“红外线一体机”技术浅谈

2008-03-31 14:45:49来源: 互联网
    现今摄像机市场,好像只剩下红外一体机还可以炒一炒,就因为这样,引起的话题及争议也最多,在这里把相关知识做个介绍。

    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。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,拿个黑白摄像机,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,脸颊红红的。话扯远了,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,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,想仿嘛,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:看到没“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,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!

    开始步入正题“红外一体机”: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。

    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,不就可以改变发射角度了吗,还去申请了专利,别人还不能用,怎办?山不转路转,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,需要一一解决: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。

  总之,过热是红外一体机最大致命伤,想打长距离的用户,千万得三思!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,要把LED就搞上去了,不是打不远就是画面搞了黑边出来。白雾有两个原因:一是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,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;在来就是如果用宽角度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。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。雾气主要是密封不良,有些方法:1、装个干燥包,两下就不行了,吸饱了水,更惨;2、充氮气,还没出货就漏光了;3、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;4、开通气口,加风扇,没雾气了,但会漏水;5.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?还有一些要注意的:镜头别用太便宜的,用好一些的,效果会比较好,如“XX国进口红外机专用镜头”;机板找质量好点的,1/3索尼的当然会比1/4SHARP的感度好些,当然了,如果采用索尼Ex-View也行,但成本高太多了,还有,哪来那么多Ex-View CCD让你来卖?还有,机板只有分质量好跟质量差,不要争论谁的DSP好,给你一颗奔驰引擎你也不一定能造出好车子。红外线用的机板跟一般枪机用机板在程序上有些不同。要注意,总之,红外线一体机是最近最火也最具争议性的摄像机产品,工程商对它是又爱又恨,希望透过大家的讨论,能走出一条路!

    深圳有许多大的厂家红外产品有很好的保障,红外线摄像机在国内市场得到一致好评,因为它们的产品出厂都有经过夜视检测的。

关键字:红外  红外线  外线  技术  浅谈

编辑:ssb 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/0331/article_622.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
红外
红外线
外线
技术
浅谈

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved