“紅外線(xiàn)一體機”技術(shù)淺談

雖說(shuō)“水清則無(wú)魚(yú)”，但總不能一天到晚打迷糊仗，消費者的權益也得照顧一下。CCD為什么能看到紅外線(xiàn)？CCD本來(lái)就能看到紅外線(xiàn)！它本來(lái)就對紅外光有感應，不信，拿個(gè)黑白攝像機，關(guān)掉電燈，拿個(gè)紅外燈一照，影像不就出來(lái)了！那彩色CCD為什么看不到紅外線(xiàn)？事實(shí)上，彩色CCD也看的到紅外線(xiàn)，就是因為它能感應到紅外線(xiàn)，會(huì )干擾到D.S.P(影像處理主芯片)的運算，導致”偏色”，因此，得想個(gè)辦法讓它不能接收紅外線(xiàn)，方法就是：讓CCD戴上“太陽(yáng)眼鏡”，只是人戴的太陽(yáng)眼鏡是隔離紫外線(xiàn)，而CCD戴的是隔離紅外線(xiàn)，這就是彩色CCD上頭黏的那片濾光片。先看張圖：這是濾光片對每個(gè)波長(cháng)光的穿透率，橫軸是波長(cháng)，以奈米(nm)表示，縱軸是穿透率，我們看到從380nm-645nm穿透率是約93%，剛好就是可見(jiàn)光的范圍(紫-靛-藍-綠-黃-橙-紅)，就是彩虹的顏色嘛！600多nm是紅色光，在它往右以”外”，就叫“紅外線(xiàn)”，是”紅色以外的光”不是紅色的光，因為眼睛已經(jīng)看不到了。

再來(lái)，380nm左右我們眼睛看到的是紫色，在380nm往左以“外”,就叫”紫外線(xiàn)”，眼睛一樣看不到，但會(huì )照傷我們的皮膚，讓青藏高原同胞曬的黑黑的，臉頰紅紅的。話(huà)扯遠了，從上圖我們看到，濾光片已經(jīng)把紅外跟紫外光擋掉了，只?？梢?jiàn)光進(jìn)來(lái)，所以，彩色CCD就看不到紅外線(xiàn)了。那黑白CCD為什么不加濾光片，難到它不怕色干擾嗎？呵呵！黑白攝像機本來(lái)就沒(méi)顏色，何來(lái)“色”干擾？所以在早期，紅外線(xiàn)攝影機就是用黑白攝像機，加上紅外投射燈就行了。

后來(lái)彩色攝像機越來(lái)越普遍了，總不能白天用彩色攝像機，到了晚上再用黑白攝像機打紅外燈吧，這就重復投資了，了解了上頭的道理，就有人想出個(gè)方法：當有光線(xiàn)時(shí)用彩色攝像機，當沒(méi)光線(xiàn)時(shí)，把CCD上頭那片濾光片拿掉，再打上紅外燈，這不就得了！“日夜型紅外線(xiàn)彩色攝像機”就這樣出來(lái)了！這很像讀書(shū)時(shí)去辦公室找老教授，他在看書(shū)時(shí)戴個(gè)老花眼鏡，抬頭看你時(shí)就把眼鏡往頭頂上挪開(kāi)，就是這個(gè)動(dòng)作，所以，上頭那種攝像機，在CCD前裝了個(gè)機械結構，用電磁閥把濾光片拉開(kāi)或推回去，在作動(dòng)時(shí)聽(tīng)的到“喀察”一聲。說(shuō)到這里，學(xué)過(guò)光學(xué)的人必注意到,CCD有濾光片跟沒(méi)濾光片，光線(xiàn)折射率會(huì )不一樣，把濾光片拿開(kāi)，打上紅外光，折射率又會(huì )因波長(cháng)不同會(huì )有些差異，這加起來(lái)就會(huì )造成焦點(diǎn)偏移，就是“失焦”，因此，剛剛所說(shuō)的，不能只把濾光片移開(kāi)，還得補上一片鏡片來(lái)調整折射率，也就是一片濾光片跟一片普遍鏡片在抽換。這種“日夜型紅外線(xiàn)彩色攝像機”是日本人搞出來(lái)的，實(shí)在太貴了，想仿嘛，模具貴又怕被告，就有些天才老板干脆就把濾光片拿掉了，不就看的到紅外線(xiàn)嘛！怕色干擾，那就用在室內啊，有些偏色，便宜嘛！干麻計較那么多，這叫“彩色室內日夜型紅外線(xiàn)攝像機”。老是這樣蒙也不是辦法，后來(lái)有人想到辦法，依舊從濾光片下手，搞出這種濾光片：看到?jīng)]“關(guān)大門(mén)，開(kāi)小窗”讓850nm那段紅外光漏了進(jìn)來(lái)，所以在晚上沒(méi)燈光時(shí)，只要打上850nm的紅外光，CCD就看的到了，這招真是既省錢(qián)又方便，換個(gè)濾光片就行了，只是要注意不是隨便拿個(gè)紅外線(xiàn)投射燈就行了，必須是850nm的！但是因為850nm跟可見(jiàn)光波長(cháng)很近，850nm投射燈常會(huì )產(chǎn)生少量可見(jiàn)光成份，看到的是紅色的，那就是“紅爆”的來(lái)源。紅外線(xiàn)夜視問(wèn)題解決了，在來(lái)是白天的問(wèn)題了，既然那濾光片會(huì )讓850nm的紅外線(xiàn)漏進(jìn)來(lái)，就會(huì )產(chǎn)生色干擾，也就是“白天偏色”的由來(lái)，這只能用軟件來(lái)調整DSP的程序，盡量減少色偏，誰(shuí)說(shuō)沒(méi)色偏，肯定是吹牛的!

開(kāi)始步入正題“紅外一體機”：上頭說(shuō)的紅外機，在使用上得配上紅外燈，在戶(hù)外時(shí)又得加防護罩，攝像機還要有鏡頭，整組體積龐大，價(jià)格又高，近距離使用時(shí)就像大炮打蚊子，不太現實(shí)，就有人想到用LED，就是遙控器用的LED，有850nm的，洗塊板子，裝他幾十顆，加個(gè)光敏電阻(CDS)來(lái)偵測光線(xiàn)強度當開(kāi)關(guān)來(lái)控制LED，板子中間挖個(gè)洞，再買(mǎi)片攝像機板，裝個(gè)機板鏡頭，往LED板一套！紅外一體機就出來(lái)了！這時(shí)期的紅外機有些問(wèn)題，一是LED發(fā)射角度是固定的，因此打出去的光線(xiàn)無(wú)法調整，只能搭配幾種角度的鏡頭；第二，功率不高，打不遠，市場(chǎng)量又不大，想要LED廠(chǎng)幫你訂做，門(mén)都沒(méi)有，因此，效果不太好，但是很少人在搞，價(jià)格又高，可賣(mài)到2000多，十多年前搞這玩意的人還真的賺了一票。

其實(shí)，在那時(shí)候，搞攝像機的單子都接不完，那有空理這雕蟲(chóng)小技，光賣(mài)機板給人裝紅外機就很好賺了。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，LED功率越做越大，越來(lái)越亮，尤其民用上的紅綠燈改用高亮度LED，這時(shí)有一顆LED出來(lái)了，就是拿紅綠燈用的那種，改成紅外線(xiàn)，四四方方的，叫“食人魚(yú)”，拿來(lái)用還挺不錯的，但角度是固定的，不太實(shí)用，就有人想到開(kāi)了片透鏡，放在LED板前頭，不就可以改變發(fā)射角度了嗎，還去申請了專(zhuān)利，別人還不能用，怎辦？山不轉路轉，反正這時(shí)市場(chǎng)量也出來(lái)了，LED廠(chǎng)也就甘愿生產(chǎn)不同角度的LED，連直徑5mm、8mm(E-Power)，都有了，直徑2公分的都有。這時(shí)，問(wèn)題又來(lái)了，在電路方面有過(guò)熱，光學(xué)上有黑邊及均勻度問(wèn)題，在機構上有白霧、漏水、霧氣等問(wèn)題，需要一一解決：過(guò)熱別以為L(cháng)ED就不發(fā)熱，“冷光LED”跟本還沒(méi)出現，以50顆5mm、20mil(芯片大小)LED為例，想打到戶(hù)外40米，電流至少得到80毫安，如果又密封在殼子里(戶(hù)外當然要密封)，LED板上溫度會(huì )飆到90度，還有，LED是正溫度系數，也就是溫度越高電流越大，電流越大溫度就越高，LED本身會(huì )耐到100度，但板子后面那顆CCD可只能撐到60-70度。這時(shí)，畫(huà)面開(kāi)始就發(fā)白了，看起來(lái)白朦朦的，這是因為CCD過(guò)熱，暗電流增加，白底上浮，再燒下去，CCD就掛點(diǎn)了，怎辦？一是降低電流，只用30-40毫安，打不遠怎么辦，那就用吹的，反正密密麻麻的LED，看起來(lái)就像能打的遠，還有就是加風(fēng)扇，但在密閉的殼子里，風(fēng)扇能撐多久？呵呵！看著(zhù)辦！最好的方法是加定電流電路，不讓LED過(guò)電流，但也只能用在60毫安以下，那改用大顆的高功率LED呢？一樣，能量不滅定率，發(fā)光越強，發(fā)熱就越多，我看過(guò)400多顆LED做的投射燈，加了散熱片，往上打顆蛋還真能烤熟！呵呵！敢用的人就能賺到錢(qián)。

　　總之，過(guò)熱是紅外一體機最大致命傷，想打長(cháng)距離的用戶(hù)，千萬(wàn)得三思！黑邊及均勻度這好解決，LED板上LED的角度得調配好，要跟鏡頭視角相配合。

比如說(shuō)4毫米鏡頭得搭配寬角度LED，8毫米鏡頭LED就要用小角度的，12毫米就得配15度LED，再加些不同角度的LED補光，讓打出去的光均勻些，這些只要花些時(shí)間做做實(shí)驗就行了，不要那么懶，要把LED就搞上去了，不是打不遠就是畫(huà)面搞了黑邊出來(lái)。白霧有兩個(gè)原因：一是LED光漏到鏡頭里，也就是鏡頭上那個(gè)隔離圈跟玻璃沒(méi)密合，讓紅外線(xiàn)漏了進(jìn)去，最好就把隔離圈用鋁圈做，直接穿過(guò)玻璃面，不過(guò)成本高了些；在來(lái)就是如果用寬角度LED，紅外線(xiàn)打到遮陽(yáng)罩再反射回鏡頭，會(huì )照成白霧，解決方法就是把遮陽(yáng)罩退后些。漏水這純粹是機殼設計不良，防水墊圈材質(zhì)不好及組裝不慎所造成。霧氣主要是密封不良，有些方法：1、裝個(gè)干燥包，兩下就不行了，吸飽了水，更慘；2、充氮氣，還沒(méi)出貨就漏光了；3、鏡頭跟玻璃隔離，獨立開(kāi)來(lái)，對漏光還有效，結果霧氣集在小玻璃上；4、開(kāi)通氣口，加風(fēng)扇，沒(méi)霧氣了，但會(huì )漏水；5.玻璃鍍膜，是不沾水，但防不了霧呵呵！還是頭大。

每家都說(shuō)解決了，信嗎？還有一些要注意的：鏡頭別用太便宜的，用好一些的，效果會(huì )比較好，如“XX國進(jìn)口紅外機專(zhuān)用鏡頭”；機板找質(zhì)量好點(diǎn)的，1/3索尼的當然會(huì )比1/4SHARP的感度好些，當然了，如果采用索尼Ex-View也行，但成本高太多了，還有，哪來(lái)那么多Ex-View CCD讓你來(lái)賣(mài)？還有，機板只有分質(zhì)量好跟質(zhì)量差，不要爭論誰(shuí)的DSP好，給你一顆奔馳引擎你也不一定能造出好車(chē)子。紅外線(xiàn)用的機板跟一般槍機用機板在程序上有些不同。要注意，總之，紅外線(xiàn)一體機是最近最火也最具爭議性的攝像機產(chǎn)品，工程商對它是又愛(ài)又恨，希望透過(guò)大家的討論，能走出一條路!

深圳有許多大的廠(chǎng)家紅外產(chǎn)品有很好的保障，紅外線(xiàn)攝像機在國內市場(chǎng)得到一致好評，因為它們的產(chǎn)品出廠(chǎng)都有經(jīng)過(guò)夜視檢測的。