紅外線一體機技術大匯總
閱讀：2525發布時間：2008-4-11
現今攝像機市場,好像只剩下紅外一體機還可以炒一炒,就因為這樣,引起的話題及爭議也zui多,大家爬文也是越爬越迷糊,因此,在這里把相關知識做個介紹,說是”大匯總”是有些夸張了,主要是希望眾專業廠家們在打廣告之余,也不忘在此灌灌水,大家吹吹牛,真理越辯越明,大家吵個一段時間,這個版就真的是”大匯總”了!
雖說”水清則無魚”,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?
CCD本來就能看到紅外線! 它本來就對紅外光有感應,不信,拿支黑白攝像機,關掉電燈,拿個紅外燈一照,影像不就出來了!
那彩色CCD為什么看不到紅外線? 事實上,彩色CCD也看的到紅外線, 就是因為它能感應到紅外線,會干擾到D.S.P 影像處理主芯片的運算,導致”偏色”,因此,得想個辦法,讓它不能接收紅外線,方法就是:讓CCD戴上”太陽眼鏡”,只是人戴的太陽眼鏡是隔離紫外線,而CCD戴的是隔離紅外線,這就是彩色CCD上頭黏的那片濾光片.
這是濾光片對每個波長光的穿透率,橫軸是波長,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”,是”紅色以外的光” 不是紅色的光,因為眼睛已經看不到了,再來,380nm左右我們眼睛看到的是紫色,在380nm往左以”外”,就叫”紫外線”,眼睛一樣看不到,但會照傷我們的皮膚,讓青藏高原同胞曬的黑黑的,臉頰紅紅的.
話扯遠了, 從上圖我們看到,濾光片已經把紅外跟紫外光擋掉了,只剩可見光進來,所以,彩色CCD就看不到紅外線了.
那黑白CCD為什么不加濾光片,難到它不怕色干擾嗎?呵呵!黑白攝像機本來就沒顏色,何來”色”干擾?
所以在早期,紅外線攝影機就是用黑白攝像機,加上紅外投射燈就行了.
后來彩色攝像機越來越普遍了,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,就有人想出個方法:當有光線時用彩色攝像機,當沒光線時,把CCD上頭那片濾光片拿掉,再打上紅外燈,這不就得了!”日夜型紅外線彩色攝像機”就這樣出來了!,這很像讀書時去辦公室找老教授,他在看書時戴個老花眼鏡,抬頭看你時就把眼鏡往頭頂上挪開,就是這個動作我也快有了,呵呵!.
所以,上頭那種攝像機,在CCD前裝了個機械結構,用電磁閥把濾光片拉開或推回去,在作動時聽的到”喀察”一聲.
說到這里,學過光學的人必注意到,CCD有濾光片跟沒濾光片,光線折射率會不一樣,把濾光片拿開,打上紅外光,折射率又會因波長不同會有些差異,這加起來就會造成焦點偏移,就是”失焦”,因此,剛剛所說的,不能只把濾光片移開,還得補上一片鏡片來調整折射率,也就是一片濾光片跟一片普遍鏡片在抽換..
這種”日夜型紅外線彩色攝像機”是日本人搞出來的,實在太貴了,想仿嗎,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攝像機”
老是這樣蒙也不是辦法,后來有人想到辦法,依舊從濾光片下手。
看到沒,”關大門,開小窗” 讓850nm那段紅外光漏了進來,所以在晚上沒燈光時,只要打上850nm的紅外光,CCD就看的到了,這招真是既省錢又方便,換個濾光片就行了,只是要注意! 不是隨便拿個紅外線投射燈就行了,必須是850nm的! 但是因為850nm跟可見光波長很近, 850nm投射燈常會產生少量可見光成份,看到的是紅色的,那就是”紅爆”的來源.
紅外線夜視問題解決了,在來是白天的問題了,既然那濾光片會讓850nm的紅外線漏進來,就會產生色干擾,也就是”白天偏色”的由來,這只能用軟件來調整DSP的程序,盡量減少色偏,誰說沒色偏,肯定是吹牛的!
好了!開始步入正題 “紅外一體機”:
上頭說的紅外機,在使用上得配上紅外燈,在戶外時又得加防護罩,攝像機還要有鏡頭,整組體積龐大,價格又高,近距離使用時就像大炮打蚊子,不太現實,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,加個光敏電阻CDS來偵測光線強度當開關來控制LED,板子中間挖個洞,再買片攝像機板,裝個機板鏡頭,往LED板一套! 紅外一體機就出來了!
這時期的紅外機有些問題,一是LED發射角度是固定的,因此打出去的光線無法調整,只能搭配幾種角度的鏡頭,第二,功率不高,打不遠.市場量又不大,想要LED廠幫你訂做,門都沒有,因此,效果不太好,但是很少人在搞,價格又高,可賣到2000多,十多年前搞這玩意的人還真的賺了一票.說到這里,咦! 我明明那時后就知道這回事了,怎么沒去搞?否則我現在也賺爆,不用在這兒吹牛了,我肯定腦袋壞了!呵呵!,其實,在那時候,搞攝像機的單子都接不完,那有空理這雕蟲小技,光賣機板給人裝紅外機就很好賺了.
隨著科技的進步,LED功率越做越大,越來越亮,尤其民用上的紅綠燈改用高亮度LED,這時有一顆LED出來了,就是拿紅綠燈用的那種,改成紅外線,四四方方的,叫”食人魚”,拿來用還挺不錯的,但角度是固定的,不太實用,就有人想到開了片透鏡,放在LED板前頭,不就可以改便發射角度了嗎!還去申請了.別人還不能用.
怎辦? 山不轉路轉,反正這時市場量也出來了,LED廠也就甘愿生產不同角度的LED,連直徑5mm, 8mmE-Power,都有了,直徑2公分的都有.
這時,問題又來了,在電路方面,有過熱,光學上,有黑邊及均勻度問題,在機構上有白霧,漏水,霧氣等問題,須要一一解決:
過熱
別以為LED就不發熱,”冷光LED”跟本還沒出現,以50顆5mm,20mil芯片大小LED為例,想打到戶外40米,電流至少得到80毫安,如果又密封在殼子里戶外當然要密封,LED板上溫度會飆到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本身會耐到100度,但板子后面那顆CCD可只能撐到60-70度,這時,畫面開始就發白了,看起來白朦朦的,這是因為CCD過熱,暗電流增加,白底上浮,再燒下去,CCD就掛點了.
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,看起來就像能打的遠,還有就是加風扇,但在密閉的殼子里,風扇能撐多久?呵呵!看著辦! 的方法是加定電流電路,不讓LED過電流,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,發光越強,發熱就越多,我看過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.
還有,用脈沖波,把LED 用100K 以上脈波,打到1安培,呵呵!這我三年前就會了,老實說...沒用!
總之,過熱是紅外一體機zui大致命傷,想打長距離的用戶,千萬得三思!
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,這些只要花些時間做做實驗就行了,不要那么懶,抓把LED就搞上去了,不是打不遠就是畫面搞了黑邊出來.
白霧
有兩個原因,一是LED光漏到鏡頭里,也就是鏡頭上那個隔離圈跟玻璃沒密合,讓紅外線漏了進去,就把隔離圈用鋁圈做,直接穿過玻璃面, 不過成本高了些.
在來就是如果用寬角度LED,紅外線打到遮陽罩再反射回鏡頭,會照成白霧,解決方法就是把遮陽罩退后些.
漏水
這純粹是機殼設計不良,防水墊圈材質不好,及組裝不慎所造成.
霧氣
主要是密封不良,有些方法:
1.裝個干燥包,兩下就不行了,吸飽了水,更慘.
2.充氮氣,還沒出貨就漏光了.
3.鏡頭跟玻璃隔離,獨立開來,對漏光還有效,結果霧氣集在小玻璃上
4.開通氣口,加風扇,沒霧氣了,但會漏水
5.玻璃鍍膜,是不沾水,但防不了霧
呵呵!還是頭大,每家都說解決了,信嗎?
還有一些要注意的:
鏡頭:
別用太便宜的吧,用好一些的,效果會比較好,還可吹”XX國進口紅外機鏡頭”
機板
找質量好點的,1/3索尼的當然會比1/4SHARP的感度好些,當然了,吹個牛說用索尼Ex-View也行,但成本高太多了,還有,那來那么多Ex-View CCD讓你來賣?
還有,機板只有分質量好跟質量差,不要爭論誰的DSP好,給你一顆奔馳引擎你也不一定能造出好車子.還有紅外線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,紅外線一體機是zui近zui火也爭議性的攝像機產品,工程商對它是又愛又恨,希望透過大家的討論,能走出一條路,否則,一直打混仗也不是辦法!
