安全系統(tǒng)的重要性永不會(huì)高估！據(jù)某安防權(quán)威雜志期刊預(yù)測: 隨著未來5年經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長及人民生活水平的提高。對(duì)安防需求越來越高，中國大陸安防市場增長率超過50%。9·11事件后，全球安全監(jiān)控系統(tǒng)市場擴(kuò)大至少3倍，尤其在伊拉克戰(zhàn)爭后，全球監(jiān)控系統(tǒng)市場擴(kuò)大將更加迅速。    在這個(gè)急劇擴(kuò)大的行業(yè)中，有一個(gè)突出的問題一直沒有得到很好的解決——這就是攝像機(jī)的夜視問題。我們知道: 現(xiàn)在市場上任一款攝像機(jī)就如同人眼睛一樣，在光線太暗（或完全黑暗）時(shí)是無法清晰地看清目標(biāo)物。紅外技術(shù)的發(fā)展使得夜視變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，而LED  Array技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用又解決了普通紅外技術(shù)所面臨的種種瓶頸與問題。下面就夜視技術(shù)與大家探討、分享。

    夜視技術(shù)

    夜視技術(shù)按其實(shí)現(xiàn)方式大改變，歸納為三種方式: 鹵素?zé)簟⑽⒐夥糯?、和紅外技術(shù); 而紅外技術(shù)又可細(xì)分為目標(biāo)流行LED技術(shù)被動(dòng)紅外技術(shù)及新型的LED Array技術(shù)。

    鹵素?zé)?/strong>

    它的發(fā)光功率非常強(qiáng)大，當(dāng)然耗電量以及發(fā)熱也會(huì)相對(duì)比較大，成本昂貴，并且壽命較短。一般都在一千小時(shí)以內(nèi)。

    微光放大

    就是把微弱的光線放大，在光線放大的同時(shí)許多雜物也跟著放大了，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與改良，目前在軍方系統(tǒng)已進(jìn)入較成熟的應(yīng)用，該技術(shù)目前美國處于領(lǐng)先地位。已發(fā)對(duì)第三代半。俄國是第三代，國內(nèi)目前達(dá)到了第二代的水準(zhǔn)。值得注意的是: 該技術(shù)屬于軍用技術(shù)，尚未對(duì)民用開放，微光放大的優(yōu)點(diǎn)是可視距離比較長，但顧名思義，它的缺點(diǎn)就是比微小的光更暗得無法看到，它還有另一個(gè)在CCTV閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)領(lǐng)域里不適用的缺點(diǎn)就是: 畫面解析度極低，一般在十米以外就無法辨識(shí)物體或人員面貌，在要求“證據(jù)力”的監(jiān)控系統(tǒng)行業(yè)里，無法使用此技術(shù)。

    紅外技術(shù)

    紅外技術(shù)的運(yùn)用有兩種方式，第一種是被動(dòng)紅外熱感應(yīng)成像儀，它一般用于特殊場合，但畫面僅為物體的輪廓，無法作為呈堂的證據(jù)，而且它的價(jià)格極為昂貴，故亦無人將此技術(shù)用于監(jiān)控系統(tǒng)。第二種是主動(dòng)發(fā)紅外光的夜視產(chǎn)品，它是目前監(jiān)控行業(yè)95%以上夜視使用的技術(shù)。紅外線監(jiān)控系統(tǒng)通過主動(dòng)發(fā)出紅外波長的光照亮物體（一般肉眼所接受的波長范圍是在紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的范圍內(nèi)，紅以外的，紫以外的，肉眼看不到，但攝像機(jī)可捕捉到，這就是紅外燈打開時(shí)，我們覺得依舊是漆黑，而熒光幕上卻能看到的道理），紅外光的亮度決定了看清的程度; 同時(shí)由于不同CCD對(duì)于紅外波長的最佳感應(yīng)段不同。因此，如果采用不恰當(dāng)攝像機(jī)將會(huì)造成畫面的不清晰。

    紅外線技術(shù)的發(fā)展

    主動(dòng)紅外技術(shù)早在60年代初期由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出來后，早期的紅外技術(shù)光轉(zhuǎn)換率僅為5%(即每輸入一定能量，其中有5%用于發(fā)光，其余95%的能量變成熱散掉面浪費(fèi)了)，多用在遙控器等簡單產(chǎn)品上，而用夜視時(shí)多為紅外燈泡，它的體積大，耗電也大，明顯過大的體積和高溫使其不適于室內(nèi)使用，而且其使用壽命只有一千小時(shí)，更不適于用來監(jiān)控。后來紅外線技術(shù)進(jìn)化到LED，有效率提高為10%左右，目前醫(yī)療設(shè)備多為這一階段的技術(shù)，用夜視時(shí)把原有的體積大幅縮小，耗電量也由數(shù)百千瓦降為數(shù)瓦，因此它可使用于室內(nèi)，但同時(shí)也帶來了一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是受限于散熱處理而發(fā)光功率大減，以至照射距離急劇縮減。隨著分段技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，二十一世紀(jì)初研發(fā)出了發(fā)光效率達(dá)25%且高度集成的LED Array技術(shù)，可在較長距離內(nèi)“看清”標(biāo)的物，此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:

    1、集成體具有更高標(biāo)準(zhǔn)的軍工等級(jí)且更可靠。
    2、集成體使用金屬制成，散熱好，操作時(shí)易保持低溫，不似傳統(tǒng)LED的設(shè)計(jì)，僅靠兩根細(xì)金屬腳散熱。
    3、集成體使用特殊的材料，使得壽命增長許多倍。
    4、發(fā)光角度可大可小，無手電筒效應(yīng)。
    5、高度集成的一體化設(shè)計(jì)。

    LED Array與LED的差別

  亮度

 

    單一個(gè)傳統(tǒng)LED的光學(xué)輸出一般約為5-15mW，現(xiàn)今雖有40-50mW或更大功率的LED問市，但依然無法與單顆LED Array相比，且由于基本設(shè)計(jì)同于傳統(tǒng)LED，它的散熱處理更加不易。一個(gè)LED Array的光學(xué)輸出可達(dá)約2W，甚至更高。也就是說一兩百個(gè)傳統(tǒng)LED的亮度總和相等于一個(gè)LED Array亮度。故相對(duì)很小的發(fā)光體卻能照射很長的距離，清晰度也得到改善。

    體積

    由于LED Array為高度集成（Highly Integrated）的LED，故體積比相同亮度的LED總和小很多。

    發(fā)光角度

    傳統(tǒng)LED受限于設(shè)計(jì)以至散熱處理不佳，為遷就散熱，單顆的發(fā)光無法太大，照射距離便受到了限制，故多以小角度制作，集中能量以期照得遠(yuǎn)一些，其半功率角一般為7°-10°角，形成一道有如手電筒般的光束，中央圖像過亮而泛白而周圍過暗看不清楚。LED Array的發(fā)光體原始的半功率角約為150°，可通過光學(xué)手段改變不同的角度，靈活度大。在室內(nèi)可均勻照亮全部空間，而其他LED的光束無法做到，使用在超長距離的室外，其整體產(chǎn)品的體積遠(yuǎn)小于一般傳統(tǒng)LED產(chǎn)品。

    壽命長

    由于LED Array的散熱易處理及制作材料不同，其壽命約為傳統(tǒng)LED壽命的十倍。在頭一兩年內(nèi)，人眼，幾乎無法看出照度衰減。

    LED Array的質(zhì)量等級(jí)一般為軍工級(jí)，高于工業(yè)級(jí)，當(dāng)然高于一般使用商業(yè)等級(jí)的LED。簡單說，正常使用下它是不會(huì)壞的。

    過去困擾夜視的障礙

    1、“彩色不失真”與“夜視”同時(shí)存在是一大困難，由于IR Cut技術(shù)的問市已得到解決。

    2、由于可見光與紅外光波長不同，故聚焦點(diǎn)不同，形成了日夜畫面無法同時(shí)清晰。近年來發(fā)展出鍍膜技術(shù)的紅外鏡頭解決了此問題。

    現(xiàn)在LED夜視產(chǎn)品仍存在的缺點(diǎn)

    雜光干擾

    現(xiàn)實(shí)生活中，要想尋找完全黑暗的場所非常難，或多或少都會(huì)有諸如路燈、車燈等可見光存在，這些可見光對(duì)紅外夜視而言是干擾而非輔助。

    壽命短

    由于散熱處理及制作材料的局限，使得紅外衰減得非?？?。一般要6個(gè)月至1年后，畫面效果已一塌糊涂。

    手電筒效應(yīng)

絕大多數(shù)的LED角度太小，能量過度集中，造成畫面中央過亮而泛白，周圍能量不足而過暗，形成手電筒般的光圈。

 

    長距離產(chǎn)品的體積太大

    為求遠(yuǎn)處能看得清而需要較大的發(fā)光功率，LED的個(gè)數(shù)加多而造成整體產(chǎn)品體積過大。

    IR-CUT技術(shù) 

    自然界存在著各種波長的光線，比如通過折射人眼能看到不同顏色的光線，這就是光線的波長不同所導(dǎo)致的。其實(shí)還有許多光線是人眼看不到的，通常人眼識(shí)別光線的波長范圍在0-720ns之間，超過720ns的光線人眼就無法見到，比如紅外光等。

    隨著科學(xué)的進(jìn)步，人類發(fā)明了攝像機(jī)，理論上講攝像機(jī)是可以看到絕大部分波長的光線的，于是在攝像機(jī)的使用過程中就出現(xiàn)了一個(gè)問題，由于各種光線的參雜，攝像機(jī)看到的物體反應(yīng)在監(jiān)視器上與人眼直接看到的就變樣了。如人眼看到紅色的，通過攝像機(jī)則變成粉紅色的了，也就是我們所說的彩色失真。

    隨著技術(shù)的進(jìn)步，低通濾光與高通濾光的概念及其產(chǎn)品在攝像機(jī)的改良過程中得到了應(yīng)用，其中包括我們所說的IR-CUT。

    低通濾光

    以某一種方式使光線中波長在0-720ns范圍的光線通過，超過720ns波長的光線截留。

    高通濾光

    以某一種方式使光線中波長在0-720ns范圍的光線截留，超過720ns波長的光線通過。

    通過低通濾光技術(shù)的應(yīng)用，攝像機(jī)能夠模擬人的眼睛，只接收同樣范圍波長的光線，這樣就解決了攝像機(jī)的色彩失真問題。

    LED紅外技術(shù)的出現(xiàn)，大大拓寬了監(jiān)控領(lǐng)域的時(shí)空范疇，紅外攝像機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)市場上流行的LED紅外攝像機(jī)存在致命的缺陷: 散熱問題、壽命問題、魚眼效用，白天與夜晚不同的雜光干擾都無法解決。IR-CUT技術(shù)的應(yīng)用徹底解決了雜光干擾問題，從原理上簡單的說就是通過IR-CUT白天只允許0-720ns波長的光線進(jìn)入，避免了白天的彩色失真。晚上只允許720ns以上波長的光線進(jìn)入，全部用紅外光，避免720ns波長的光對(duì)紅外光的干擾，于是在白天與夜晚都能取得最佳視覺效果。至于散熱問題、壽命問題、魚眼效用通過采用更新一代的LED Array技術(shù)，則完全有效的解決以上種種問題。

    平安城市的要求

 平安城市使得中國安防市場急劇擴(kuò)大，市場規(guī)模在全球比例中，從3年前的不到4%至如今的20%。但平心而論，量的增加并不代表進(jìn)步，多數(shù)城市安裝的安防系統(tǒng)效果不彰。

 

    犯罪分子多數(shù)在夜間作案，要想起到嚇阻作用且能真正協(xié)助破案，加強(qiáng)夜視效果應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急。

    結(jié)論

    一、攝像機(jī)的技術(shù)日新月異，如彩轉(zhuǎn)黑、超低照度、場積累、降噪等，帶給夜視一定程度的進(jìn)步，尤其是場積累功能，但它僅適宜監(jiān)控靜態(tài)目標(biāo)，無法看清移動(dòng)物體，故欲取得夜間滿意的圖像，仍需藉助輔助光源——紅外光。

    二、現(xiàn)實(shí)生活中，欲找到完全黑暗的處所，幾乎不太可能，或多或少都有一些諸如路燈、車燈等的可見光存在，這些可見光對(duì)紅處夜視而言是一干擾而非輔助。運(yùn)用濾片及IR Cut技術(shù)可在白天提到不失真的彩色畫面，而晚上又能取得良好的夜視效果并防止了雜光干擾。
   
    三、結(jié)合LED Array的技術(shù)和上述IR Cut濾片的構(gòu)想，將大大的改善夜視的效果。這樣的結(jié)合將引起CCD監(jiān)控界的一場變革，使人們的監(jiān)控視野由白天擴(kuò)展到伸手不見五指的黑夜，從而滿足不同行業(yè)對(duì)所需監(jiān)控的目標(biāo)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全天候的監(jiān)控。

    四、在LED Array生產(chǎn)成本降至LED的水平時(shí)，LED Array全面取代LED應(yīng)是順理成章的結(jié)果。試想，付出相同的代價(jià)而取得近十倍壽命的產(chǎn)品，有誰不愿？今后夜視的努力方向當(dāng)在如何降低LED Array的成本上。