來有以下幾種類型:

  第一,,已經(jīng)淘汰的鹵素?zé)艏t外攝像機:鹵素?zé)舻陌l(fā)光功率非常強大,當(dāng)然耗電量以及發(fā)熱也會相對比較大,,成本比較高,,它的致命缺點是體積大、散熱不充分,,壽命非常短,,一般都在一千小時以內(nèi),而且紅暴現(xiàn)象特別嚴(yán)重,,故不適合用于民用夜視監(jiān)控方面,。鹵素?zé)艏t外攝像機因功率大且有濾光片光熱轉(zhuǎn)換,所以發(fā)熱問題尤其嚴(yán)重,,維護成本較高,、壽命短。

  第二,,LED紅外攝像機:LED紅外燈是由一定數(shù)目的紅外發(fā)光二極管組成發(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830~950nm,,半峰帶寬約40nm左右,它是窄帶分布,,為CCD攝像機可感受的范圍,。LED紅外攝像機一般適用于10~100米中短距離,市場占有率最高,,但是存在光照不均勻問題,,主要適合于樓道、大廳,、倉庫等室內(nèi)及建筑物外圍,、小區(qū)周界、道路等中短距離監(jiān)控,。

  第三,,LED陣列式紅外攝像機:陣列式紅外燈的內(nèi)核為發(fā)光二極管陣列(LED Array),與傳統(tǒng)的LED相比具有以下優(yōu)點:1,、亮度高,,單LED Array的輸出約為1W~30W,,亮度約是常規(guī)單LED的輸出5~15mW的數(shù)十倍,所以射距遠,;2,、電-光轉(zhuǎn)換效率高,普通紅外LED的電光轉(zhuǎn)換效率僅為10%左右,,而LED Array電光轉(zhuǎn)換效率提升為25%左右,;3、體積小,,LED Array技術(shù)將發(fā)光單元高度集成,,在相同亮度指標(biāo)下比普通LED紅外燈產(chǎn)品體積小很多;4,、壽命長,,LED Array的壽命為50,000h,,比普通LED壽命高得多,。陣列式紅外燈產(chǎn)品有一個明顯的不足,即“偏心現(xiàn)象”,。由于其發(fā)光角度可達到120-180度,,因此必須通過透鏡來縮小送光角度,以配合攝像機鏡頭,,這樣不可避免的很多光就偏離了透鏡的中央,,造成送光效率不佳。LED陣列式紅外攝像機適用范圍基本與LED紅外攝像機一樣,,比較適合大廳,、倉庫等室內(nèi)及建筑物外圍、小區(qū)周界,、道路等中短距離監(jiān)控應(yīng)用,。

  第四,點陣式紅外攝像機采用的是點陣式紅外燈光源,。點陣式紅外燈使用的第三代紅外發(fā)光元器件是在第二代產(chǎn)品——陣列式紅外燈(LED--Array)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,,因此也叫第二代LED—Array。第二代LED—Array跟第一代相比最大的優(yōu)點是體積小,、散熱好,、衰減慢、壽命長,,額定壽命為50000個小時,。點陣式紅外燈也叫大功率陣列式紅外,跟小功率陣列式紅外最大的不同是亮度更高,、成本更低,,并通過獨立透鏡,,按照使用需求任意調(diào)節(jié)光的分布角度,這樣就同時解決了第一代的“手電筒效應(yīng)”問題和第二代的“偏心現(xiàn)象”,。

  第五,,激光紅外攝像機:激光紅外攝像機照射距離最遠一般可達300~5000米,由于能量集中,,角度小近距離不宜采用,,目前成本仍較高,。比較適合于森林防火,、油田、鐵路,、水利,、景區(qū)、軍事,、養(yǎng)殖,、港口和平安市場等場所的監(jiān)控,隨著成本的進一步降低,,目前已經(jīng)應(yīng)用到包括小區(qū)在內(nèi)的眾多需要夜視監(jiān)控的領(lǐng)域,。因而,紅外攝像機需要根據(jù)具體使用環(huán)境,,特別是夜晚環(huán)境情況來確定攝像機類型,。

         紅外攝像機的弊端

  由于紅外攝像機具有夜視功能、隱蔽性強,、價格又實惠等突出優(yōu)勢,,一直備受用戶青睞。但應(yīng)用過程中顯露出的弊端也越來越突出,,影響和制約紅外攝像機的弊端主要有幾方面:

  1,、 防水及散熱效果不佳

  紅外攝像機在長時間使用之后,內(nèi)部或多或少會出現(xiàn)汽水(此現(xiàn)象主要集中在北方地區(qū)),,造成這個現(xiàn)象的原因主要是外殼的密封效果不夠和當(dāng)時裝機時沒有考慮到溫差,。當(dāng)紅外燈開始工作時會產(chǎn)生大量的熱量,同時由于外殼的散熱效果不夠,,這樣就會大大降低攝像機的使用壽命,。

  2、 夜視效果不理想

  此現(xiàn)象主要表現(xiàn)在手電筒的效果或者距離不夠,,這主要是由于紅外燈的角度和功能所造成的?,F(xiàn)在紅外攝像機所使用的紅外燈又稱850紅外發(fā)射管,峰值波長在850,,角度從5-60度可以選擇,,當(dāng)紅外發(fā)射管角度越小時照射距離越遠,,手電筒的效果就越明顯,反之,,角度越大就沒有手電筒的效果,,但是距離就大打折扣。

 

  3 ,、顏色失真

  紅外攝像機的色彩在白天都會或多或少的偏色,,這個最直接的原因是攝像機濾光片的問題,一般紅外攝像機使用能透過一定比例紅外光線的雙峰濾光片,,其優(yōu)點是成本低,,但由于自然光線中含有較多的紅外成份,當(dāng)其進入CCD后會干擾色彩還原,,比如綠色植物變成灰白等等(有陽光的室外環(huán)境尤其明顯),。

  4 、臨界點的反復(fù)跳變

  這是由于部分不管是配置了IRCUT雙濾光片還是用雙峰濾光片的攝像機在某些復(fù)雜的光線的環(huán)境下不能穩(wěn)定的工作造成的,,同時因為多數(shù)廠家都是使用簡單的如光敏電阻感應(yīng)器等方式去控制IRCUT雙峰濾光片的工作狀態(tài),,其臨界點的反復(fù)跳變就不能盡人意了。但是如果采用智能芯片來控制,,其模糊邏輯能力能有效控制IPCUT雙濾光片的工作狀態(tài),。

  5 使用壽命短

  使用壽命短是普通紅外攝像機的通病。LED消耗的電能一部分轉(zhuǎn)換為有效的光能量,,一部分則轉(zhuǎn)換為熱能,,這是不可避免的,問題是對產(chǎn)生的熱能要進行合理的控制和處置,。當(dāng)產(chǎn)生的熱能太多,,或沒有采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧r,機內(nèi)溫升過高,,導(dǎo)致LED的過快老化引起照射距離的過快下降,。特別是一些生產(chǎn)者,沒有健康的經(jīng)營理念,,片面追求交貨時的性能,,忽視產(chǎn)品的使用壽命,在沒有解決發(fā)熱和溫升過高問題的情況下,,拼命追求亮度和距離,,更是造成其使用壽命急速下降的重要因素。

  紅外攝像機暴露出的諸多弊病也或多或少制約了自身的發(fā)展,。有業(yè)內(nèi)人士認為,,紅外攝像機今年的“火”不同于往年的“火”。安防市場如今已經(jīng)進入微利時代,在原材料大幅上漲的情況下,,紅外攝像機生產(chǎn)廠家在保證利潤的前提下不得不降低成本,,這也導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證,進而導(dǎo)致產(chǎn)品返修率逐漸攀升,。

        目前市場發(fā)展現(xiàn)狀

  因國內(nèi)市場對紅外攝像機的需求,,紅外攝像機的紅火也促進了眾多安防企業(yè)的加入。在紅外攝像機市場不斷趨于成熟中,,紅外市場也逐漸形成了割據(jù)紛爭的混亂格局,。紅外攝像機市場激烈的競爭并未促進整個市場的發(fā)展,相反,,一些原先已經(jīng)解決的產(chǎn)品問題又經(jīng)常出現(xiàn),。那么,造成紅外攝像機目前萎縮不進的局面也有幾大因素:

  1,、 手工作坊沖擊正規(guī)廠商 市場較混亂

  由于紅外攝像機的生產(chǎn)門檻較低,,且市場上有相當(dāng)一部分商家專門生產(chǎn)和出售攝像機配件,,這就為手工作坊的生長開辟了一方沃土,,他們最終目的是追求利潤最大化,顯然,,質(zhì)量成為空談,。由于其低廉的價格造成對一些正規(guī)廠家的沖擊,使得正規(guī)廠家的市場份額逐漸減少,。迫于競爭的壓力,,為了守住市場,一些正規(guī)廠家只能壓縮成本,。迫于生產(chǎn)廠家的壓力,,各原材料供應(yīng)商只能對材料質(zhì)量逐漸“縮水”,導(dǎo)致產(chǎn)品整體質(zhì)量下降,。以前沒有出現(xiàn)的或者已經(jīng)解決了的質(zhì)量問題開始抬頭,,市場處于白熱化的惡性價格競爭中。安防行業(yè)發(fā)展只有短短30多年,,目前市場,,各廠家正處于“百家爭鳴”的時期,還沒有龍頭型的紅外攝像機企業(yè)來對整個行業(yè)進行引導(dǎo),。再者,,很多客戶缺乏對紅外攝像機的正確認識,紅外攝像機技術(shù)門檻太低,,也使得很多小型作坊有機可乘,。

  2、產(chǎn)品體系單一 產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重

  從2006年以后,紅外攝像機就很少有新型品種出現(xiàn),,多數(shù)廠家的產(chǎn)品,,仍然是2006年的產(chǎn)品,不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品如果不貼標(biāo)簽,,單從外觀上很難分辨出兩家產(chǎn)品的差別,。其實,在這段時間,,也有公司在對自己的產(chǎn)品線進行更新,,但是一個新產(chǎn)品從研發(fā)到投入市場要經(jīng)過很長的時間,而由于紅外攝像機市場的價格波動太大,,容易造成一個新產(chǎn)品剛一面世就會遭受價格打擊,,且在這幾年時間里所開發(fā)的新產(chǎn)品大都是功能單一,沒有特別的亮點,,從而導(dǎo)致推廣也比較困難,。

  3、行業(yè)機制的不健全  缺乏標(biāo)準(zhǔn)

  安防行業(yè)一直是一個標(biāo)準(zhǔn)滯后的行業(yè),,自上世紀(jì)80年代初安防行業(yè)在中國開始起步,,目前為止,國內(nèi)攝像機廠商依然沒有一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行制約,。在這樣混亂無序的狀態(tài)下,,幾乎無法衡量一個攝像機是否合格。另一方面,,國家檢測標(biāo)準(zhǔn)機制也不夠健全,。國內(nèi)對紅外攝像機質(zhì)量檢測的唯一權(quán)威機構(gòu)是公安部安全防范報警系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心,而該中心檢測攝像機所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是《GB/T15865-1995攝像機(PAL/SECAM/NTSC)測量方法》,,各項檢測只是針對常規(guī)型攝像機的清晰度,、抗電壓能力、亮度,、信噪比等參數(shù)進行檢測,,完全未涉及紅外攝像機及其紅外燈功率、發(fā)射距離,、夜視效果等各項相關(guān)指標(biāo)的測試,。但這個檢測并不能起到門檻和較強的制約因素,這也是導(dǎo)致紅外攝像機市場較混亂的一個方面,。

  紅外攝像機發(fā)展趨勢

  紅外攝像機的誕生是順應(yīng)了我國特殊的市場需求,。據(jù)筆者了解,國外市場基本上不生產(chǎn)紅外攝像機,。其原因,,一個是紅外攝像機本身是一個高溫產(chǎn)品,,在大多數(shù)監(jiān)控環(huán)境下都是潛在的危險因素,如煤礦監(jiān)控,、工業(yè)監(jiān)控等等,。第二是紅外攝像機的低價競爭嚴(yán)重影響了產(chǎn)品壽命,據(jù)調(diào)查,,普通的紅外攝像機使用壽命一般不到一年,。產(chǎn)品使用壽命短對于生產(chǎn)廠家來說也許是更多的利潤空間,然而對于終端用戶來說卻是損害了消費者的利益,。

         紅外攝像機市場勢不可擋,,因此各生產(chǎn)廠家也在不斷開發(fā)更具性價比的產(chǎn)品。國外攝像機品牌如三星,、索尼為適應(yīng)中國本土化也推出了紅外攝像機,,但為了解決紅外攝像機弊病,國外研發(fā)出了超低照度攝像機,。我國也可以研發(fā)出更具優(yōu)勢的紅外攝像機產(chǎn)品,,彌補其本身的功能缺陷,還可以解決安全隱患,。

  目前紅外攝像機市場占有率最高的還是LED紅外攝像機,,但絕大多數(shù)產(chǎn)品照射范圍只能達到100米以內(nèi)。在應(yīng)用方面,,紅外攝像機主要還是應(yīng)用于民用領(lǐng)域,。紅外攝像機經(jīng)過了幾年的發(fā)展,,市場也在不斷更新?lián)Q代,,近期攝像機市場上又出現(xiàn)了能在夜間不用可見光也能像白天一樣從監(jiān)視器上直接觀察人和物的激光夜視攝像機。

  激光夜視攝像機技術(shù)不同于熱紅外成像技術(shù)和微光夜視技術(shù),,熱紅外成像技術(shù)只能看到人和物體的熱輪廓,,看不清物體的真實面目。微光夜視技術(shù)需要一定的月光,、星光和環(huán)境光才能看到物體,,如果沒有光就什么也看不到。利用紅外燈輔助照明雖然也能看到目標(biāo),,但都不能克服紅外光暴,,不能隱蔽觀察,容易自我暴露目標(biāo),,圖像受光波干擾,,達不到像黑光夜視攝像儀一樣的可視效果和清晰度。

  從去年開始,,攝像機市場上開始推出一款名為白光燈夜視攝像機,,是與紅外攝像機相對應(yīng)的一種產(chǎn)品。據(jù)介紹,白光燈攝像機的優(yōu)勢是在晚上也能呈現(xiàn)出彩色圖像,,這不同于紅外攝像機只能拍出黑白圖像,。白光燈夜視攝像機有調(diào)光技術(shù),燈光的強弱是由周界環(huán)境來決定,,周界環(huán)境越暗,,燈光越強。這種白光燈攝像機比較適合于人跡較少的偏遠工廠,,其顯眼的燈光還可以起到震懾作用,。但白光燈攝像機實際效果及產(chǎn)品質(zhì)量還需要接受市場的檢驗。

  紅外攝像機的發(fā)展還需要很長的過程,,紅外攝像機在某些功能上有它的優(yōu)勢,,但是生產(chǎn)者不能以犧牲產(chǎn)品壽命為代價,怎樣解決紅外攝像機壽命短,、散熱差等問題也是安防企業(yè)在紅外攝像機未來發(fā)展中要解決的命題,。希望我國的安防產(chǎn)品在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,能為用戶帶來更實用的功能,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。