分析國(guó)內(nèi)LED紅外攝像機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及制約因素

顧名思義，紅外攝像機(jī)就是在夜間，攝像機(jī)會(huì)發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線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進(jìn)入CCD。這時(shí)我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，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(jiān)控向室外發(fā)展，室外監(jiān)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(shì)已成為絕大多數(shù)攝像機(jī)行業(yè)人員的看法。

　　由于紅外攝像機(jī)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(rèn)可，其市場(chǎng)份額也在逐步擴(kuò)大。據(jù)調(diào)查顯示，國(guó)內(nèi)紅外攝像機(jī)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(dá)到了30%左右。從全球安防市場(chǎng)來(lái)看，紅外攝像機(jī)非常具有“中國(guó)特色”，連索尼及剛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)不久的三星等國(guó)外品牌為適應(yīng)中國(guó)本土化，也開(kāi)始研發(fā)紅外攝像機(jī)。紅外攝像機(jī)目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展火熱，但紅火的同時(shí)，紅外攝像機(jī)在應(yīng)用中所暴露出來(lái)的缺點(diǎn)也越來(lái)越明顯。

　　紅外攝像機(jī)的發(fā)展

　　為了滿足全天候監(jiān)控的需求，早在2001~2003年我國(guó)監(jiān)控生產(chǎn)廠家就開(kāi)始探索紅外攝像機(jī)技術(shù)。從早期的攝像機(jī)加紅外燈板的模組到攝像機(jī)和紅外燈的一體化設(shè)計(jì)，從LED紅外燈手控模式到光敏電阻自動(dòng)控制，再到攝像機(jī)雙濾光片的引入應(yīng)用；從最基本的視頻監(jiān)控要求到防水防暴、強(qiáng)光抑制、人臉識(shí)別、隱私遮蔽等各式各樣功能需求的紅外攝像機(jī)出現(xiàn)，無(wú)不見(jiàn)證著我國(guó)紅外攝像機(jī)技術(shù)和市場(chǎng)的長(zhǎng)足發(fā)展。2006年以后，隨著越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家涌入該領(lǐng)域，紅外攝像機(jī)市場(chǎng)逐步形成了供大于求的局面，廠家間的競(jìng)爭(zhēng)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(jī)產(chǎn)品也和其他安防產(chǎn)品一樣，有著同樣的時(shí)代印記?？陀^說(shuō)，手工作坊的充斥、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失都在某種程度上制約著紅外攝像機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。

　　紅外技術(shù)在1800年被英國(guó)天文學(xué)家Herschel發(fā)現(xiàn)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(yīng)用，其中主動(dòng)紅外攝像技術(shù)在安防監(jiān)控中的應(yīng)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(jī)在以迅雷不及掩耳之勢(shì)發(fā)展壯大的同時(shí)，產(chǎn)品類型也在不斷多樣化，應(yīng)用領(lǐng)域也在進(jìn)一步拓展。歸納起來(lái)有以下幾種類型：

　　第一，已經(jīng)淘汰的鹵素?zé)艏t外攝像機(jī)：鹵素?zé)舻陌l(fā)光功率非常強(qiáng)大，當(dāng)然耗電量以及發(fā)熱也會(huì)相對(duì)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)以內(nèi)，而且紅暴現(xiàn)象特別嚴(yán)重，故不適合用于民用夜視監(jiān)控方面。鹵素?zé)艏t外攝像機(jī)因功率大且有濾光片光熱轉(zhuǎn)換，所以發(fā)熱問(wèn)題尤其嚴(yán)重，維護(hù)成本較高、壽命短。

　　第二，LED紅外攝像機(jī)：LED紅外燈是由一定數(shù)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(jié)，外加正向偏置電壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830~950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為CCD攝像機(jī)可感受的范圍。LED紅外攝像機(jī)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(cāng)庫(kù)等室內(nèi)及建筑物外圍、小區(qū)周界、道路等中短距離監(jiān)控。

　　第三，LED陣列式紅外攝像機(jī)：陣列式紅外燈的內(nèi)核為發(fā)光二極管陣列（LED Array），與傳統(tǒng)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(guī)單LED的輸出5~15mW的數(shù)十倍，所以射距遠(yuǎn)；2、電-光轉(zhuǎn)換效率高，普通紅外LED的電光轉(zhuǎn)換效率僅為10%左右，而LED Array電光轉(zhuǎn)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(biāo)下比普通LED紅外燈產(chǎn)品體積小很多；4、壽命長(zhǎng)，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(xiàn)象”。由于其發(fā)光角度可達(dá)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(jī)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(jī)適用范圍基本與LED紅外攝像機(jī)一樣，比較適合大廳、倉(cāng)庫(kù)等室內(nèi)及建筑物外圍、小區(qū)周界、道路等中短距離監(jiān)控應(yīng)用。

　　第四，點(diǎn)陣式紅外攝像機(jī)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(chǔ)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(zhǎng)，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(dú)立透鏡，按照使用需求任意調(diào)節(jié)光的分布角度，這樣就同時(shí)解決了第一代的“手電筒效應(yīng)”問(wèn)題和第二代的“偏心現(xiàn)象”。

　　第五，激光紅外攝像機(jī)：激光紅外攝像機(jī)照射距離最遠(yuǎn)一般可達(dá)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(qū)、軍事、養(yǎng)殖、港口和平安市場(chǎng)等場(chǎng)所的監(jiān)控，隨著成本的進(jìn)一步降低，目前已經(jīng)應(yīng)用到包括小區(qū)在內(nèi)的眾多需要夜視監(jiān)控的領(lǐng)域。因而，紅外攝像機(jī)需要根據(jù)具體使用環(huán)境，特別是夜晚環(huán)境情況來(lái)確定攝像機(jī)類型。

紅外攝像機(jī)的弊端

　　由于紅外攝像機(jī)具有夜視功能、隱蔽性強(qiáng)、價(jià)格又實(shí)惠等突出優(yōu)勢(shì)，一直備受用戶青睞。但應(yīng)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(jī)的弊端主要有幾方面：

　　1、 防水及散熱效果不佳

　　紅外攝像機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間使用之后，內(nèi)部或多或少會(huì)出現(xiàn)汽水（此現(xiàn)象主要集中在北方地區(qū)），造成這個(gè)現(xiàn)象的原因主要是外殼的密封效果不夠和當(dāng)時(shí)裝機(jī)時(shí)沒(méi)有考慮到溫差。當(dāng)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(jī)的使用壽命。

　　2、 夜視效果不理想

　　此現(xiàn)象主要表現(xiàn)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(xiàn)在紅外攝像機(jī)所使用的紅外燈又稱850紅外發(fā)射管，峰值波長(zhǎng)在850，角度從5-60度可以選擇，當(dāng)紅外發(fā)射管角度越小時(shí)照射距離越遠(yuǎn)，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(jī)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(jī)濾光片的問(wèn)題，一般紅外攝像機(jī)使用能透過(guò)一定比例紅外光線的雙峰濾光片，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，但由于自然光線中含有較多的紅外成份，當(dāng)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(fù)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(jī)在某些復(fù)雜的光線的環(huán)境下不能穩(wěn)定的工作造成的，同時(shí)因?yàn)槎鄶?shù)廠家都是使用簡(jiǎn)單的如光敏電阻感應(yīng)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(fù)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(jī)的通病。LED消耗的電能一部分轉(zhuǎn)換為有效的光能量，一部分則轉(zhuǎn)換為熱能，這是不可避免的，問(wèn)題是對(duì)產(chǎn)生的熱能要進(jìn)行合理的控制和處置。當(dāng)產(chǎn)生的熱能太多，或沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧r(shí)，機(jī)內(nèi)溫升過(guò)高，導(dǎo)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(jī)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(nèi)人士認(rèn)為，紅外攝像機(jī)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