淺談紅外攝像機技術(shù)動(dòng)態(tài)及市場(chǎng)發(fā)展趨勢

紅外攝像機技術(shù)分析

　　實(shí)現攝像機夜視技術(shù)的方法，可以采用常規的可見(jiàn)光照明，但此法不僅不能隱蔽，反而更加暴露監控目標，隱蔽的夜視監控，目前都是采用紅外攝像技術(shù)。紅外攝像技術(shù)分為被動(dòng)紅外攝像技術(shù)和主動(dòng)紅外攝像技術(shù)兩種。

　　1.被動(dòng)紅外攝像技術(shù)是利用任何物體在絕對零度～273℃以上都有紅外光發(fā)射的原理。由于人的身體和發(fā)熱物體發(fā)出的紅外光較強，其它非發(fā)熱物體發(fā)出的紅光很微弱，因此，利用特殊的紅外攝像機就可以實(shí)現夜間監控。但是被動(dòng)紅外攝像技術(shù)設備造價(jià)高，得到的紅外圖像是目標表面溫度分布的圖像，和人眼所能看到的可見(jiàn)光圖像是不同的，不能清楚識別目標的細部特征，不能滿(mǎn)足作為“證據”的要求，多用在軍事方面，在民用夜視系統中基本上不被采用。

　　2.主動(dòng)紅外攝像技術(shù)是利用特制的“紅外發(fā)光二極管(IR?LED)”人為產(chǎn)生紅外輻射，產(chǎn)生人眼看不見(jiàn)而普通攝像機能捕捉到的紅外光，輻射“照明”景物和環(huán)境。利用攝像機的CCD圖像傳感器可以感受紅外光的光譜特性(即可以感受可見(jiàn)光，也可以感受紅外光)，使用普通低照度CCD黑白攝像機或使用“白天彩色夜間自動(dòng)變黑白的攝像機”或“紅外低照度彩色攝像機”去感受周?chē)h(huán)境反射回來(lái)的紅外光，從而獲取比較清晰的黑白圖像畫(huà)面，實(shí)現夜視監控。因此，現在的紅外攝像技術(shù)多數采用主動(dòng)紅外攝像技術(shù)，通過(guò)紅外燈來(lái)配合攝像機使用，所以紅外攝像機是將攝像機、防護罩、紅外燈、供電散熱單元等綜合成為一體的攝像設備。

紅外攝像機的三種形式

　　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)家利用在各種場(chǎng)合的研究中，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，歸納起來(lái)有三種方式。

　　第一，鹵素燈：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。

　　第二，LED紅外燈：由一定數目的紅外發(fā)光二極管矩陣組成發(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。其特點(diǎn)是體積小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，品質(zhì)容易保證、發(fā)熱量低、發(fā)光光學(xué)系統合理，可以完全無(wú)紅暴，(采用940～950nm波長(cháng)紅外管)或僅有微弱紅暴(紅暴為有可見(jiàn)紅光)，使用壽命可達6000小時(shí)以上，是做紅外燈理想的器件，目前廣泛用于夜視監控。

　　第三，LEDArray芯片：在二十世紀九十年代末期開(kāi)始出現發(fā)光效率達到25%且高度集成的LEDArray技術(shù)，采用貼裝工藝和光學(xué)處理，其一個(gè)LEDArray芯片的光學(xué)輸出達到了800mw-1000mw為普通LED的換代產(chǎn)品，此項技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：

　　1、集成體具有更高標準的軍工等級且更可靠。

　　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LED的設計，僅靠?jì)筛毥饘倌_散熱;

　　3、集成體使用特殊的材料，使得壽命增長(cháng)許多倍;

　　4、發(fā)光體是單光源，使得照明光束均勻照射在目標的物上，發(fā)光角度可大可小，無(wú)手電筒效應;

　　5、高度集成的一體化設計。

　　LEDArray技術(shù)出現和普及應用，既滿(mǎn)足了安防視頻監控的“證據力”要求，同時(shí)有效的解決發(fā)光角度小、散熱不好和體積大的問(wèn)題，成為高質(zhì)量夜間監控的理想選擇。

紅外攝像機的發(fā)展障礙

　　“彩色不失真”與“夜視”同時(shí)存在是一大難題，它是由于日夜交替所帶來(lái)的光線(xiàn)轉換，而平光鏡與濾光鏡不能隨需要自動(dòng)轉換所帶來(lái)的困擾。在白晝光線(xiàn)下，攝像機使用平光鏡就能攝錄到清晰的圖像畫(huà)面，能夠達到視頻監控的目的，但是卻不能24小時(shí)不間斷的持續工作，因為在黑暗光線(xiàn)下，通過(guò)平光鏡片是無(wú)法監控到黑暗環(huán)境下的任何物體的，而每當夜幕來(lái)臨時(shí)，更換攝像機的濾光片顯然不現實(shí)，通寶萊公司利用IRCut自動(dòng)轉換鏡片技術(shù)就很好的解決了這一問(wèn)題，加以L(fǎng)EDArray紅外夜視技術(shù)的運用，使對夜間監控畫(huà)面不失真，清晰度高，能夠滿(mǎn)足全天候不間斷視頻監控的需要。

　　由于可見(jiàn)光與紅外光波長(cháng)不同，故聚焦點(diǎn)不同，形成了日夜畫(huà)面無(wú)法同時(shí)清晰，選用近年來(lái)發(fā)展出鍍膜技術(shù)的紅外鏡頭亦解決了聚焦問(wèn)題。由于LED紅外燈散熱和小角度的問(wèn)題，導致了紅外燈光衰減嚴重、發(fā)光效率低和畫(huà)面明暗不均的現象發(fā)生，而選用LEDArray發(fā)光芯片制成的紅外光源，由于其高亮度、小體積，發(fā)光角度可變、散熱好、集成度高和長(cháng)壽命的特點(diǎn)，迎合視頻監控對產(chǎn)品小體積和長(cháng)不同視距的夜視要求。

　　目前的紅外夜視市場(chǎng)相當混亂，主要在于業(yè)界缺乏統一的標準規范。例如，紅外燈的照射距離便常常是各家企業(yè)宣傳的重頭戲，彼此間又不太一樣，而究竟照射的距離是在哪個(gè)條件下測得的，當時(shí)的環(huán)境照度如何，呈現出來(lái)的畫(huà)面品質(zhì)又如何，卻無(wú)從得知。這正是目前紅外攝像機面臨的最嚴峻的考量，解決掉這個(gè)難題成為企業(yè)之間共同關(guān)注的焦點(diǎn)，因此國內企業(yè)要繼續在紅外市場(chǎng)上領(lǐng)先，我們就要和相關(guān)政府部門(mén)一起共同把行業(yè)標準給制定好，這樣才能繼續在市場(chǎng)上走遠。

紅外夜視市場(chǎng)的發(fā)展

　　隨著(zhù)監控產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，對紅外的需求也會(huì )水漲船高。各廠(chǎng)家更應該在產(chǎn)品的功能上做到差異性，以滿(mǎn)足客戶(hù)自身實(shí)際需求。遠距離夜視技術(shù)是今后夜視監控市場(chǎng)的一個(gè)趨勢，誰(shuí)把握了這個(gè)趨勢，誰(shuí)就掌握了市場(chǎng)的制高點(diǎn)。

　　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)展方向基于紅外，這個(gè)趨勢已成為攝像機行業(yè)的發(fā)展趨勢。隨著(zhù)光電、微電子、微計算機及數字視頻技術(shù)的發(fā)展，安全防范產(chǎn)業(yè)已由傳統的簡(jiǎn)單模擬式走向高度集成的小型化、數字化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化。2007年全球視頻監控設備市場(chǎng)約50億美元，預計2010年將上升到86億美元，年復合增長(cháng)率為11%。

　　主動(dòng)紅外技術(shù)由早期的有效率僅為5%，發(fā)展到現在有效率25-30%的LEDArray技術(shù)，滿(mǎn)足了近距到中遠距離的紅外夜視技術(shù)突破，而采用新的激光夜視技術(shù)是實(shí)現遠距離的夜視監控的途徑之一，因為激光具有亮度高、相干性好、單色性好、方向性好、壽命很長(cháng)和CCD對其波長(cháng)的感應程度大于LED的特性決定了激光可以照射更遠的距離，而且光強度也比常規光源要強的多。此外，與另一種夜視技術(shù)--微光技術(shù)進(jìn)行融合，也是未來(lái)的發(fā)展方向之一，在微光與紅外技術(shù)各自不斷進(jìn)步的時(shí)期，考慮到二者的互補性，在不增加現有技術(shù)難度的基礎上，如何將微光圖像與紅外圖像融合以獲取更好的觀(guān)察效果，該兩項技術(shù)成為當前夜視技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)研究。

　　經(jīng)過(guò)近二十多年的快速發(fā)展，安防產(chǎn)業(yè)愈來(lái)愈受到國家及社會(huì )各界的廣泛關(guān)注。而從2000年開(kāi)始，紅外攝像機作為一個(gè)新概念產(chǎn)品大規模在中國市場(chǎng)出現后，從無(wú)到有，從體積龐大到精致小巧，照射距離也由近至遠，技術(shù)發(fā)展逐漸自成“一體”，市場(chǎng)占有量逐年攀高。加上紅外攝像機領(lǐng)域產(chǎn)品技術(shù)門(mén)檻的降低、核心部件原材料供應地的增多，以及民用市場(chǎng)中人們日益增強的監控安保意識，紅外攝像機以迅雷不及掩耳之勢的速度迅速占領(lǐng)了市場(chǎng)，近年來(lái)國內一些大型項目的啟動(dòng)更是為紅外夜視市場(chǎng)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。由于監控是安全防范的基礎手段，隨著(zhù)行業(yè)的發(fā)展，安防技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越受到社會(huì )各方面的重視，安防監控也逐漸成為社會(huì )需求關(guān)注的熱點(diǎn)，這些外界的促成因素正帶動(dòng)著(zhù)紅外夜視市場(chǎng)持續升溫。