紅外發(fā)光二極管保持夜巡

在當今日益注重安全的世界，市場(chǎng)對于CCTV攝像機繼續向全球擴展。技術(shù)，如先進(jìn)的IP視頻是推動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)的網(wǎng)絡(luò )系統和物聯(lián)網(wǎng)。高級壓縮標準和更快的圖像處理的擴展應用潛力。無(wú)論是用于訪(fǎng)問(wèn)控制，入侵警報或一般預防犯罪，隱蔽或半隱蔽的方式，在室內或室外，CCTV被廣泛應用于消費/私營(yíng)部門(mén)，零售及工業(yè)樓宇和公共，民間和政府建筑民用和軍事應用。

當談到夜視和錄音在低光照水平，紅外LED的關(guān)鍵部件。紅外LED照明模塊，例如，今天，典型的和復雜的圖像增強和控制電子設備功能的最閉路電視攝像機系統的一個(gè)基本組成部分。重要的是，現代的紅外發(fā)光二極管的技術(shù)更先進(jìn)，更可靠，更持久比前幾代。

在閉路電視攝像系統中使用時(shí)，特別是在應用，如門(mén)禁本文將考慮選擇標準和設計約束的紅外燈。的范圍內必需的，例如，可以是從幾米到100米或更多。高功率器件提供更高的光輸出，以及廣泛的發(fā)射角是可用的。具體應用將確定的在紅外燈所需的參數的組合。例如，影響深遠的照明需要高功率和窄錐;廣角設備更適合于近場(chǎng)能見(jiàn)度的應用程序。

參照來(lái)自歐司朗的詳細使用說(shuō)明，本文將重點(diǎn)介紹在歐司朗奧賽龍黑范圍特定設備的應用程序。這些措施包括SFH4715S和SFH4725S。

市場(chǎng)增長(cháng)

據ReportLinker提供的報告顯示，1全球CCTV市場(chǎng)估計為價(jià)值$ 23.5十億由來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的基于IP的視頻系統2014年收入到底是預計將超過(guò)傳統模擬CCTV攝像機在去年首次。是技術(shù)上先進(jìn)的監視需求的增加，其中包括基于云計算的視頻監控業(yè)務(wù)，重要的是，分析，以打擊恐怖主義，是推動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)，該報告的亮點(diǎn)。

來(lái)自IHS研究的另一份報告，2估計市場(chǎng)對視頻監控設備和存儲是價(jià)值$ 28日十億2018年再次，從模擬到網(wǎng)絡(luò )監控攝像機遷移據報道，推動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)。

在這個(gè)市場(chǎng)中，訪(fǎng)問(wèn)控制是一個(gè)不斷增長(cháng)的應用領(lǐng)域，2017年智能建筑價(jià)值$ 3十億在2012年預計將增長(cháng)到$ 4.2十億均領(lǐng)先過(guò)渡到基于IP的視頻監控進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)控制，根據領(lǐng)先的CCTV供應商。以提取視頻數據的能力，結合設計的通用性，易于配置和遠程訪(fǎng)問(wèn)數據，表明網(wǎng)絡(luò )視頻是以前在模擬系統識別克服局限性和便于集成與其他安全機制。

由TechNavio一個(gè)剛剛發(fā)布的報告顯示，從全球信息，3涵蓋了從2014-2019年全球視頻監控市場(chǎng)，預測在24.08%的復合年增長(cháng)率增長(cháng)在這一時(shí)期。確定該報告的一個(gè)主要的市場(chǎng)驅動(dòng)力是需要高分辨率的圖像質(zhì)量。技術(shù)，如H.264壓縮標準，先進(jìn)的機內影像處理，和寬屏高清電視顯示器，就可滿(mǎn)足這種需求。 IP視頻網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)，被證明是一個(gè)引人注目的解決方案，因為它使越來(lái)越多的功能和性能，遠程訪(fǎng)問(wèn)數據，并促進(jìn)了數據分析，該報告總結。

夜晚光源

近紅外光光譜范圍從700納米到周?chē)?050納米。紅外LED被證明是一個(gè)有用的光源夜視應用中使用的CCTV攝像機并在光照水平非常低。兩種最常用的波長(cháng)的光被集中在850納米和940納米。光譜輻射范圍相匹配以及標準的光電二極管，光電晶體管或CCD，并具有擴展的紅外線(xiàn)靈敏度CMOS相機的感光度范圍。

歐司朗光電半導體的應用筆記，題為高功率發(fā)射的照明應用，4提供了一個(gè)有用的介紹和一般設計準則，使用紅外照明攝像系統。在操作中，反射或來(lái)自對象的散射光由CCD或CMOS相機，它產(chǎn)生模擬或數字信號進(jìn)行檢測。以確保高品質(zhì)的信號，可以進(jìn)一步分析，高輸出信號和低噪聲水平是必要的。在改變光的條件下，信噪比能夠顯著(zhù)下降和附加的人造光，需要以提高圖像質(zhì)量。

紅外光源是可見(jiàn)的人眼達780nm左右，用高強度光源作為辨別作為微弱的紅色發(fā)光，在850nm附近。這些較低的波長(cháng)器件用于CCTV攝像機在半隱蔽的應用程序。對于秘密行動(dòng)，并在應用中的光污染是要避免的，較高的波長(cháng)器件是優(yōu)選的選擇。然而，更少的相機940 nm光源敏感和照射范圍可以更短。

紅外發(fā)光二極管都可以從僅有數米到200米以上的覆蓋范圍。概括地說(shuō)，對于較長(cháng)的距離，窄光束角設備，創(chuàng )建一個(gè)長(cháng)的光錐，是必需的。對于人物識別和訪(fǎng)問(wèn)控制應用程序，范圍為5至10米典型。紅外LED燈還可以發(fā)射角窄到5°，寬為150°。

在最近幾年，紅外LED已經(jīng)成為很多更強大，以及功率效率，具有在900毫瓦以上操作范圍模型的頂部。這是長(cháng)程照明必要和來(lái)提供IP網(wǎng)絡(luò )化系統更好的圖像質(zhì)量。中檔器件在600毫瓦進(jìn)行操作，而標準的低功率二極管，適用于應用，如遠程控制單元，運行在250毫瓦。電壓要求通常1.2至1.7 V的低功率器件，在高達3V的高功率發(fā)射器。 DC電流高達1 A的要求越來(lái)越高強度的應用程序。進(jìn)一步，必須考慮到光源(以mW / SR測量)物體的反射率，通常以微瓦/平方厘米的輻射強度。輻射強度指示立體角段內的光輸出，因此，限定了光束的強度。

指導計算光照強度，需要針對特定應用的功率輸出的數量在歐司朗的應用筆記提供的。

多個(gè)發(fā)射器可以被用來(lái)提供所需的光輸出。新技術(shù)已經(jīng)允許小得多，待開(kāi)發(fā)更高的功率發(fā)射器，和多芯片和堆疊發(fā)射極陣列使高強度紅外線(xiàn)照明光源在非常小的封裝。然而，熱管理和功耗都是必須認真考慮的重要設計問(wèn)題。

視攝像系統領(lǐng)域的圖像

圖1：圖的相機系統的(FOV)場(chǎng)。

在實(shí)踐中，設計人員還需要考慮的典型對象的尺寸，從照相機和所需的圖像分辨率的距離，照相機系統的光學(xué)特性(傳感器尺寸，物鏡)，其視場(chǎng)(FOV)。見(jiàn)上面的圖1。來(lái)自二極管的光發(fā)射圖案需要在相機視場(chǎng)盡可能地匹配。如果光束角太窄，不是所有的目標都可以充分地照亮。如果太寬，有些反射光可能不被相機檢測到，從而降低圖像質(zhì)量?？赡苡斜匾紤]一個(gè)副透鏡，以確保紅外燈正確照亮視攝像機的所需字段。公司如LEDIL提供廣泛的，以適應來(lái)自不同廠(chǎng)商的設備。

達到所要求的信噪比取決于光譜靈敏度以及在相機中使用的CCD / CMOS芯片的量子效率曲線(xiàn)，以及積分時(shí)間。

典型設備

雖然有一些850的制造商和940納米的紅色LED，用于CCTV攝像機的應用，包括永光和Vishay的，歐司朗提供最廣泛的范圍之一，與模型覆蓋的輸出功率，輻射強度和發(fā)射角的寬的范圍內，并與一些封裝選擇。

在奧賽龍黑色SFH4715A 850nm的紅外LED是典型的歐司朗的高功耗，小封裝的器件，并且適合于CCTV應用。具有功率輸出為800毫瓦，而90°光束角，它可以用來(lái)照亮對象高達100米的距離，這取決于使用的外部光學(xué)器件的類(lèi)型。另外，在范圍為850納米SFH4715S，為2.9伏的正向電壓和45°的半視角。這兩種功能的320毫瓦的輻射強度/ SR。

歐司朗的奧賽龍黑色SFH4725S圖片

圖2：歐司朗的奧賽龍黑色SFH4725S，在其黑色的包，是專(zhuān)為真正的秘密監察行動(dòng)。

對于隱蔽性的應用，940 nm器件是比較合適的。歐司朗提供奧賽龍黑SFH4725S家族，具有980毫瓦的從1 A.正向電壓的輸出電流高的光輸出是2.75 V.該SFH 4725S達到450毫瓦/輻射強度SR為90°的發(fā)射角，提供超過(guò)該地區卓越的照明進(jìn)行監測。采用歐司朗的Nanostack技術(shù)，該裝置設有在單個(gè)芯片2發(fā)射中心。這有效地降低了所需要的光輸出設備的數量。此外，包含在一個(gè)黑色的包中，該設備完全照相機鏡頭后面隱藏。