分析國內LED紅外攝像機發(fā)展現狀及制約因素

顧名思義，紅外攝像機就是在夜間，攝像機會(huì )發(fā)出人們肉眼看不到的紅外光線(xiàn)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(shí)要關(guān)掉紅外濾光鏡，使其不再阻擋紅外線(xiàn)進(jìn)入CCD。這時(shí)我們所看到的是由紅外線(xiàn)反射所成的影像，而不是可見(jiàn)光反射所成的影像，此時(shí)可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像。視頻監控向室外發(fā)展，室外監控向夜視發(fā)展，夜視的發(fā)展方向目前是基于紅外光。這個(gè)趨勢已成為絕大多數攝像機行業(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(huà)面，同時(shí)具有較大的隱蔽性，從而得到了市場(chǎng)的廣泛認可，其市場(chǎng)份額也在逐步擴大。據調查顯示，國內紅外攝像機市場(chǎng)需求較大，紅外攝像產(chǎn)品所占市場(chǎng)份額正在逐年攀升，2010年達到了30%左右。從全球安防市場(chǎng)來(lái)看，紅外攝像機非常具有“中國特色”，連索尼及剛進(jìn)入中國市場(chǎng)不久的三星等國外品牌為適應中國本土化，也開(kāi)始研發(fā)紅外攝像機。紅外攝像機目前在國內市場(chǎng)發(fā)展火熱，但紅火的同時(shí)，紅外攝像機在應用中所暴露出來(lái)的缺點(diǎn)也越來(lái)越明顯。

　　紅外攝像機的發(fā)展

　　為了滿(mǎn)足全天候監控的需求，早在2001~2003年我國監控生產(chǎn)廠(chǎng)家就開(kāi)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計，從LED紅外燈手控模式到光敏電阻自動(dòng)控制，再到攝像機雙濾光片的引入應用；從最基本的視頻監控要求到防水防暴、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，無(wú)不見(jiàn)證著(zhù)我國紅外攝像機技術(shù)和市場(chǎng)的長(cháng)足發(fā)展。2006年以后，隨著(zhù)越來(lái)越多的生產(chǎn)廠(chǎng)家涌入該領(lǐng)域，紅外攝像機市場(chǎng)逐步形成了供大于求的局面，廠(chǎng)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(shí)代，紅外攝像機產(chǎn)品也和其他安防產(chǎn)品一樣，有著(zhù)同樣的時(shí)代印記?？陀^(guān)說(shuō)，手工作坊的充斥、行業(yè)標準的缺失都在某種程度上制約著(zhù)紅外攝像機市場(chǎng)的發(fā)展。

　　紅外技術(shù)在1800年被英國天文學(xué)家Herschel發(fā)現之后，就被越來(lái)越多的科學(xué)家在研究如何在各種場(chǎng)合的應用，其中主動(dòng)紅外攝像技術(shù)在安防監控中的應用經(jīng)過(guò)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(shí)，產(chǎn)品類(lèi)型也在不斷多樣化，應用領(lǐng)域也在進(jìn)一步拓展。歸納起來(lái)有以下幾種類(lèi)型：

　　第一，已經(jīng)淘汰的鹵素燈紅外攝像機：鹵素燈的發(fā)光功率非常強大，當然耗電量以及發(fā)熱也會(huì )相對比較大，成本比較高，它的致命缺點(diǎn)是體積大、散熱不充分，壽命非常短，一般都在一千小時(shí)以?xún)?，而且紅暴現象特別嚴重，故不適合用于民用夜視監控方面。鹵素燈紅外攝像機因功率大且有濾光片光熱轉換，所以發(fā)熱問(wèn)題尤其嚴重，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，外加正向偏置電壓向PN結注入電流激發(fā)紅外光，光譜功率分布為中心波長(cháng)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(chǎng)占有率最高，但是存在光照不均勻問(wèn)題，主要適合于樓道、大廳、倉庫等室內及建筑物外圍、小區周界、道路等中短距離監控。

　　第三，LED陣列式紅外攝像機：陣列式紅外燈的內核為發(fā)光二極管陣列（LED Array），與傳統的LED相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、亮度高，單LED Array的輸出約為1W~30W，亮度約是常規單LED的輸出5~15mW的數十倍，所以射距遠；2、電-光轉換效率高，普通紅外LED的電光轉換效率僅為10%左右，而LED Array電光轉換效率提升為25%左右；3、體積小，LED Array技術(shù)將發(fā)光單元高度集成，在相同亮度指標下比普通LED紅外燈產(chǎn)品體積小很多；4、壽命長(cháng)，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(gè)明顯的不足，即“偏心現象”。由于其發(fā)光角度可達到120-180度，因此必須通過(guò)透鏡來(lái)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、倉庫等室內及建筑物外圍、小區周界、道路等中短距離監控應用。

　　第四，點(diǎn)陣式紅外攝像機采用的是點(diǎn)陣式紅外燈光源。點(diǎn)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）的基礎上發(fā)展而來(lái)，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(diǎn)是體積小、散熱好、衰減慢、壽命長(cháng)，額定壽命為50000個(gè)小時(shí)。點(diǎn)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(guò)獨立透鏡，按照使用需求任意調節光的分布角度，這樣就同時(shí)解決了第一代的“手電筒效應”問(wèn)題和第二代的“偏心現象”。

　　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、軍事、養殖、港口和平安市場(chǎng)等場(chǎng)所的監控，隨著(zhù)成本的進(jìn)一步降低，目前已經(jīng)應用到包括小區在內的眾多需要夜視監控的領(lǐng)域。因而，紅外攝像機需要根據具體使用環(huán)境，特別是夜晚環(huán)境情況來(lái)確定攝像機類(lèi)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(jià)格又實(shí)惠等突出優(yōu)勢，一直備受用戶(hù)青睞。但應用過(guò)程中顯露出的弊端也越來(lái)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(cháng)時(shí)間使用之后，內部或多或少會(huì )出現汽水（此現象主要集中在北方地區），造成這個(gè)現象的原因主要是外殼的密封效果不夠和當時(shí)裝機時(shí)沒(méi)有考慮到溫差。當紅外燈開(kāi)始工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)由于外殼的散熱效果不夠，這樣就會(huì )大大降低攝像機的使用壽命。

　　2、 夜視效果不理想

　　此現象主要表現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在紅外攝像機所使用的紅外燈又稱(chēng)850紅外發(fā)射管，峰值波長(cháng)在850，角度從5-60度可以選擇，當紅外發(fā)射管角度越小時(shí)照射距離越遠，手電筒的效果就越明顯，反之，角度越大就沒(méi)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(huì )或多或少的偏色，這個(gè)最直接的原因是攝像機濾光片的問(wèn)題，一般紅外攝像機使用能透過(guò)一定比例紅外光線(xiàn)的雙峰濾光片，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，但由于自然光線(xiàn)中含有較多的紅外成份，當其進(jìn)入CCD后會(huì )干擾色彩還原，比如綠色植物變成灰白等等（有陽(yáng)光的室外環(huán)境尤其明顯）。

　　4 、臨界點(diǎn)的反復跳變

　　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雜的光線(xiàn)的環(huán)境下不能穩定的工作造成的，同時(shí)因為多數廠(chǎng)家都是使用簡(jiǎn)單的如光敏電阻感應器等方式去控制IRCUT雙峰濾光片的工作狀態(tài)，其臨界點(diǎn)的反復跳變就不能盡人意了。但是如果采用智能芯片來(lái)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換為有效的光能量，一部分則轉換為熱能，這是不可避免的，問(wèn)題是對產(chǎn)生的熱能要進(jìn)行合理的控制和處置。當產(chǎn)生的熱能太多，或沒(méi)有采取適當的降溫措施時(shí)，機內溫升過(guò)高，導致LED的過(guò)快老化引起照射距離的過(guò)快下降。特別是一些生產(chǎn)者，沒(méi)有健康的經(jīng)營(yíng)理念，片面追求交貨時(shí)的性能，忽視產(chǎn)品的使用壽命，在沒(méi)有解決發(fā)熱和溫升過(guò)高問(wèn)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)內人士認為，紅外攝像機今年的“火”不同于往年的“火”。安防市場(chǎng)如今已經(jīng)進(jìn)入微利時(shí)代，在原材料大幅上漲的情