红外技术安防应用 镜头监控将异彩纷呈

2013-01-16 20:08:31来源: 中国安防展览网

    红外技术因其在夜间零照度环境下能实现画面的清晰拍摄,在近些年来,被广泛地运用于安防监控领域。红外摄像机需要辅助光源,才能在夜景或零照度环境下完成监控工作,从早期的大功率卤素灯,发展到现在的LED阵列式红外灯,红外摄像机的技术在日益发展与进步,以满足安防监控的市场需求。红外技术在安防领域应用大显其道,本文探讨红外技术关键应用——红外镜头的监控应用。

    一、红外技术在安防监控的应用

    从统计数据来看,与2009年相比,2010年高清摄像机的市场增幅超过了200%。而模拟摄像机在2011年却量降齐跌,市场占有率已跌至60%。大多数监控设备生产厂商也乐观估计,在2015年,百万像素的数字高清网络摄像机将会超过摸拟摄像机,成为安防监控领域的霸主。

    随着社会对安防监控水平的要求不断提高,模拟监控的弊端日益突显,在此情况下,高清监控以其清晰、出色的监控画质,正在引领安防监控的发展趋势。不仅在技术方面高清监控是当今安防监控的主流与未来的趋势,在市场方面,对高清监控的需求也在与日俱增,从政府的平安城市,到港口交通的实时监控,从厂矿管理到连锁商铺的安全运营,越来越多的项目和工程商开始采用高清、数字监控。

    近两年来,安防监控的高清化、网络化、智能化趋势明显加快,作为安防监控的前端设备,红外摄像机也在朝着高清化、网络化、智能化的方向发展。2012年,红外摄像机除了在红外技术方面会有新突破外,还会朝着高清化、网络化、智能化的方向,融合发展。当然,从目前来看,红外摄像机还存在着许多缺点,比如,杂光干扰、LED灯源寿命短、图像画面明暗不均、长距离产品体积太大、色彩失真等。这也是需要极待攻克与解决的技术问题。

    二、深入红外镜头分析

    由于红外光和可见光的折射率不同,通过镜片后会产生折射而发生色散。色散后的红外光和可见光会聚焦在不同的焦平面,CCD/CMOS无法满足红外光和可见光同时呈像清晰,这就是为什么普通镜头无法实现红外功能的原因。

    镜头矫正可分为几种:无红外矫正、红外光学矫正、ED玻璃等材料红外矫正等。目前市场上很多镜头只是经过光学矫正,红外光和可见光的焦平面不可能达到一致,只是在短焦距段时红外效果可以勉强接受。而采用ED玻璃,从镜片材料上对红外矫正,焦距变化效果几乎一致,可谓“Tureinfrared(真红外)”。红外是大家常谈的话题,然而监控镜头领域不同的矫正方式却是完全不同的效果,红外镜头别有哪些“洞天”呢?

    红外镜头之入门级:光学矫正

    除特殊情况外,一般而言,单个球面透镜不能校正色差,正透镜产生负色差,负透镜产生正色差。为了减小色差,利用不同折射率、不同色差的玻璃组合,可以消除色差。

    以适当形状的正、负透镜组合成的双透镜组或双胶合镜组是可能消色差的一种简单结构。这种双胶合透镜组减小色散的方法是常用的光学红外矫正法。

    经过光学矫正后,由于色散减少,红外光和可见光的折射分离减少,聚焦平面间的距离被拉近(但无法消除)。对于短焦距段的镜头而言,经过光学矫正后,红外和可见光的焦平面偏离较小,对呈像清晰度的影响较小。但随着焦距越长,色散会被逐渐放大,红外光和可见光的焦平面偏离越大,光学矫正无法使两者同时呈像清晰。

    红外镜头之核心级:ED玻璃矫正

    为了实现红外光和可见光同时清晰,必须保证二者的聚焦平面在同一焦平面上。光学矫正减小色差的能力很有限,那么就必须借助ED玻璃(超低色散玻璃)镜片,超低色散,减小色差,并确保各类波长的光线实际对焦于同一平面,近红外不离焦,从而实现白天夜晚24小时高清。

    长焦距段镜头对红外矫正要求更为严格,必须使用ED玻璃进行红外矫正,保证红外光和可见光焦平面一致,才能实现真正的日夜高清。其实从运用ED玻璃的主流镜头厂商中,精工镜头均是选用ED玻璃镜片,运用真红外实现白天黑夜真高清,我们也可以看出,主流镜头厂商对实现真正红外效果的重视。

    红外镜头之锦上添花:红外增透

    长焦距段的镜头尤其要注意这一点,因为镜头内置镜片越多,光线通过镜头后产生的色散越大,红外光和可见光的聚焦面偏离更大。一般的光学矫正对焦平面的偏移影响极小,调焦后,白天和夜晚清晰度相差巨大,无法实现日夜高清。

    不带红外矫正的镜头,白天调节焦距清晰后,夜晚呈像不清晰;夜晚调节清晰后,白天呈像不清晰。经过光学红外矫正后,白天调节焦距清晰后,夜晚呈像不清晰;但夜晚调节清晰后,白天呈像可能清晰,也可能不清晰,这是由镜头的焦距和景深决定。而使用ED玻璃镜片达到红外矫正后的镜头一旦画面调节清晰,不论白天夜晚,呈像都会清晰。

    红外镜头之锦上添花:红外多层镀膜技术

    多层复合镀膜技术可以减小光线散射损失,提升镜片透光率,使画面更清晰。同时提升波长为750-1000nm光波的增透性。镜片表面一般为墨绿色。红外多层镀膜技术(IRCoating),可以提升近红外的透光率,能为红外镜头更好的实现高清起到锦上添花的功效。

    一般具有红外功能的镜头只解决了“能否看见”的问题,但是没有解决“是否清晰”的问题。没有经过红外矫正,尤其是没有经过ED玻璃红外矫正的镜头,红外光和自然光的焦平面相互偏离,无法实现日夜高清。IR镜头的应用场所非常广泛,并能实现日夜两用监控。

    红外镜头之全天候高清:让白天也“懂”夜的黑

    光线传播时,自然光等波长较短的光会受到雾、雨水、尘等阻碍,无法透过,但红外光等波长长的光容易通过。红外光穿过阻碍到达镜头后,因为有ED玻璃的红外矫正和IRCoating红外多层镀膜的红外增透,透过雾气、雨水、尘埃等的红外光能在摄像机上清晰呈像。通过ED玻璃红外矫正后的镜头,能够保证近红外不离焦,实现白天夜晚7*24h全天候高清。长焦镜头若没有红外矫正,清晰度效果偏差非常大,而采用ED玻璃红外矫正,能轻松实现监控图像的高清晰效果,特别是全天候高清让白天也能“懂”夜的黑。

 

关键字:安防

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2013/0116/article_5403.html
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