陣列紅外攝像機(jī)在夜視監(jiān)控中的應(yīng)用

近年來(lái)，視頻監(jiān)控技術(shù)有了一定的發(fā)展，然而，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域始終有一個(gè)突出問(wèn)題沒(méi)有得到很好地解決，就是夜間的視頻監(jiān)控問(wèn)題。夜晚的監(jiān)控是至關(guān)重要的，但監(jiān)控攝像機(jī)猶如人的眼睛，在光線太暗時(shí)無(wú)法清晰地看清目標(biāo)，只能了解大致輪廓，無(wú)法識(shí)別面貌，也就無(wú)法作為“呈堂證供”有證明力的依據(jù)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，安防行業(yè)各廠商探討了很多的方法，比如，主動(dòng)紅外的LED紅外、激光紅外，被動(dòng)紅外的熱像儀，微光夜視等等技術(shù)。而我們目前應(yīng)用最廣的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)是通過(guò)主動(dòng)照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來(lái)實(shí)施監(jiān)控的夜視技術(shù)，以便實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的夜間監(jiān)控要求。

目前監(jiān)控行業(yè)里95%以上都是使用這項(xiàng)技術(shù)實(shí)行夜視監(jiān)控，LED紅外發(fā)光管通過(guò)主動(dòng)發(fā)出紅外波長(zhǎng)的光照射被監(jiān)控對(duì)象。紅外光線不在人的肉眼可見(jiàn)的范圍內(nèi)，因此，一般情況下是不可見(jiàn)的。紅外光的亮度決定了被監(jiān)控物體的清晰程度。

紅外技術(shù)的發(fā)展

主動(dòng)半導(dǎo)體紅外技術(shù)最早在上世紀(jì)60年代初期由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成功，最早期的紅外轉(zhuǎn)換效率只有5%，效率很低，多用在紅外遙控器等簡(jiǎn)單產(chǎn)品上。經(jīng)過(guò)在夜視應(yīng)用中的反復(fù)實(shí)踐和發(fā)展，通過(guò)把單個(gè)的紅外LED封裝組合起來(lái)，固定于鏡頭的周?chē)?，給監(jiān)控攝像機(jī)取像進(jìn)行主動(dòng)補(bǔ)光。單個(gè)LED紅外二極管的有效效率為20%左右，但是存在明顯的缺陷，那就是受限于散熱處理而發(fā)光功率大大減小，以至于照明距離急劇縮減，往往達(dá)不到標(biāo)稱的照射距離;還有就是產(chǎn)品的體積，受限于LED管的數(shù)量，為了達(dá)到照明需要，就得用多個(gè)LED管組裝，造成體積增加，不便于應(yīng)用。另外，由于LED的熱量無(wú)法有效散發(fā)，導(dǎo)致腔體整體溫度增加，嚴(yán)重影響了了攝像機(jī)CCD的性能，也就是為什么市場(chǎng)上主流的紅外攝像機(jī)壽命比較短，使用一段時(shí)間之后，效果明顯變差的主要原因。

基于市場(chǎng)實(shí)踐的迫切需求，陣列紅外在原有的LED紅外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一項(xiàng)革命性改進(jìn)，就應(yīng)運(yùn)而生了。陣列紅外夜視技術(shù)，本質(zhì)還是通過(guò)攝像機(jī)發(fā)射主動(dòng)紅外光波的方式實(shí)行夜視效果，但采用了先進(jìn)的封裝技術(shù)，將幾十個(gè)高功率、高效率的紅外晶元封裝在一個(gè)平面上。這一技術(shù)一問(wèn)世，就獲得了異乎尋常的飛速發(fā)展。

陣列紅外攝像機(jī)在監(jiān)控領(lǐng)域中應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)在于解決了LED光源散熱的問(wèn)題，具有極高的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度，光電轉(zhuǎn)換效率比普通紅外LED攝像機(jī)提高了25%左右，效率可達(dá)到45%，大大地降低了能耗、增加了照明距離，同時(shí)延長(zhǎng)了攝像機(jī)的使用壽命，陣列紅外夜視攝像機(jī)的使用壽命一般為普通紅外攝像機(jī)使用壽命的9倍。

陣列紅外攝像機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)

亮度高

很顯然，亮度越高，光線的照射距離就越遠(yuǎn)，單個(gè)的LED輸出光功率一般為5~15mW，雖然可以通過(guò)加大電流來(lái)提高亮度，但是材料本身的局限性是，紅外線的光電轉(zhuǎn)換效率不高，只有20%的光，余下的80%便是熱能。因此，提高亮度的同時(shí)，也產(chǎn)生了更多的熱能，這對(duì)工作溫度要求嚴(yán)格的攝像機(jī)的關(guān)鍵器件 CCD來(lái)說(shuō)，明顯是行不通。另外，LED多個(gè)組合是以PCB板為載體，散熱性能不好。而陣列紅外攝像機(jī)的光源，通過(guò)將幾十個(gè)高效率和高功率的晶元通過(guò)高科技封裝在一個(gè)平面上，配置良好的導(dǎo)熱裝置。同時(shí)增加其光電轉(zhuǎn)換效率，亮度約是單個(gè)LED的100倍。

體積小

前面提到過(guò)，陣列紅外運(yùn)用了高集成的先進(jìn)封裝技術(shù)，一塊封裝了幾十個(gè)晶元的陣列紅外芯片，僅僅指甲蓋大小。試想一下，把幾十個(gè)單個(gè)的LED組合在一起的體積會(huì)是什么樣?體積小最主要是便于應(yīng)用，如果將幾十個(gè)單個(gè)LED組合的紅外光源安裝在高速球機(jī)上，效果是可想而知的。

壽命長(zhǎng)

陣列紅外技術(shù)保證了CCD良好的工作狀態(tài)，其使用壽命是普通LED紅外攝像機(jī)的9倍。普通的LED紅外攝像機(jī)將 LED發(fā)光管和攝像機(jī)置于一個(gè)腔體內(nèi)，而且LED管的熱量無(wú)法通過(guò)PCB板得到有效散發(fā)，溫度問(wèn)題嚴(yán)重制約了CCD的使用壽命。普通LED紅外攝像機(jī)在使用3個(gè)月后，便開(kāi)始出現(xiàn)老化跡象，畫(huà)面模糊、發(fā)白、對(duì)比度缺乏等等問(wèn)題出現(xiàn)，直接影響產(chǎn)品使用效果，甚至整個(gè)攝像機(jī)報(bào)廢。

效率高

由半導(dǎo)體本身的特性所決定，其發(fā)光效率與散熱性能是一個(gè)良性