安防市场报连载---见证红外摄像机的发展与演变(上

1、安防市场报连载-见证红外摄像机的发展与演变（上）红外摄像机，在今日的中国安防界，可以称之为“红红火火”，随着红外摄像机的大量普及，其产品问题弊病也越来越明显，若干年后，红外摄像机会不会被更新的产品替代？其技术上会朝何种新方向发展？ 作为从业十年的安防人，本人目睹了红外摄像机的兴起，也了解目前红外摄像机的问题，于是在此文中追溯安防红外摄像机的发展历程并浅谈其中的各种问题，以期行业专家商榷。红外摄像机的起源 最早的摄像机不带红外，要想晚上监控，只能通过辅助光源。而当时也没有人想到用红外线来当辅助光源，用的都是发可见光的照明用光源，如白炽灯、囱素灯、白光LED等等。当时很少有人想到摄像机还能带上红外

2、，还能让一种不可见的光代替可见光作辅助光源。 话说十几年前，国内一名年轻人在帮人做安防工程，晚上正在测试摄像机效果，家人正在看电视，当用遥控器在选台时，整个监控画面顿时会清晰一闪，于是他将电视遥控器上的红外发射管集中在一起通电测试。通过测试及遇到的问题进行不断地钻研，这名年轻人就想“一台美观的摄像机，旁边非得加上两个丑陋的红外灯板作为辅助光源吗？”。 如果将红外灯和摄像机合并在一起，结合成一台摄像机，那岂不是既美观有简洁？这名年轻人并没有放弃这一闪而过的灵感。通过对实验的不断探索研究及完善终于在2001年，在他的公司里诞生了自己公司的第一款红外摄像机。 虽然红外摄像机刚刚推出的时候，在市场上反

3、馈的正面信息并不多，但是他坚信新生事物的接受总有个过程，用习惯了可见光源的工程商和用户，并不是十分乐意接受这种摄像机。任何一种高科技新技术的产品在推向市场的时候，都会遇到种种阻挠。红外摄像机的光源 红外摄像机所用的红外光源，是红外摄像机的核心部件，因为这个元件直接关系到红外摄像机的寿命和距离两大软肋。据了解，目前市场主要有两种类别，一种是传统型的圆珠LED灯，在红外起源中讲到的遥控器，其实主要部件就是这种能发红外线的二极管，业界称之为红外灯（LED），也是比较传统和常用的一种红外光源。 当然后来封装不同的“食人鱼”红外灯，我也将之划分为传统红外灯；另一种便是两年前风靡一时的“阵列式”红外光源，

4、据说是有诸多优点和好处，为此事我特地作了考证和试验，“阵列式”红外的原理，是将诸多发光芯片加以集成，光电转化效率比普通的要高，普通的LED的光电转换率是10%，而“阵列式”红外摄像机的光电转换率可提升到25%以上，这也正是“阵列式”红外摄像机照得所有物体都白花花的一片的原因，夜间人脸和衣服在图像上很难分别开来。还有其发热量无法像传统红外灯一样固定在摄像机的镜头周围，于是市场上所见到的“阵列式”红外摄像机，多为灯板与镜头分离的，分别固定在上下或是左右两侧，尽管在“阵列式”红外光源上加上不同程度的透镜，根椐光的反射为直线的原理，但与摄像机镜头所接收到的反射红外光线角度并不可能一致。最后关于“阵列式

5、”红外光源的衰减问题，本人还正在试验，如果一早能够解决“阵列式”红外光源目前所存在的这些问题，在它面世两年后的今天，相信早已取代了市场上传统红外LED。 红外光源关系到摄像机的寿命和距离，一般来说，其红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是很陡直的曲线，表明其工作电流要求十分敏感。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高会

6、使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。 判断供应商是否给的红外光源是良品时，我便采用单个红外灯反向通电，测试反向电流，质量较好的红外灯可以反向耐压12V以上，质量较差的红外灯在反向电压56V时便会出现爆裂。红外摄像机的演变 关于红外摄像机的演变，以我看过和测试过最早出现的那台E-2001的原始机型为例。当时是用了一个射灯的模具，正是采用了的12颗遥控器的红外灯，至于发出红外波长是多少，当时这台芯片还是CMOS黑白的，红外灯板上也没有加上光敏电阻，一通电便LED全部开启，至于红外灯每天24小时开启，到底它能坚持使用多久，大家都能想象得到。光敏电阻的应用，很快

7、解决了红外摄像机的这一问题，红外灯可以根据环境光线的明暗照度而决定是否开启，这一应用将当时红外摄像机的寿命提高了一大半，这也是最早的“日夜两用红外摄像机”应用的技术。 当彩色CCD芯片面试后，红外摄像机面临了又一次的问题。白天严重偏色，于是为了解决这一问题，便在CCD上应用起了滤光片，专业术语叫(ICF)，它的做用主要是用来滤除红外线和修整光线。当时那种滤光片是只能让波长（280nm780nm）的可见光进入，于是白天是不偏色了，但在晚上却无法接收到红外线，因为将之全部滤除了，摄像机晚上自然就看不到了。 于是有人想起，在摄像机是加个机械装置，白天加上滤光片，那晚上将之移除，换上普通的玻璃片来修整

8、光线。于是就像给CCD戴上了太阳眼镜，也极像一个戴着老花眼镜的先生，在阅文写字时，目光是经过眼镜的，但在看人时，却是从镜框的上方射出目光，根据这种方法，有人将之命名为“彩色日夜两用型”其实这也是“IR CUT”红外摄像机的雏形。 由于机械装置的耐磨性并不是很高，并且在傍晚时分，红外灯开启的临界状态时，人们总能从摄像机内部听出不断的“咔嚓咔嚓”声音，再好的原料也顶不住这样每日夜的磨损，于是很多摄像机切换不了时，又回到了白天严重偏色或是晚上不能看到图像的原始问题。后来的“IR CUT”摄像机又经过电磁开关、继电器开关等的改良，但皆因其机械精密程度，甚至导致要改变掉滤光片的厚度，所以在偏色问题上，“

9、IR CUT”摄像机作出过贡献，到目前还是不能占领市场份额。 后来又有人想了一种方法，还是在滤光片上做文章，让滤光片既能接收某一波长的红外线，又能滤除大部分红外线，其实也是一种“关大门开小窗”的做法，刚才说过有需求便会有市场，于是市面上出现了专让波长850nm940nm红外线进入了滤光片，时称“双通滤光片”，这样往CCD上一粘，白天偏色不是很严重，晚上也能接收红外线，于是这种做法在“红界”广为流传，大家也将之称为“红外一体机”，而目前市场上主要流通和应用的也是这种红外摄像机。 这种“红外一体机”由于白天也能让波长850nm940nm的红外线进入的原理，当一旦有红外线进入时，就会引起DSP运算错

10、误，决定了这种摄像机一定会偏色，只是程度较轻而已。当然有部分厂家具备了调整芯片内部RGB色调能力，以此来弥补DSP的运算错误，冷暧色调也是“众目难调”，生产厂家只是将颜色处理得相对真实一点便是了，所以“红外一体机”在偏色问题处理上，只是治标不治本的做法。 近两年来的确有一种红外摄像机可以做到颜色逼真，用专业术语讲叫色彩还原度高，这就是现在市场上出现的“双CCD红外摄像机”。 双CCD红外摄像机，顾名思义有两个CCD板，其实也便是两台摄像机组合在一个外壳内，并且有两个单独的摄像头，外观像猫头鹰形状的摄像机。双CCD红外摄像机的原理其实很简单，只是两台摄像机拼合在同一个外壳内，利用一个光敏电阻进行

11、切换，白天所用的一个CCD上粘有完全滤除红外线的滤光片，晚上开启的那台没有滤光片，只是普通玻璃片修整光线，其实它的原理等同于“IR CUT”，用光电转换代替了机械切换，当然两台摄像机在一块轮流上岗，一个白班，一个晚班，的确能延长摄像机的使用寿命。但这个功效我敢说并不是设计双CCD红外摄像机的初衷。 如果说要用不偏色的摄像机，建议首选双CCD红外摄像机，成本却在普通摄像机的一倍以上。但随着市场的推广，双CCD红外摄像机的问题也随之明显。 首先是一个光线照度在光敏电阻设定的照度时，红外灯在临界点上会不停地开启和闪烁，而电流的切换和开启另一个CCD板成像还有几微秒的时间差，于是在傍晚时分，光线照度处

12、于临界点那几分钟内，这种摄像机会不停地听到电流“嘀嗒”切换声，严重时会引起没有画面。相信很多用过双CCD红外摄像机的都有同感。 在双CCD红外摄像机上加上一个延时电路，当接受到光线变化后，延时3秒钟再进行切换，可以消除这种现象。 双CCD红外摄像机还有一个的问题。因为两个CCD主管的镜头处于同一平面，之间所照摄角度和范围存在区别，所以显示器上成像的监控场所是有分别的，只是很多使用者没有留意罢了。 当然，红外摄像机是否会出现新的技术进步？又是否会有替代品的产生？在科技更新换代的今天，没有人能准确地预测。我们能做的也只是将自己所了解的红外摄像机的演变过程给读者说说，相信“红界”的人士有更精辟的见解

13、。鉴于众人普遍认为红外摄像机技术门槛不高，加之市场的火爆，吸引了许多企业的目光，纷纷上马红外摄像机项目，让市场竞争愈演愈烈，很多人给红外摄像机披上了许多神秘的面纱。作为研究安防红外摄像机的一份子，一个人的精力和阅历极其有限，期待更多的人共同来分解安防红外摄像机，还市场一个真相，给消费者一个正确的指引，给消费者讲清楚红外摄像机本身所具有的“软肋”。在金融风暴的环境下，希望通过正确的宣传来指引消费者对红外摄像机的消费信心，迎接红外摄像机新的春天红外摄像机的应用 在2003年之前，尽管红外摄像机已经面试好几年，也有小部分人从中受益。但大部分国内的工程商并不看好红外摄像机。他们给用户推荐引导安装的仍然

14、是三星、松下等国外品牌的摄像机。其中主要原因并不是因为红外摄像机的推广力度不强，也不是国人不支持，而事实上在当时安防人眼中，红外摄像机是品质低劣的“玩具机”，而当时的红外摄像机无论是从白天色彩还原度、晚上清晰度、使用寿命等来看，要让这些安防人士接受，得费一番口舌。他们情愿在晚上为摄像机点上一盏灯照明，也不想让红外摄像机来影响他们的客户信誉度，从这一点也可以看出。 也就在2003这一年，国内出现了“非典”，众多安防企业像其它行业一样，差点让可怕的“SARS病毒”禁锢得无处逃生。于是有人想起了让安防产品走出国门。于是有人在阿里巴巴和环境资源上打广告。 有句说“上帝在给人关上一道窗的时候，会同时给人

15、打开一扇门”。在国内并没有被人看好的红外摄像机，在国外迎来了第一个春天！因为国外人员的消费习惯，加之红外摄像机独有功能和价格优势，红外摄像机的外销订单不传地传来国内企业，很多企业至今为止外贸订单仍占公司半边天。通过让红外摄像机产品走出国门，这样生存下来的国内企业，据我了解就有很多家，如国内的三辰、翔飞、宏天视、永辉、北顺等品牌。 红外摄像机是一个能让外国人接受的订单产品，中国大陆成了继美国和台湾省之后的又一大安防摄像机生产制造国，与此同时，这在中国制造史上同样是一大奇迹。 2009年春节前再次拜访几位安防专家，谈到红外摄像机的应用兴起时，都不免有些感叹。据了解2007年底在北京市场调查的真实数

16、据，工程案例中红外摄像机的占有率已经超过58%，至2008年底，已达到63%，并且还有逐年上升的趋势。之前做一些政府的大型项目，不用考虑价格成本问题，从来都是选材国外的枪机或一体机型。近年来由于政府的财政预算和竞争压力，现在在做方案时，会考虑用上红外摄像机。有些厂房、出租屋、连锁店、旅馆、酒店、餐厅、网吧等娱乐场所的客户会主动要求用晚上能看到的红外摄像机。并且在中国的“平安城市”、“科技强警”项目上，也开始了对红外摄像机的采购。我们可以留意学校、银行、高速路口、边检站等重要设施上，总能看到红外摄像机的身影。红外摄像机的问题 根据目前所掌握的信息，红外摄像机无论如何升级改版，始终无法逃脱使用寿命

17、和红外距离两大困扰。 虽然目前红外摄像机的距离和使用寿命还不能用成反比来形容，但要红外线发射得远，就得采用大功率LED，同时功率过大，红外就会发热，便会影响到本身LED的衰减，而热量散发不出去，便会影响到摄像机CCD芯片的工作。LED本身封装可以耐受高低温，但CCD每种芯片的耐热温度就不一样了，有的超过65就会出现保护状态，画面出现白蒙蒙的一片，进而摄像机便会罢工。 所以很多生产红外摄像机的厂家在改进摄像机寿命时，都在围绕着两个问题转： 其一：如何让红外摄像机少发热或不发热？ 其二：如何让红外摄像机的热散出去？ 当然有些方法还是起到了一定的效果， 如采用恒流源控制LED电流，或是采用脉冲电路的

18、方法，但都无法从根本上改变“有光就有热”这一常识。在机壳上留有通风孔，会影响到防水防尘，至于在机身上装散热片或是风扇做法，也只能说是治标不治本。 本人见过一款“平安城市”推荐品牌的红外摄像机，虽然经过工程人员无数次的升级改版，也只能将红外灯的数量、功率和摆放角度进行调整，红外距离始终控制在60M（一般南方城市环境）的范围内。所以目前据我所了解的红外摄像机，并没有真正摆脱距离和寿命的软肋。红外摄像机的标准 尽管国家在1990年曾颁布过一部名为GB 12338-1990黑白通用型应用电视摄像机测量方法，也能在GB/T 5465.2-1996电气设备用图形符号这部国标之中能找到电视摄像机的专用图形符

19、号，但关于红外摄像机国家标准至今还未出台。以至于各个企业所制订的企业标准大有出入，于是红外摄像机也就无所谓行业标准。 于是红外摄像机在距离参数的标识方面有各式各法，因为“红外摄像机能照多远”本身就是个十分主观的问题，就算两个人视力相当，但取景关注点不一样，也会导致结果不一样。例如您是要看到墙上有没有贴一幅画？还是要看清画中树林下小屋门前坐着的那个人的眼晴？又或者说红外摄像机的红外距离标识为30米，到底是说能看清楚30米的大象还是小虫呢？没有人会给消费者更多的承诺，更有红外摄像机的参数范围和意思连许多工程人员也看不明白，反正人云亦云，要不就来个“天下文章一大抄”。将别人的彩页拿过来，改个商标和联

20、系方式直接面市，这是安防界的通常做法。当然这样做只为了图个省事，但千万别因为个中抄有人家的专利产品而惹上官司。 而红外摄像机的寿命问题，更是不同厂家，不同承诺。你敢说保修一年，有人便敢说两年，有人敢说保五年，还有说终身保修者。至于国产摄像机是否真能用上五年，又或者这个企业五年后是否存在，这都有待考证。但红外灯却是有寿命的，红外灯的长期工作一定会带来衰减。据有些厂家的技术资料介绍：“高效率，低功耗，发热量低，使用寿命长达100000小时”，这以每天12小时计算，也得用上二十好几年的。但事实上经过长期的观测，用上两年后晚上还能看得清的红外摄像机已经很不错了，只是大多数咱们的用户在晚上灰蒙蒙的一片画面中，想到白天还可以看，心中多少有点安慰，没有影响白天的使用，觉得致电写书投诉麻烦罢了。也就是从2008年下半年开始，红外距离和寿命让消费者的信心在下降，没有人再会去强调和要求红外距离了，一句“过得去，差不多就行了”的语气中，带出了无奈的现状。红外摄像机的选购 正是因为红外摄像