新一代阵列式红外光源及其在安防监控中的应用
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红外热成像仪在军事中的应用我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。
通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。
自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。
自然界所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体都会发出红外线,红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。
大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。
因此,这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。
我们利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的恶劣环境,能够清晰地观察到前方的情况。
正是由于这个特点,红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。
同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。
随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展,安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。
随着军用的需求的增加,现代高新技术几乎在军队系统中都有应用或即将应用。
现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术在军内系统中也开始得到了应用。
红外热成像我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。
通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。
自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。
同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
2024年红外技术市场前景分析引言红外技术作为一种无线电波技术,已经广泛应用于军事、安防、医疗、工业等领域。
随着科技的不断进步和市场需求的增加,红外技术市场正呈现出蓬勃发展的前景。
本文旨在对红外技术市场前景进行分析,探讨其市场规模、应用领域以及发展趋势。
市场规模根据市场研究机构的数据,红外技术市场规模在过去几年持续增长。
预计到2025年,全球红外技术市场规模将达到数十亿美元。
这一巨大的市场规模主要得益于红外技术在安防领域的广泛应用,例如夜视仪、红外相机等。
同时,红外技术在军事、医疗、工业等领域的应用也在不断拓展。
应用领域安防领域红外技术在安防领域有着广泛的应用。
夜视仪是其中最常见的应用之一,可以通过红外传感器捕捉到人眼无法察觉的红外光,以增强暗光环境下的监控能力。
此外,红外相机也被广泛应用于安防摄像领域,通过红外热成像技术可以实现对目标温度的检测和识别。
军事领域红外技术在军事领域的应用也非常重要。
红外导引系统可以用于导弹、飞机和舰船等军事装备中,通过红外成像技术实现目标的锁定和跟踪。
此外,红外探测器也可以用于监测敌方目标的热量辐射,实现情报收集和目标识别。
医疗领域红外技术在医疗领域的应用主要集中在体温检测和红外医学成像等方面。
特别是在疫情防控中,红外体温检测仪成为了一种非接触式测温手段,为大规模人群的体温监测提供了便利。
此外,红外医学成像技术也可以用于观察人体内部的温度分布,帮助医生诊断一些疾病。
工业领域在工业领域,红外技术可以应用于热成像检测、物体计数、液位测量等方面。
通过红外热成像技术,可以在设备运行过程中及时发现异常热源,预防潜在的故障。
此外,红外物体计数器也可以通过对红外光信号的检测,实现对物体的计数和监控。
发展趋势红外技术市场未来的发展将会受到多个因素的影响。
首先,随着传感器技术的不断进步,红外探测器的灵敏度和分辨率将得到提高,为红外技术的应用拓展提供更多可能。
其次,随着人工智能和大数据技术的发展,红外技术与其他领域的融合将会加速,形成更加智能化的应用场景。
红外光学技术的应用随着科技的不断发展,红外光学技术在各行各业中的应用越来越广泛。
红外光学技术是指利用红外波长范围内的光与物体相互作用的一种技术。
与其他光学技术相比,其具有许多独特的特点,如通过灰尘、烟雾等障碍物进行探测,可以探测目标的热量等。
下面我们来看看红外光学技术在几个领域中的应用。
一、安全领域红外光学技术在安保领域中的应用非常广泛。
最常见的应用是红外探测器。
在夜间或低光环境中,红外探测器可以通过感应被掩盖的预测区域内的体温变化,从而实现对恶意行为的监测。
这种技术能够在很长时间内保持高度准确的性能,即使是在恶劣的工作环境中也是如此。
二、医疗领域在医疗领域中,红外光学技术同样扮演着重要的角色。
红外光学技术可以通过人体辐射的热量来测量体温。
因此,红外光学技术被广泛应用于医疗体温测量中,其精度和检测速度都很高。
此外,红外辐射还可以被用于疼痛管理和炎症控制。
三、军事领域红外光学技术在军事应用中也非常重要。
它可以被用作热成像仪,在暗视条件下进行远程探测,识别无人机和车辆,以及探测敌人的热签名。
其软硬件系统适应不同的环境条件,并能快速响应各种情况。
四、环境监测无论是在城市环境还是田间农耕中,都需要保护环境,红外光学技术在环境监测方面也很有用。
例如空气污染监测,可以使用红外遥感技术来检测气体的浓度,如二氧化碳、氨气、甲烷等。
这可以帮助我们实时分析空气质量,并防止空气污染。
总结红外光学技术与其它技术相比具有更强的灵敏性、更高的准确性和更广泛的应用范围。
红外光学技术在安全、医疗、军事等领域的应用,都具有重要的意义。
在未来技术的发展中,我们有理由相信,红外光学技术将会继续为人类社会做出更多的贡献。
在目前的红外成像技术中,有两种红外技术,一种是被动式红外技术,另一种则是主动式红外技术。
被动式采用红外热成像技术,通过感应物体发射的红外线强弱来成像,这种技术可以在无光的环境中工作,隐蔽性极强,由于造价成本高,目前主要用于军事。
主动式则采用红外灯板技术,通过红外灯主动发射红外线为摄像机提供光源,这种技术和可见光技术原理差不多,只是将光谱频段换成红外光而已,它具有一定的隐蔽性能,不易被察觉,价格低廉,成像效果好等特点,主要应用于安防监控行业。
安防红外灯技术按类型可以分为LED红外灯、激光红外灯、阵列式红外灯。
下面我们一一对其讲解。
第一类:激光红外灯技术。
激光红外灯主要适合远距离监控摄像机,它采用半导体激光器释放出大量电子来产生光能,激光具有照射距离远,能保持一定的方向性照射,照射角度小,能量集中不易散失,特别适合远距离照明。
目前常规激光红外灯系列产品的照射距离均在100米以上,照射距离最远的甚至可达3公里。
目前红外激光夜视技术主要应用在森林防火、码头船舶监控、旅游景点、油田监控等大面积长距离监控。
由于激光红外灯对技术要求非常高,原材料成本也较贵,目前仅在少数高端产品中应用。
第二类:阵列式红外灯。
阵列式红外灯是最近几年才被开发出来的红外灯新品,主要是在传统LED红外灯的基础上的发展和完善,也有人们称它为LED红外灯的升级版。
阵列式红外灯与LED的不同点在于其采用了最新的封装技术,将几个到几十个大功率红外发光晶体封装在一个大平面中,发光强度等于封装晶体总数之和。
阵列式红外灯的改进了传统红外灯的缺陷,光电转换效率可达25%,具有照射距离远、高亮度、长寿命、照射角度大等等特点,目前主要应用于交通路口、学校、小区、工厂、体育场等等监控区域。
第三类:LED红外灯。
这种红外灯主要采集发光二级管按一定的规则排列组成。
二级管则采用红外辐射效率高的材料制成,制作工序简单,成本低廉,使用寿命长,为当前主流红外灯。
使用LED红外灯的厂家都知道,基于该技术工作原理,有一定的局限性,如照射距离问题、画面效果问题、使用寿命问题、散热问题等等。
红外成像技术的原理与应用红外成像技术是一种高科技的技术,它的发展使得许多行业和领域得到了极大的改善。
红外成像技术的应用十分广泛,它的原理也是非常高深的。
本文将会深入探讨这个话题,并讲解红外成像技术的原理与应用。
一、红外成像技术的原理红外成像技术是基于物体对红外光的反射、辐射或透过红外光的不同响应特性,对物体进行探测和成像的一种技术。
在红外光学领域有一个著名的定律——Planck 定律,它是一个物理学定律,表明了物体辐射出的辐射能量是与所辐射的波长以及物体的温度有关。
Planck 定律为红外成像技术的发展奠定了基础。
红外光的波长在 0.75-1000 微米之间,远远超出了人类能够看到的可见光,因此我们无法直接观察物体对红外光的反射、辐射或透过。
但是,我们可以通过研究物体对红外光的响应特性来进行探测和成像。
红外成像技术主要包括两种方式:热成像和被动成像。
1. 热成像热成像(Thermal Imaging)是根据物体的表面温度不同,红外辐射亮度不同来进行成像的。
红外相机通过检测物体辐射出的红外光,从而测量物体的表面温度。
红外相机可以将物体表面温度的变化转换为不同颜色的图像,从而得到一幅温度图像。
不同温度的色彩呈现不同的颜色,形成一种热力图,以便更直观地反映物体表面温度的分布情况。
2. 被动成像被动成像(Passive Imaging)是指根据物体对红外光的反射、散射或透过等特性进行成像的一种技术。
被动红外成像技术主要是采用红外探测器对物体反射、透过或辐射的红外光进行探测,然后通过图像处理算法将这些数据转化为图像。
被动红外成像技术的优点是可以在黑暗中工作,无需依赖光源。
二、红外成像技术的应用红外成像技术具有广泛的应用领域,从安防、军事到医学、工业等领域都有其独特的应用。
1. 安防方面的应用红外成像技术在安防领域起着重要的作用,尤其是在暗光条件下的监控。
人们经常可以看到在监控画面中,黑暗中出现明亮的人影,这就是红外摄像机发挥的作用。
阵列红外摄像机相比普通红外摄像机的主要优势1.亮度高。
很显然,亮度越高,光线的照射距离就越远,单个的LED 输出光功率一般为5~15mW,虽然可以通过加大电流来提高亮度,但是材料本身的局限性是,红外线的光电转换效率不高,只有20%的光,余下的80%便是热能。
因此,提高亮度的同时,也产生了更多的热能,对工作温度要求严格的摄像机的关键器件CCD来说,明显是行不通。
另外,多个LED多个组合是以PCB板为载体,散热性能不好。
而阵列红外摄像机的光源,通过将几十个高效率和高功率的晶元通过高科技封装在一个平面上,配置良好的导热装置。
同时增加其光电转换效率,亮度约是单个LED的100倍。
2.体积小。
前面提到过,阵列红外运用了高集成的先进封装技术,一块封装了几十个晶元的阵列红外芯片,仅仅指甲盖大小,试想一下,把几十个单个的LED组合在一起的体积会是什么样?体积小最主要是便于应用,如果用几十个单个LED组合的红外光源安装时高速球机上,效果是可想而知的。
3.寿命长:众能达在5年前就敏锐地感觉到夜视监控领域在技术上有难以突破的瓶颈,因此就集中投入大量的研发力量,专注于夜视监控领域的研究和开发。
终于研究了阵列红外技术,全系列产品拥有独立专利技术和知识产权,保证了CCD良好的工作状态,其使用寿命是普通LED红外摄像机的9倍。
普通的LED红外摄像机将LED发光管和摄像机置于一个腔体内,而且LED管的热量无法通过PCB板得到有效散发,温度问题严重制约了CCD的使用寿命。
普通LED红外摄像机在使用3个月后,便开始出现老化迹象,画面模糊、发白、对比度缺乏等等问题出现,直接影响产品使用效果,甚至整个摄像机报废。
4.效率高:由半导体本身的特性所决定,其发光效率与散热性能是一个良性循环。
散热性能越好,那么工作温度就越低,工作温度低又能更好的保障其发光效率。
反之,则是陷入效率不断衰减的恶性循环。
另外,我们的供电系统采用自主专利的高频尖脉冲供电,保证获得更高的效率。
红外光源摄像机定额红外光源摄像机摄像机是现代科技中的重要装备之一,它可以捕捉图像并将其转化为电信号,用于监控、录像、拍照等各种应用。
而红外光源摄像机是一种特殊类型的摄像机,它可以在低光环境下实现夜视功能,为用户提供更广阔的监控视野。
本文将介绍红外光源摄像机的原理、应用以及未来发展趋势。
一、原理红外光源摄像机是基于红外光技术的一种特殊摄像机,它主要通过红外光源发射红外光,然后摄像机的红外传感器接收红外光并转化为电信号,最终形成一个红外图像。
红外光源的发射距离和强度可以根据需要进行调节,以满足不同环境下的监控需求。
红外光源摄像机广泛应用于夜间监控、安防等领域。
二、应用1. 夜视监控红外光源摄像机能够在低光环境下实现夜视功能,因此在夜间监控领域有着广泛的应用。
它可以被用于监控重要的道路、停车场、大型商场等地方,有效提高夜间监控的有效性和可靠性。
2. 安防领域红外光源摄像机在安防领域也有着重要的应用。
例如,它可以被用于监控银行、机场、地铁站等公共场所,及时发现和预防各类安全事件的发生。
此外,红外光源摄像机还可以被用于监控重要设施,如核电站、油田等地方,确保其安全运行。
3. 军事侦察红外光源摄像机在军事领域中也有着重要的应用。
它可以被用于夜间侦察、无人机监视、边防监控等任务,并能有效提高军事情报的获取和分析能力。
4. 科学研究红外光源摄像机还广泛应用于天文学、地质学等科学研究领域。
通过红外光技术,科学家们可以观测到宇宙中的各种红外辐射,研究宇宙起源、星系演化等重要问题。
三、未来发展趋势随着科技的不断进步,红外光源摄像机也在不断发展和改进。
未来,红外光源摄像机将会朝着以下几个方向进行发展:1. 高清晰度随着显示技术的不断发展,高清晰度已经成为了摄像机的一个重要指标。
红外光源摄像机也需要不断提高其图像的清晰度和分辨率,以更好地满足用户的需求。
2. 多功能化未来的红外光源摄像机将趋向于多功能化发展。
除了夜视功能外,它还可能集成其他功能,如人脸识别、车牌识别等,以满足不同行业的需求。
2024年中红外激光器市场发展现状中红外激光器是指工作波长在3-5微米范围内的激光器。
随着红外技术的不断进步和应用领域的扩大,中红外激光器市场持续成长。
本文将分析中红外激光器市场的发展现状,并探讨其未来的趋势和挑战。
1. 市场概述中红外激光器具有很多独特的特性,如高功率输出、窄线宽、高频率稳定性等,使其在军事、安防、环境监测、生命科学等领域有着广泛的应用。
目前,中红外激光器市场已经形成了多个细分领域,如红外成像、光谱分析、红外通信等。
2. 市场驱动因素中红外激光器市场的发展受到多个因素的驱动。
2.1 技术进步中红外激光器的技术不断发展,新材料和新工艺的应用使得激光器的性能得以提升。
例如,半导体激光器的不断进步,使得中红外激光器的功率密度和效率大大提高。
2.2 应用扩大中红外激光器在军事、安防、环境监测、生命科学等领域的应用逐渐扩大。
由于中红外波段在大气中传输损耗小,因此特别适用于长距离通信和光纤传感领域。
3.1 市场规模据市场研究公司的数据显示,中红外激光器市场的规模在过去几年中呈现稳步增长的态势。
预计在未来几年中,市场规模还将继续扩大。
3.2 主要厂商目前,全球中红外激光器市场上主要的厂商有雷射科技控股、爱普生锐敏光学技术等。
这些公司拥有先进的技术和丰富的行业经验,在市场中占据较大的份额。
4. 市场趋势4.1 小型化和集成化目前,中红外激光器的趋势是小型化和集成化。
随着器件尺寸的减小和功耗的降低,中红外激光器在便携设备和无人机等领域的应用将得到进一步推广。
4.2 多功能化未来,中红外激光器将向多功能化方向发展。
通过与其他传感器和设备的集成,中红外激光器可以实现更复杂的应用,如智能安防系统和自动驾驶技术。
5.1 技术难题中红外激光器的推广和应用仍然面临着一些技术难题。
例如,中红外激光器的制造成本较高、可靠性有待提高等。
5.2 法律与标准中红外激光器的应用涉及到一些法律和标准的问题。
例如,激光的安全性和隐私保护等问题,需要相关部门制定相应的法规和标准。
红外焦平面阵列简介自从赫谢尔利第一次发现了红外辐射以来,人们就开始不断运用各种方法对红外辐射进行检测,并根据红外光的特点而加以应用,相继制成了各种红外探测器。
进入20世纪后,红外探测器技术取得了惊人的进展,特别是冷战时期,军备竞赛各方投入巨资进行研究,突破了诸多难题,使红外探测器技术从30年代单一的PbS器件发展到现在的多个品种,从单元器件发展到目前焦平面信号处理的大型红外焦平面阵列。
红外焦平面阵列技术作为红外探测技术发展的一个里程碑,正在急速地拓展新的应用领域和市场,渗透到工业监测探测、执法、安全、医疗、遥感、设备等商业用领域,改变了其长期以来主要用于军用领域的状况。
红外焦平面阵列是红外系统及热成像器件的关键部件,是置于红外光学系统焦平面上,可使整个视场内景物的每一个像元与一个敏感元相对应的多元平面阵列红外探测器件,在军事领域得到了广泛应用,拥有巨大的市场潜力和应用前景。
目前许多国家,尤其是美国等西方军事发达国家,都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发,并获得了成功。
下面依次介绍其原工作原理、分类以及读出电路,并简述国内外发展情况以及展望其发展方向。
一、红外焦平面阵列原理焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列,从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上,探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持,通过输出缓冲和多路传输系统,最终送达监视系统形成图像。
二、红外焦平面阵列分类1、根据制冷方式划分根据制冷方式,红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。
制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶斯特林循环致冷器集成体[5]。
由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率,所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。
当前制冷型的探测器其探测率达到~1011cmHz12W-1,而非制冷型的探测器为~109cmHz12W-1,相差为两个数量级。
什么是阵列式红外灯阵列式红外摄像机即为安装了最先进最新型的监控红外灯即阵列式红外灯的红外摄像机,阵列式红外灯的内核为LED Array,它是一个战略式的LED,你们也许在图上可以看到,它是有许许多多的小点组成的,而中央圆形发光的部分比你的小指甲盖还小,但是在这么小的范围里面它发出来的光线非常的大,一般用传统的LED来讲,我们一个LED Array可以发数百个LED的光,试想数百个红外线做成LED的灯有多大。
而LED只要小指甲这么小的范围就能够达到这样的亮度,这是LED和LED Array不同的地方,也就是发光的功率不同,假设某一个LED Array的零件它的发光功率相等于100颗LED总和的亮度,那么101颗LED总和就比我亮,所以无所谓谁比谁亮的问题。
当LED都达到相同的亮度的时候体积会比它小非常非常的多。
第二个是发光角度的问题,传统的LED由于它单个的功率不大,所以一般使用比较小的试图照的比较远一点。
因此一般的LED的角度,传统的LED的角度都是在半功率角10左右。
半功率角就是发光体,你的正前方是最亮的地方,两边逐步逐步的变暗,假设这边的亮度是中央的一半亮,我们这样形成的角度是半功率角。
如果一个发光体半功率角是20度,并不是说它只能照20度的范围,它可以照到40—50度的范围。
而一般的LED的半功率角大约照亮的范围约20度左右。
而而LED可以照达到180度的光速,你如果放在屋顶上它可以均匀的把整个空间照亮,不会形成手电筒的光速。
这是LED和LED Array在角度上的差距。
但是角度的广与角度的窄不能代表哪一个好,哪一个不好。
一般而言,在室内,屋顶到地板无所谓距离可言,我们要求是角度广,但角度越广它所发射的距离就相对越短。
因此用在室外的时候我们要求尽可能是小角度送的远一点,因此在我们的产品前端都放有一些聚光的镜头,不同方式的聚光镜头,让我们广角度的零件集中能量送的远一点。
LED Array我们可以制作出可广可窄的发射角度的产品,而一般的LED都只能做小角,对于广角度的使用很不利。
新一代阵列式红外光源及其在安防监控中的应用光是生命的源泉,它哺育了世间的万物,为人类世界带来了智慧和光明。
如果没有光,就不可能有我们现在的文明。
因而,从抽象的艺术表现到有效的科学应用,光( 光学)为我们提供了很有价值的信息资源。
1860 年,麦克斯韦电磁理论建立后,才认识到光也是一种电磁现象。
原来光和无线电波一样,也是一种电磁波,只不过光的波长比无线电波短得多而已。
电磁波谱及波段划分如图1 所示。
由图1 可知,电磁波包括的范围很广,如现在已经发现的宇宙射线,其波长小于几个皮米(1pm=10-12m),而广播用的无线电波的波长则达上千米,它们都属于电磁波的范畴。
光波仅仅是电磁波中的一小部分,它包括的波长区间约从几个纳米(1nm=10-9m)到1mm左右。
这些光并不是人眼都能看得见的。
其中只有波长从约380nm到780nm范围内的电磁波,才能引起人眼感光细胞的直接感觉。
这一段波谱我们称为可见光区。
为了清楚起见,分别将紫外、可见和红外光部分放大如图 1 下部分所示。
在可见光中,波长最短的是紫光,稍长的是蓝光,以后的顺序是青光、绿光、黄光、橙光和红光,红光的波长最长。
而在不可见光中,波长比紫光短的光称为紫外线,比红光长的叫红外线。
红外光的波长有3个区:波长从0.78 g m-1.5 g m的光为近红外光;波长从1.5 g m-10g m的光为中红外光;波长从10g m^1000g m 的光为远红外光。
显然,那种说:“可见光的波长是300nm-700nm,“波长超过700nm的光线叫做红外线”,“715nm的红外灯能使大多数黑白摄像机或昼夜转换摄像机对该波长范围的红外光都比较敏感,从而达到对摄像机选择要求不高的效果,并且较于830 nm的红外灯具有更远的投射距离,但同时此波长的红外灯也特别容易在灯窗口处产生红暴点,从而使任何人都能够远距离看到红外灯的工作状态”(至今还有人在文章中这样说)是错误的。
在错误的结论下讨论红暴问题自然也就不恰当了,因为700〜780nm的光,本来就是看得见的红光。
随着安防行业的发展,24小时不间断地监控对夜视要求越来越高,红外技术经历了不同时期的发展,已广泛应用于监控夜视领域,尤其要求夜间隐蔽性监控。
因为传统式的照明灯光经常会引起别人的注意,会提醒入侵者“装有电视监控系统”,或者会影响周围的住户。
而安装红外光源则不存在这些问题。
目前,在安防监控领域主要是利用红外光源照明的主动红外夜视系统。
本文介绍红外光源的种类、发展,新一代阵列式红外光源的特点,与半导体激光红外光源的区别与比较,以及它在安防视频监控中的应用与发展前景。
红外光源的种类及发展红外技术早在60 年代初期由美国贝尔实验室研发成功,到目前为止,广泛应用于安防监控行业,红外技术的运用有两种方式:第一种是被动红外夜视技术。
它是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术,它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标,其对应装备为红外热感应成像仪。
热成像仪具有不同于其它夜视仪的独特优点,如可在雾、雨、雪的天气下工作,作用距离远,能识别伪装和抗干扰等,已成国外夜视装备的发展重点,并将在一定程度上取代微光夜视仪。
但画面仅为物体的轮廓,无法做为呈堂的证据,而且它的价格极为昂贵,一旦价格下降,也将会用于监控系统。
第二种是主动红外夜视技术。
它是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术,其对应装备为主动红外夜视仪,是目前监控行业里普遍运用的一项技术。
红外线监控系统通过主动发出红外波长的红外灯光照亮物体,显然红外光的亮度决定了看清的程度。
一般,产生这种不可见光的红外光源的方法有下列三种:(1)直接使用白炽灯或氙灯发出的红外光,即在这两种灯上安装可见光滤镜,即滤去可见光,只让看不见的红外射线射出;(2)使用红外发光二极管LED或LED阵列来产生红外光。
这种器件是通过半导体中的电子与空穴复合来产生红外光的;(3)使用红外激光二极管LD作红外光源。
它把处于较低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去,通过大量粒子分布反转,共振而维持受激辐射。
第一种红外灯在安防视频监控领域使用的时间最长、技术也最为成熟,直到现在以这种工作方式的产品也还有人在工程中运用。
特别在一些室外环境中需要照射远距离的环境中,这种红外夜视系统能够充分达到实际使用要求。
目前效果比较好的卤素灯生产厂商的产品可以达到300米左右。
相对于其它类型红外灯来讲,这种热光源的工作寿命(灯泡寿命)较短,一般通过光控开关使卤素红外灯在环境照度低于一定照度值时自动接通卤素红外灯工作电源,当整体环境照度高于一定照度值时自动断开卤素红外灯工作电源,从而使卤素红外灯能在白天或夜间自动切换。
实际上,这种光控开关装置的程序设置中还设有一段等待时间值,以保证让灯泡慢慢变热,防止突然变热对灯泡产生的损害,这对于灯泡寿命提升非常有用。
这种预热时间的保证,使之不会自动切断卤素灯工作电源,防止卤素灯工作受到瞬间的干扰(如汽车大灯瞬间照射等)影响。
但由于这种热光源的体积大、效率低,发热量巨大,使用寿命短,消耗品价格高,抗冲击的能力差,有强烈的热辐射等问题,已经被第二种红外灯技术以体积小、寿命长、价格低等优势而基本淘汰了。
第二种红外灯是目前安防视频监控领域常用的,从这种红外光源的发展史来看,可分为下列几代发展历程。
第一代:传统LED最早期的单个的红外LED转换效率很低(只有5%),多用在红外遥控器等简单产品上。
经过在夜视应用中的反复实践和发展,通过把单个的红外LED封装组合起来,固定于镜头的周围,给监控摄像机取像进行主动补光。
这种传统的小功率LED灯是最先用于红外摄像机并现在仍在大量使用的一种红外光光源,它们是第一代LED其主要优势是价格低,因而应用广泛,占有了红外机市场95%勺份额。
但品质参差不齐,所以价格差异也大。
其主要缺点是:①寿命短。
因传统LED散热处理不良,造成周围温度太高而影响附近电子元器件的寿命(如摄像机板,控制电路板等易坏,使寿命缩短);②光衰减太快。
因传统LED用“环氧树脂”作为透镜的材料,但“环氧树脂”遇热后会产生断裂,随着时间长了,断裂面就愈来愈多。
红外光线通过每个断裂面时,有部分光穿过了,也有部分光折射回来了。
通过的断裂面愈多则折射回的光就愈多,出去的光就愈少,因而传统LED光衰减特快、这也是寿命缩短的主要原因。
若采用其它不断裂材料(如硅胶)取代环氧树脂,则其生产成本又将上升(超过现在的数十倍以上),从而又失去了市场竞争力。
③功率小等。
第二代:小功率阵列式LED点阵式的L E D称第二代阵列式LED,它集成了多颗小功率LED在一个小范围内,并作了“热电分离”处理,使整个零件能置于任意大小、任意形状的散热体上,从而解决了散热问题,不再会由于高温而伤害了周围其它电子元器件。
并且,使用了不断裂的封装材料而极大地减少了光衰减,使寿命较传统LED增长了5〜10倍。
因而有体积小,散热处理好,寿命长的优点。
其主要缺点是:①小功率阵列式LED的价格较传统LED高出甚多;②亮度比相同功率的传统LED的低。
因为它为了配合摄像机镜头的角度而使用透镜来缩小送光角度时,无可避免地有许多发光点偏离了透镜的中央而造成送光效率不佳,因而“不够亮”。
第三代:大功率阵列式LED第三代阵列式红外LED采用了革新的半导体技术,将高性能发光晶体阵列式排列,经过特殊封装,形成大功率发光二极管阵列(LED Array)。
它首先由美国Pacific Cybervision 公司开发生产,其每颗LED Array可集成60粒LED发光晶体,当时光学输出达到了800m时1000mw而目前,新一代的单个LED Array的光学输出己最高作到4000mW它既有第二代红外LED灯的体积小,散热处理好,寿命长的优势,又解决了第二代红外LED光源因偏心而不够亮的缺点。
这种大功率阵列式LED 的价格接近或低于传统LED,是集第一代、第二代优点于一身,并完全避免了缺点的最新一代红外LED光源。
第三种激光红外光源的光束细而强,要照亮一定范围的场景,需要通过扩束镜头扩束。
这种光源应用的最大优势在于激光具有很高的发光效率、发光强度和方向性,其电光转换效率最高可达80%,从而可大大降低能耗,增加照明距离,目前多用于1km以上距离的监控场景的夜视照明。
随着光电信息技术的发展,半导体激光器发展很快,由最初的同质PN结式,到异质结式、分布反馈式、量子阱式、垂直腔表面发射式、微腔式,以及光纤激光器与光子晶体激光器等等,发光功率由小到大,种类齐全,应有尽有,可供安防需要选择。
一般,半导体红外激光器采用金属封装和专用电源,并通过先进的半导体温控技术使得产品始终在设定的合理温度下工作,寿命能够较好地得到保证。
红外激光光源与配有长焦距镜头的摄像机组合,可以较好地实现夜间远距离监控。
特别适合应用于国家边防、海防、森林防火、交通工程等大型项目。
但由于工艺比较复杂、产量比较低,其价格比LED光源高;且激光灯功率过大对人身体健康有一定的副作用,因而需选择在安全值。
第三代红外光源的特点与前述的第一、二代红外LED相比,其主要特点是:体积小由于LED-Array为高度集成的LED, 60粒LED发光晶体集成后的体积也只有指甲盖大小。
单个LED的光学输出为5mw r 15mw而一个LEDArray的光学输出至少可达到1000mw以上。
由于LED-Array为高度集成的LED故体积比其他产品小很多。
显然,体积小更便于应用,同时也简化了成本。
亮度高它将几十个高效率和高功率的晶元通过革新的半导体技术封装在一个平面上,配置以良好的导热装置,使电光转换率达25%以上,是传统单颗LED灯的100倍。
显然,亮度越高,光线的照射距离就越远,因而亮度的高低决定了光线的照射距离。
由于LEDArray的亮度高,这就为中远距离红外摄像机的应用打下了良好基础。
寿命长普通LED产品的寿命一般为6000个小时,而LED-Array的寿命为50000个小时。
因此,其使用寿命是普通LED灯的9倍。
普通的LED红外摄像机是将LED发光管和摄像机置于一个腔体内,LED管的热量无法通过PCB板得到有效散发,温度升高严重制约了CCD摄像机的使用寿命。
通常在使用3个月后,便开始出现老化迹象:画面模糊、发白、对比度缺乏等,直接影响摄像机的使用效果,甚至使摄像机报废。
而LED-Array灯的特殊封装使散热性能好,在2〜3年内光线都无明显衰减,因而使用寿命长。
效率高由于LED-Array的最大优势在于解决了LED光源散热的问题,因而具有极高的发光效率和发光强度,其光电转换效率比普通红外LED摄像机提高了25佐右,效率可达到45%大大地降低了能耗、增加了照明距离。