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激光红外灯技术在安防夜视领域的应用
来源:本站 作者:admin 发布日期:2010/5/21 点击次数:6100

随着安防行业的发展,24小时不间断的监控红外夜视要求越来越高,不仅仅满足近距离的要求。随着安防行业智能视频新技术不断出现,动态监控要求提高,如果出现突发事件,更需要进行中远距离跟踪监视。但目前LED红外灯产品,是无法完成中远距离跟踪监控,要真正实现中远距离的跟踪监控,要真正实现中远距离的红外灯产品,激光红外灯产品是最佳的选择。而激光红外夜视系统,以往都定位于数千米的远距离监控,产品造价使得多数工程商望而止步,毕竟如此远距离项目数量相对较少。而深圳市大普激光科技有限公司推出激光红外灯产品,主要集中于500米以下,可真正实现激光红外技术在民用工程项目中的广泛应用。

目前在监控夜领域激光红外灯逐渐被广泛的使用,但在使用过程中也存在一些问题,就是大家对激光红外灯的根本认识与理解及使用存在一定的误区,本文从一下几个角度谈谈激光红外灯看法,供大家对激光红外产品的正确认识与理解。

1、激光定义

激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

2、激光特点

方向性:激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小接近平行光。

单色性:激光的光谱宽度非常的小,是几个纳米量级。所以具有良好的单色性光源。

亮度高,能量密度大。

激光器有固体激光器(如红宝石激光器。将光能转化光能,波长不一样)、气体激光器(如二氧化碳激光器)、化学激光器(化学能转化为光能)、半导体激光器(点能转化为光能)。3、激光红外灯属于半导体激光器,是利用半导体材料在空穴和电子复合的过程,电子能级的降低而释放出电子来产生光能的,然后光子在谐振规范光子的传播方向二形成激光。半导体激光器的优点包括:尺寸小,激光器的尺寸在毫米量级,发光芯片在白微米量级;点能到光能的转化效率高,电子转换效率至上55%LED电光转换率一般只能达到20%.

4、激光红外的灯采用半导体激光器为发光器件

①半导体激光器输出的是光所以可以作照明光源。又因为激光有良好的方向性,表现为光束的角度小、能量集中,传播到较远的距离仍有足够的光照强度,所以非常适合远距离照明。可对远距离目标进行照明器的最大特点。

半导体激光器的能量在光束的垂直截面上能量分布是不均匀的,呈高斯分布,中间强,到边缘逐渐变弱,或者呈明暗条纹状分布。所以,直接使用半导体激光器作为照明光源效果是不可取的(目前市场上非专业激光灯的生产厂家,山寨版的激光红外灯问题多多,使得工程用户对激光红外灯存在一些负面的印象)。

②激光红外灯+普通CCD摄像机组成的夜视监控系统。激光红外灯通常选用810nm属近红外,和可见光中的红光波长接近,CCD810nm波长有较好的感应。现在各个正规厂家的感应芯片对于810nm波长的红外半导体激光器作为光源,配合感红外摄像机、黑白CCD摄像机或微光夜视设备,组成红外夜视监控系统,属于主动光源。相对微光夜视和红外热像仪,具有更好的市场适应性。

只是在做成摄像机时,为保证彩色图像质量,会把近红外光在进入CCD之前过滤掉,一般厂家会采用滤光片过滤红外光,不虑掉时,彩色图像会出现严重的偏色现象。

目前,激光红外灯主要应用领域有:公安、司法、银行、监狱、油田、工程建设、森林、矿山、海事、海关、港口、铁路、机场、道路重点路段、厂房、小区广场、仓库等场所的夜视监控;以及边防、国防工程、夜视作战侦察、重点军事设施、军事机关、军队驻地、夜视作战指挥等场合的夜视监控。

激光红外灯与LED红外灯的优缺点

关于LED红外灯各种特性,相信大家都一个很清晰地认识,LED红外灯夜视照明中存在一定的局限如:照射距离、亮度、散热、寿命等方面,在很多领域已经不能满足安防监控工程对也是红外的要求。为了解决LED红外灯的种种局限,各大厂家也纷纷采用各种方法来改善现况,虽然现在有的是为了增加监控距离及亮度,增加了LED等的数量和功率电流,但是却牺牲了散热和寿命。如果不从技术本质上进行改革,这些问题就不能从根本上解决。想要现实中远距离的监控就得采用新的饿技术,那就是红外激光夜视技术。

半导体激光器的电光转换效率最低55%,由于只采用单一发光芯片,所有热损耗也远远的低于LED灯,激光波长的选择可以增大CCD对波长的感应程度。(例如:选用810nm的光源其对CCD的感应度比850nm的红外光高出30%,也就是说不考虑其他因素,相同功率的810nm激光灯的照明效果灯同于相同功率乘于2.5倍的850nm红外灯的照明效果)。

激光红外灯主要优点表现为:

射距离远:常规产品照射距离30~500米,最远可达3000米。

亮度强:CCD810nm激光感应比850nmLED灯感应度高出30%

产品寿命长:采用独特的激光电源温控技术,使得激光红外灯内部工作温度处理恒定的工作温度,使得激光红外产品的寿命有极大得保证。大普激光红外灯产品的实际使用寿命在8000-10000小时。

产品功耗低:大普激光红外灯常规产品的最高功率不超过20W,对于环保节能更符合我国相关的环保节能政策。

红外夜视的发展进程

1、 LED红外灯

属于第一代红外产品(卤素灯谈不上市场应用),在前期有着不可磨灭的市场贡献,现阶段LED红外灯因为成本低技术门槛低,市场混乱,几个人的小作坊就可以生产出LED产品质量存在着极大得负面印象。当然有一些正规的生产厂家产品LED产品相对不错。

2、 阵列式红外灯

阵列式红外灯还是属于第一代红外灯产品,只是在原有的基础上进行延伸采用LEDArray技术,但电光转换率依然不是很高,市场反映在25%左右,多余的依然转换成热量,使得阵列式红外灯产品功耗还是较大。但相对于LED红外灯阵列式在光的匀和速和角度上有着明显的改善,加上大多数厂家积极地市场推广政策使得阵列式红外灯正一步步分化LED红外灯的市场。

3、 激光红外灯

激光红外灯具有方向性、单色性的特点使得激光红外灯不同于LED红外灯技术的第二代红外灯产品。激光红外灯的生厂工艺不像LED红外灯一样,拿一些相关的元器件进入组装就可以完成,没有半导体激光器庞大的生产技术实力的多年积累,是无法完成优良产品的制成。同时激光红外灯生产需要投入庞大的资金,也是一般厂家所不能完成的,所以可以预见激光红外灯产品,市场部会像LED红外灯一样,市场泛滥。随着市场推进,激光红外灯最终会成为主流的红外夜视产品。

4、 红外热像仪

它是利用自然界物体不同部位红外辐射强度的不同来形成图像,在军事领域已经大规模应用。今年来也逐渐转向民用的特殊领域民用领域对产品需求,在于发生安全事件,需要对具体的人与事物进行清晰分辨,所以热成像也有一定的限局,但如果加上中远距离激光红外灯,相信起到一个有效补充,既可以大面积感应,同时又能清晰侦察出具体的人与物体,相信在不远将来红外热成像与激光红外有效结合将是一个新的发展方向。

激光红外灯的发展趋势

随着激光红外灯的技术进步与发展,激光红外灯做为摄像机夜视补光光源越发确切的符号市场的需求,取代LED红外灯成为中远距离最佳搭配的红外光源产品。因为看到激光红外技术是不同于LED本质的一种先进性的红外技术,且后继成为红外技术的主导产品与主导市场,国内市场有部分前端设备投入到激光红外灯与自身产品的配套开发中。其以敏锐的市场眼光,抓住市场先机来满足需求,同时能占据市场的领导地位,占据技术最高端,满足公司创新利润取向。

一下简单谈一下激光红外灯作为辅助光源的相关产品发展方向。

1、 激光智能高速一体化红外云台

室外云台产品,多数在室外用于远中距离360度全方面监控,能近能远,这只是白天的情况,但一到晚上问题就明显的出现,一些地方完全无光线,需要红外灯补光。以往多数工程商都采用近距离LED红外灯实现近距离照明,但远距离无所适从,对中远距离激光红外灯有着强烈的要求,激光红外灯在中远距离有着本质性的优势,一出现就能满足其需求。正是市场有着强烈的需求推动各大云台生产厂家,整合激光红外技术,相应推出激光式的激光智能高速一体化云台产品(各个厂家激光云台产品叫法不一),满足市场需求。

2、 激光智能车载云台一体机

公安侦察系统经常出入一些完全无光线的情况下进行办案,车灯极容易引起躲避,短距离LED红外灯又实现不了远距离的跟踪侦察,只能采用激光红外灯才能实现360度中距离的跟踪侦察。所以市场需求催生出车载云台必然向激光方向发展与靠近。目前国内一些车载云台生产产品,成我为市场的领跑者,当然也是利润领导者。

3、 激光智能一体化球型云台

户外的球型云台生品市场需求量越来越大,但所配备的LED红外灯所监控的夜视距离较短,越来越不符号室外监控的中远距离需求,目前已经有不少球型云台厂家开始寻求向激光红外技术发展。但球型的结构是各大厂家难以向激光红外技术靠近的最主要原因,大多数厂家谨慎心理的体现,但已经有个别的厂家开始介入。

4、激光球机

虽然现阶段把激光红外灯融入球机,无论是从结构设计上还是散热处理上都是较大的困难,但激光红外球机在行业内已然形成了概念,各厂家也相续进行研发,相信这一课题不久就会突破。

5、 防爆型激光红外灯

防爆产品多数在比较危险环境进行安装应用,而环境条件比较恶劣,目前市场上各防爆厂家推出防爆型的红外灯,但采用的是LED红外灯技术,在比较恶劣的环境,难以实现较远的照明距离,而这些环境恰恰需要中远距离的夜视照明。目前国内最大型的防爆厂家已经着手开始研发防爆型激光红外灯及防爆型激光一体化(名称可能不是这样),相信防爆厂家的防爆型激光红外灯不久推出市场,为安防行业在高危领域又走出一大步做出极大得贡献。

激光红外灯的使用误区

1、 配套摄像机产品的误区

目前很多工程商拿到激光红外灯时,在实际测试工程中,用普通彩转黑摄像机来感应激光红外灯的红外光,发现完全感应不到,或非常微弱,有一种上当受骗的感觉。其实不然,因为普通彩转黑摄像机采用滤光片技术,把除开LED红外灯850nm红外灯之外的红外过滤掉,而激光红外灯的红外光是采用的808nm的红外波长,就被滤光片毫不客气的过滤掉。所以就形成无法感应或感应很弱。

能与激光红外灯搭配的摄像机不管是枪机还是一体机,目前几乎都采用的是双滤光片切换IRC技术,但使用这种技术一般摄像机成本相对比较高,所以目前只有一些国际知名品牌摄像机像SONY、三星、松下、LG等等几乎所有系列产品采用这种双滤光片切换技术,而国内也有一些厂家如境阳、宏天智、翔飞、乐荣、拓邦等在部分系列产品当中采用采用双滤光片切换技术,而大部分厂家也开始采用滤光片的过滤波段能通过810nm的激光红外光,或者直接找滤光片厂家订购能通过808nm激光红外光的滤光片,以较低成本实现都激光红外光的感应兼容,来适应未来红外灯朝激光方向发展的夜视趋势。

2、 理解上的误区

人们往往带着对LED红外灯的认知来理解激光红外灯。LED红外灯特性是不具有方向性,光束角度大,把多个LED等合理的聚在一起可以实现近距离全方位的照明,但LED不具有方向性,所以只能实现近距离几十米的照明。

带着这种理解,希望激光红外灯与LED红外灯一样,在100-500米甚至更远都能够实现全方位的照亮,实际上目前国际上没有任何激光技术可以做得到中远距离局部范围的照明。当然激光技术不断地进步,实现300米以内较大面积的照明是迟早的事。

3、 工程安装的武器

多数客户带着对LED红外灯的使用安装理解,把LED红外灯与摄像机捆绑在一起实现近距离广角度的照明,如果LED红外灯不跟摄像机捆绑在一起会产生明显的光圈现象,会产生不好的效果。

带着这种对LED红外灯的理解,来理解激光红外灯,因为对激光红外灯的接触不深,想象激光红外灯能实现100米以上全方位的照明,理所当然的把激光红外灯与摄像机捆绑在一起做工程安装。

一些务实的技术型公司根据市场需求清楚的认识到中远距离激光红外灯都有一定的照明范围,把激光红外灯与摄像机捆绑在一块安装所产生的效果不一定是最佳的,而且工程成本的差异性就体现在这里。

在实现原距离监控方面,如果方案设计得不理想可能实现不了很好的监控同时工程造价成本又会上升,这时候才体现大型工程商的工程安装技术实力。如何根据工程现场环境,在不同方位把激光红外灯与摄像机分开安装来实现更合理的安装方案,就成了摆在各大工程商面前的技术问题。同时,这也是体现大型工程都小器材批发商工程安装的技术差异性。

激光红外灯安装时的注意事项

激光红外灯的斜角和仰角的安装,都能够加大照射面积和增加照射距离,因此工程生应该打破原有的工程理解观念,根据实际施工现场老合理配备激光红外灯与摄像机的数量,使成本最佳,效果最优,真正体现工程技术先进性。例如激光红外灯远距离产品100米以上和短距离激光红外灯及LED红外灯、阵列式红外灯搭配可实现从近到远的监控。

结束语

总之,激光红外灯技术的发展与应用安防行业不可逆转的趋势,为夜视监控;领域创造另一片空间。对于新技术总有人抱着怀疑的态度,也有人保持着接纳心态的人与企业,自主创新是企业的核心竞争力,而红外激光夜视技术迎合、融合企业的红外技术发展方向。谁把握了这个方向,谁就掌握了市场的制高点,从而赢得客户对企业实力与创新能力的认可,从而赢得市场的前朝期利润与市场控制与占有。随着激光红外技术的发展及市场的认可,激光红外灯是否成为市场的认可,激光红外灯是否成为市场主流的红外夜视产品,让我们拭目以待。

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