紅外線(xiàn)一體化攝像機技術(shù)

     攝像機的種類(lèi)中，就數紅外線(xiàn)一體化攝像機最多爭議了，大家都是各說(shuō)個(gè)的，根本就沒(méi)有確定的定義。

CCD為什么能看到紅外線(xiàn)?
    CCD本來(lái)就能看到紅外線(xiàn)! 它本來(lái)就對紅外光有感應,不信,拿支黑白攝像機,關(guān)掉電燈,拿個(gè)紅外燈一照,影像不就出來(lái)了!

    那彩色CCD為什么看不到紅外線(xiàn)? 事實(shí)上,彩色CCD也看的到紅外線(xiàn), 就是因為它能感應到紅外線(xiàn),會(huì )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(gè)辦法,讓它不能接收紅外線(xiàn),方法就是:讓CCD戴上”太陽(yáng)眼鏡”,只是人戴的太陽(yáng)眼鏡是隔離紫外線(xiàn),而CCD戴的是隔離紅外線(xiàn),這就是彩色CCD上頭黏的那片濾光片這是濾光片對每個(gè)波長(cháng)光的穿透率,橫軸是波長(cháng),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(jiàn)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(xiàn)”,是”紅色以外的光” 不是紅色的光,因為眼睛已經(jīng)看不到了,再來(lái),380nm左右我們眼睛看到的是紫色,在380nm往左以”外”,就叫”紫外線(xiàn)”,濾光片已經(jīng)把紅外跟紫外光擋掉了,只?？梢?jiàn)光進(jìn)來(lái),所以,彩色CCD就看不到紅外線(xiàn)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(lái)就沒(méi)顏色,何來(lái)”色”干擾?

    所以在早期,紅外線(xiàn)攝影機就是用黑白攝像機,加上紅外投射燈就行了。后來(lái)彩色攝像機越來(lái)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(gè)方法:當有光線(xiàn)時(shí)用彩色攝像機,當沒(méi)光線(xiàn)時(shí),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(xiàn)彩色攝像機”就這樣出來(lái)了!,這很像讀書(shū)時(shí)去辦公室找老教授,他在看書(shū)時(shí)戴個(gè)老花眼鏡,抬頭看你時(shí)就把眼鏡往頭頂上挪開(kāi),就是這個(gè)動(dòng)作(我也快有了,呵呵!).所以,上頭那種攝像機,在CCD前裝了個(gè)機械結構,用電磁閥把濾光片拉開(kāi)或推回去,在作動(dòng)時(shí)聽(tīng)的到”喀察”一聲.

    說(shuō)到這里,學(xué)過(guò)光學(xué)的人必注意到,CCD有濾光片跟沒(méi)濾光片,光線(xiàn)折射率會(huì )不一樣,把濾光片拿開(kāi),打上紅外光,折射率又會(huì )因波長(cháng)不同會(huì )有些差異,這加起來(lái)就會(huì )造成焦點(diǎn)偏移,就是”失焦”,因此,剛剛所說(shuō)的,不能只把濾光片移開(kāi),還得補上一片鏡片來(lái)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(xiàn)彩色攝像機”是日本人搞出來(lái)的,實(shí)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(xiàn)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(xiàn)攝像機”。老是這樣蒙也不是辦法,后來(lái)有人想到辦法,依舊從濾光片下手,搞出這種濾光片:

    看到?jīng)],”關(guān)大門(mén),開(kāi)小窗” 讓850nm那段紅外光漏了進(jìn)來(lái),所以在晚上沒(méi)燈光時(shí),只要打上850nm的紅外光,CCD就看的到了,這招真是既省錢(qián)又方便,換個(gè)濾光片就行了,只是要注意! 不是隨便拿個(gè)紅外線(xiàn)投射燈就行了,必須是850nm的! 但是因為850nm跟可見(jiàn)光波長(cháng)很近, 850nm投射燈常會(huì )產(chǎn)生少量可見(jiàn)光成份,看到的是紅色的,那就是”紅爆”的來(lái)源.

    紅外線(xiàn)夜視問(wèn)題解決了,在來(lái)是白天的問(wèn)題了,既然那濾光片會(huì )讓850nm的紅外線(xiàn)漏進(jìn)來(lái),就會(huì )產(chǎn)生色干擾,也就是”白天偏色”的由來(lái),這只能用軟件來(lái)調整DSP的程序,盡量減少色偏,誰(shuí)說(shuō)沒(méi)色偏,肯定是吹牛的!

    上頭說(shuō)的紅外機,在使用上得配上紅外燈,在戶(hù)外時(shí)又得加防護罩,攝像機還要有鏡頭,整組體積龐大,價(jià)格又高,近距離使用時(shí)就像大炮打蚊子,不太現實(shí),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(gè)光敏電阻(CDS)來(lái)偵測光線(xiàn)強度當開(kāi)關(guān)來(lái)控制LED,板子中間挖個(gè)洞,再買(mǎi)片攝像機板,裝個(gè)機板鏡頭,往LED板一套! 紅外一體機就出來(lái)了!

    這時(shí)期的紅外機有些問(wèn)題,一是LED發(fā)射角度是固定的,因此打出去的光線(xiàn)無(wú)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(chǎng)量又不大,想要LED廠(chǎng)幫你訂做,門(mén)都沒(méi)有,因此,效果不太好,但是很少人在搞,價(jià)格又高,可賣(mài)到2000多,十多年前搞這玩意的人還真的賺了一票.(說(shuō)到這里,咦! 我明明那時(shí)后就知道這回事了,怎么沒(méi)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(shí),在那時(shí)候,搞攝像機的單子都接不完,那有空理這雕蟲(chóng)小技,光賣(mài)機板給人裝紅外機就很好賺了.

    隨著(zhù)科技的進(jìn)步,LED功率越做越大,越來(lái)越亮,尤其民用上的紅綠燈改用高亮度LED,這時(shí)有一顆LED出來(lái)了,就是拿紅綠燈用的那種,改成紅外線(xiàn),四四方方的,叫”食人魚(yú)”,拿來(lái)用還挺不錯的,但角度是固定的,不太實(shí)用,就有人想到開(kāi)了片透鏡,放在LED板前頭,不就可以改便發(fā)射角度了嗎!還去申請了專(zhuān)利.別人還不能用.

    反正這時(shí)市場(chǎng)量也出來(lái)了,LED廠(chǎng)也就甘愿生產(chǎn)不同角度的LED,連直徑5mm, 8mm(E-Power),都有了,直徑2公分的都有.

    這時(shí),問(wèn)題又來(lái)了,在電路方面,有過(guò)熱,光學(xué)上,有黑邊及均勻度問(wèn)題,在機構上有白霧,漏水,霧氣等問(wèn)題,須要一一解決。

過(guò)熱
    別以為L(cháng)ED就不發(fā)熱,”冷光LED”跟本還沒(méi)出現,以50顆5mm,20mil(芯片大小)LED為例,想打到戶(hù)外40米,電流至少得到80毫安,如果又密封在殼子里(戶(hù)外當然要密封),LED板上溫度會(huì )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(huì )耐到100度,但板子后面那顆CCD可只能撐到60-70度,這時(shí),畫(huà)面開(kāi)始就發(fā)白了,看起來(lái)白朦朦的,這是因為CCD過(guò)熱,暗電流增加,白底上浮,再燒下去,CCD就掛點(diǎn)了.怎么辦?,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(lái)就像能打的遠,還有就是加風(fēng)扇,但在密閉的殼子里,風(fēng)扇能撐多久?呵呵!看著(zhù)辦! 最好的方法是加定電流電路,不讓LED過(guò)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(fā)光越強,發(fā)熱就越多,我看過(guò)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(qián).總之,過(guò)熱是紅外一體機最大致命傷,想打長(cháng)距離的用戶(hù),千萬(wàn)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(shuō)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(shí)間做做實(shí)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(huà)面搞了黑邊出來(lái).

白霧
    有兩個(gè)原因,一是LED光漏到鏡頭里,也就是鏡頭上那個(gè)隔離圈跟玻璃沒(méi)密合,讓紅外線(xiàn)漏了進(jìn)去,最好就把隔離圈用鋁圈做,直接穿過(guò)玻璃面, 不過(guò)成本高了些.
    在來(lái)就是如果用寬角度LED,紅外線(xiàn)打到遮陽(yáng)罩再反射回鏡頭,會(huì )照成白霧,解決方法就是把遮陽(yáng)罩退后些.

漏水
    這純粹是機殼設計不良,防水墊圈材質(zhì)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(gè)干燥包,兩下就不行了,吸飽了水,更慘.
    2.充氮氣,還沒(méi)出貨就漏光了.
    3.鏡頭跟玻璃隔離,獨立開(kāi)來(lái),對漏光還有效,結果霧氣集在小玻璃上
    4.開(kāi)通氣口,加風(fēng)扇,沒(méi)霧氣了,但會(huì )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(shuō)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(huì )比較好,還可吹”XX國進(jìn)口紅外機專(zhuān)用鏡頭”

機板
    找質(zhì)量好點(diǎn)的,1/3索尼的當然會(huì )比1/4SHARP的感度好些,當然了,吹個(gè)牛說(shuō)用索尼Ex-View也行,但成本高太多了,還有,那來(lái)那么多Ex-View CCD讓你來(lái)賣(mài)?

    還有,機板只有分質(zhì)量好跟質(zhì)量差,不要爭論誰(shuí)的DSP好,給你一顆奔馳引擎你也不一定能造出好車(chē)子.紅外線(xiàn)用的機板跟一般槍機用機板在程序上有些不同,要注意。