红外摄像机的技术汇总.doc

红外摄像机的“技术”汇总 红外摄像机泛滥，主要不是技术问题，而是商业行为的关系。就因为这样，引起的话题及争议也最多，本文说是”大汇总”有些夸张了，主要是真理越辩越明！虽说”水清则无鱼”，但总不能一天到晚打迷糊仗，消费者的权益也得照顾一下。 很多专业摄像机厂，不管是国内或台湾的，其实只是组装厂，向别人进机板自己搞壳子组装，广告打的好一点，关系再硬一些，照样可以赚钱。但后来就不行了，大家竞相杀价，利润微薄，只好由真正在打板子的厂出来了，这样一搞，组装厂就没的混了，因为大家壳子都长差不多，哪种壳子太平洋买不到？ 红外线一体机就不一样了，给那些组装厂带来一线生机，电子技术含量不高嘛！ LED板谁不会搞？ 再不行抄总可以吧！ 搞个壮观一点的壳子，吓人一些的LED，30颗灯不行，50，80，100够看了吧！还有High-Power，E-Power，食人鱼、阵列.让人眼花缭乱，利润就出来了。会过热，起雾，漏水，照不远.谁不知道？ 但总不能生意不做了吧！反正只是买板子来组装，能赚多久赚多久，保修一年，二年，三年谁怕谁？ 还得保佑我能活那么久吧！ 呵呵！工程商们，有没有仔细算过你们用的红外机到底真正能撑多久？ CCD为什么能看到红外线？ CCD本来就能看到红外线！ 它本来就对红外光有感应，不信，拿支黑白摄像机，关掉电灯，拿个红外灯一照，影像不就出来了！那彩色CCD为什么看不到红外线？ 事实上，彩色CCD也看的到红外线， 就是因为它能感应到红外线，会干扰到D.S.P (影像处理主芯片)的运算，导致偏色，因此得想个办法，让它不能接收红外线，方法就是：让CCD戴上”太阳眼镜”，只是人戴的太阳眼镜是隔离紫外线，而CCD戴的是隔离红外线，这就是彩色CCD上头黏的那片滤光片。先看张图：这是滤光片对每个波长光的穿透率，横轴是波长，以奈米(nm)表示，纵轴是穿透率，我们看到从380nm-645nm 穿透率是约93% ，刚好就是可见光的范围(紫-靛-蓝-绿-黄-橙-红)，就是彩虹的颜色嘛！ 600多nm是红色光，在它往右以”外”，就叫”红外线”，是”红色以外的光” 不是红色的光，因为眼睛已经看不到了，再来，380nm左右我们眼睛看到的是紫色，在380nm往左以”外”，就叫”紫外线”，眼睛一样看不到，但会照伤我们的皮肤，让青藏高原同胞晒的黑黑的，脸红红的。 从上图我们看到，滤光片已经把红外跟紫外光挡掉了，只剩可见光进来，所以，彩色CCD就看不到红外线了。那黑白CCD为什么不加滤光片，难到它不怕色干扰吗？呵呵！黑白摄像机本来就没颜色，何来”色”干扰？所以在早期，红外线摄影机就是用黑白摄像机，加上红外投射灯就行了。 后来彩色摄像机越来越普遍了，总不能白天用彩色摄像机，到了晚上再用黑白摄像机打红外灯吧，这就重复投资了，了解了上头的道理，就有人想出个方法：当有光线时用彩色摄像机，当没光线时，把CCD上头那片滤光片拿掉，再打上红外灯，这不就得了！”日夜型红外线彩色摄像机”就这样出来了！，这很像读书时去办公室找老教授，他在看书时戴个老花眼镜，抬头看你时就把眼镜往头顶上挪开，就是这个动作，呵呵！所以，上头那种摄像机，在CCD前装了个机械结构，用电磁阀把滤光片拉开或推回去，在作动时听的到”喀察”一声。 说到这里，学过光学的人必注意到，CCD有滤光片跟没滤光片，光线折射率会不一样，把滤光片拿开，打上红外光，折射率又会因波长不同会有些差异，这加起来就会造成焦点偏移，就是”失焦”，因此，刚刚所说的，不能只把滤光片移开，还得补上一片镜片来调整折射率，也就是一片滤光片跟一片普遍镜片在抽换。 这种”日夜型红外线彩色摄像机”是日本人搞出来的，实在太贵了，想仿吗，模具贵又怕被告，就有些天才老板干脆就把滤光片拿掉了，不就看的到红外线嘛！，怕色干扰，那就用在室内啊，有些偏色？ 便宜嘛！ 干麻计较那么多，这叫” ” 彩色室内日夜型红外线摄像机” 老是这样蒙也不是办法，后来有人想到办法，依旧从滤光片下手，搞出这种滤光片：看到了吗？”关大门，开小窗” 让850nm那段红外光漏了进来，所以在晚上没灯光时，只要打上850nm的红外光，CCD就看的到了，这招真是既省钱又方便，换个滤光片就行了，只是要注意！ 不是随便拿个红外线投射灯就行了，必须是850nm的！ 但是因为850nm跟可见光波长很近， 850nm投射灯常会产生少量可见光成份，看到的是红色的，那就是”红爆”的来源。 红外线夜视问题解决了，在来是白天的问题了，既然那滤光片会让850nm的红外线漏进来，就会产生色干扰，也就是”白天偏色”的由来， 问题出在滤光片，那片滤光片是850nm 可穿透的，白天时自然光中的850nm红外光成份透进CCD，会干扰色矩阵运算，导致有些偏色，解决之道在于调整程序，通过适当的调整可以降低偏色，但不能完全消除。 解决？ 早的很！不然，花些钱改用机械式拉滤光片。 效果挺好的，只是常常会卡住。红外机绝不是把滤光片换掉就了事，或是谁便跟人拿个板子来吹牛，这年头，人人都是专业厂，这只能用软件来调整DSP的程序，尽量减少色偏，谁说没色偏，肯定是吹牛的！ 上头说的红外机，在使用上得配上红外灯，在户外时又得加防护罩，摄像机还要有镜头，整组体积庞大，价格又高，近距离使用时就像大炮打蚊子，不太现实，就有人想到用LED，就是遥控器用的LED，有850nm的，洗块板子，装他几十颗，加个光敏电阻(CDS)来侦测光线强度当开关来控制LED，板子中间挖个洞，再买片摄像机板，装个机板镜头，往LED板一套！ 红外一体机就出来了！ 这时期的红外机有些问题，一是LED发射角度是固定的，因此打出去的光线无法调整，只能搭配几种角度的镜头，第二，功率不高，打不远。市场量又不大，想要LED厂帮你订做，门都没有，因此，效果不太好，但是很少人在搞，价格又高，可卖到2000多，十多年前搞这玩意的人还真的赚了一票。(说到这里，咦！ 我明明那时后就知道这回事了，怎么没去搞？否则我现在也赚爆，不用在这儿吹牛了，我肯定脑袋坏了！呵呵！)，其实，在那时候，搞摄像机的单子都接不完，那有空理这雕虫小技，光卖机板给人装红外机就很好赚了。 随着科技的进步，LED功率越做越大，越来越亮，尤其民用上的红绿灯改用高亮度LED，这时有一颗LED出来了，就是拿红绿灯用的那种，改成红外线，四四方方的，叫”食人鱼”，拿来用还挺不错的，但角度是固定的，不太实用，就有人想到开了片透镜，放在LED板前头，不就可以改便发射角度了吗！还去申请了专利。别人还不能用。 怎么办？ 山不转水转，反正这时市场量也出来了，LED厂也就甘愿生产不同角度的LED，连直径5mm， 8mm(E-Power)，都有了，直径2公分的都有。这时，问题又来了，在电路方面，有过热，光学上，有黑边及均匀度问题，在机构上有白雾，漏水，雾气等问题，须要一一解决：1)、过热 别以为LED就不发热，”冷光LED”跟本还没出现，以50颗5mm，20mil(芯片大小)LED为例，想打到户外40米，电流至少得到80毫安，如果又密封在壳子里(户外当然要密封)，LED板上温度会飙到90度，还有，LED是正温度系数，也就是温度越高电流越大，电流越大温度就越高，LED本身会耐到100度，但板子后面那颗CCD可只能撑到60-70度，这时，画面开始就发白了，看起来白朦朦的，这是因为CCD过热，暗电流增加，白底上浮，再烧下去，CCD就挂点了。 怎么办？，一是降低电流，只用30-40毫安，打不远怎么办，那就用吹的，反正密密麻麻的LED，看起来就像能打的远，还有就是加风扇，但在密闭的壳子里，风扇能撑多久？呵呵！看着办！ 最好的方法是加定电流电路，不让LED过电流，但也只能用在60毫安以下。那改用大颗的高功率LED呢？ 一样，能量不灭定率，发光越强，发热就越多，我看过400多颗LED做的投射灯，加了散热片，往上打颗蛋还真能烤熟！ 呵呵！敢用的人就能赚到钱。还有，用脉冲波，把LED 用100K 以上脉波，打到1安培，呵呵！这三年前就有了，老实说没用！总之，过热是红外一体机最大致命伤，上来询问100米或200米红外机的用户，呵呵！三思吧！2)、黑边及均匀度 这好解决，LED板上LED的角度得调配好，要跟镜头视角相配合，比如说4毫米镜头得搭配宽角度LED，8毫米镜头，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补光，让打出去的光均匀些，这些只要花些时间做做实验就行了，不要那么懒，抓把LED就搞上去了，不是打不远就是画面搞了黑边出来。3)、白雾 其实大家在讲起雾，大部份并不是水气，想想LED板那么热，一般除雾用的加热器都没它热，水气早被蒸发掉了。看起来像起雾，有几个原因：A、LED光漏到镜头里：也就是镜头上那个隔离圈跟玻璃没密合，让红外线漏了进去， 尤其4mm最严重。最好就把隔离圈用铝圈做，直接穿过玻璃面， 不过成本高了些。 B、机板本身参数不对：如果拿一般机板换个滤光片就用，肯定出问题，白茫茫一片，但白天还行。C、老问题： 过热，CCD 白底往上浮，看起来就发白雾了 如果用宽角度LED，红外线打到遮阳罩再反射回镜头，会照成白雾，解决方法就是把遮阳罩退后些。至于说漏水，松香蒸发，橡胶受热冒油。这属太扯了的错误！4)、漏水这纯粹是机壳设计不良，防水垫圈材质不好，及组装不慎所造成。5)、雾气主要是密封不良，有些方法：A、装个干燥包，两下就不行了，吸饱了水，更惨。B、充氮气，还没出货就漏光了。C、镜头跟玻璃隔离，独立开来，对漏光还有效，结果雾气集在小玻璃上D、开通气口，加风扇，没雾气了，但会漏水E、玻璃镀膜，是不沾水，但防不了雾呵呵！还是头大，每家都说解决了，信吗？6)、镜头别用太便宜的吧，用好一些的，效果会比较好，还可吹”XX国进口红外机专用镜头”7)、机板