激光红外灯技术在安防夜视领域的应用

1、激光红外灯技术在安防夜视领域的应用随着安防行业的发展, 24小时不间断的监控对红外夜视要求越来越高,不仅仅满足以 眼前近距离几十米的要求, 随着安防行业智能视频新技术不断出现, 动态监控要求越高, 如 果出现突发事件,更需要进行中远距离跟踪监视,目前 LED 红外灯产品,实际上是无法完 成中远距离的跟踪监控, 但真正能实现中远距离监控的红外灯产品, 激光红外灯产品是一种 最佳的选择。 而激光红外夜视系统, 以往都定位于几公里的远距离监控, 产品造价使得多数 工程商望而止步, 毕竟几公里远距离项目数量相对较少。 而欧益公司推出的激光红外灯产品, 主要集中于 500米以下,真正使激光红外技术落实到

2、民用工程项目当中,完成民用项目的 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, 所以从以下几个角度谈谈激 光红外灯看法,供大家对激光红外灯产品的正确认识与理解。一、 激光红激光1、激光定义:激光,最初中文名叫做 “ 镭射 ” 、 “ 莱塞 ” , 英文名叫做 LASER ,意思是 “ 受激辐射的光放 大 ” ,激光的英文全名(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 已完全表达了制造激光的全过程, 1964年我国著名科学家

3、钱学森建议将 “ 光受激发射 ” 改称 激光。2、激光特A 方向性:激光器发射的光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散角小,接近于理 想平行光。B 单色性:激光的光谱宽度非常的小,是几个纳米量级。所以其具有良好的单色性光C 亮度高,能量密度大。3、半导体激光器简述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(电能转化为光 能 。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中电子能 级的降低而释放出光子来产生光能的, 然后光子在谐振腔间产生谐振规范光子的传播方向而 形成激光

4、。 半导体激光器的尺寸小, 激光器的尺寸在毫米量级,发光芯片在百微米量级;半 导体激光器电能到光能的转化效率高,电光转换效率至少 55%, LED 灯电光转换率最高 只能达到 20%。4、激光红外灯 激光红外灯采用半导体激光器为发光器件半导体激光器输出的是光, 所以可以用作照明光源。 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正是红外激光照明器的最大特点。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

5、用半导体激光器作为照明光源效果 是不可取的 (目前市面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 ,欧益激光科技公司通过自身独立研发的独特 光学系统处,使光束垂直截面的能量分布达到均匀化,从而实现照明应用。激光红外灯 +普通 CCD 摄像机组成的夜视监控系统;激光红外灯是欧益激光公司集合自身的激光器生产能力独立研发并生产的夜视照明产品。 产品采用 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, 属于主动夜视监控系统。 激光红外灯即是配备的主动光源。 相对微

6、光夜视和红 外热像仪,具有更好的市场适应性。激光红外灯通常选用 810nm 半导体激光器。 810nm 属近红外, 和可见光中的红光波 长接近, CCD 的对 810nm 波长有比较好的感应。现在各个正规厂家的感应芯片对于 810NM 的光谱具有很强的感应效果。只是在做成摄像机时, 为了保证彩色图像质量, 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。不滤掉时,彩色图像会出现严重的偏色现象。主要用途:a .公安、司法、银行、监狱、油田、工程建设、森林、矿山、海事、海关、港口、海 水养殖、铁路、机场等场所的夜视监控;b .道路重点路段、厂房、小区、广场、仓库的夜视监控

7、;c .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。e 、汽车、轮船、火车、坦克等交通工具。二、激光红外灯与 LED 红外灯在夜视领域应用的优缺点关于 LED 红外灯各种特性,相信大家都一个很清晰的认识, 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 控工程对夜视红外的要求。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 灯的数量和功率电 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

8、, 这些问题就不能从根本上解 决。想要实现中远距离的监控就得采用新的技术, 那就是红外激光夜视技术。 而我们欧益公 司目前是国内最大的泵浦激光器的生产基地, 以自身专业生产半导体激光器庞大技术实力及 规模化生产研发经验开发出的激光红外灯, 满足诸多安防企业在夜视技术上的需求, 给更多 安防企业带来无限的商机和发展, 也将引领安防行业夜视领域突破距离局限向更深更远方向 发展,随着激光红外灯技术的不断改进与发展,其必然成为夜视红外技术的主导产品。激光红外灯本质:半导体激光器的电光转换效率最低 55%,由于我们只采用单一发光 芯片,所以热损耗也远远的低于 LED 灯,激光波长的选择可以增大 CCD

9、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 激光灯的照明效果等同于相同功率乘以 2.5倍 的 850nm 红外灯的照明效果 。下图是 SONY ExView CCD的光谱感应曲线。激光红外灯最根本优点:Ø照射距离远:常规产品照射距离 30500米,最远可达 3000米。Ø亮度强:CCD 对 810nm 激光感应比 850nm LED灯感应度高出 30%。Ø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

10、得激光红外产品的寿命有极大的保证。 欧益激光红外灯产品的实际使用寿 命在 8000-10000小时。Ø产品功耗低:欧益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。三、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 ,但 LED 红外灯在前 期市场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,使得市场一 片混乱, 几个人的小作坊就可以生产出 LED 红外灯, 再供给市场。 使得 LED 产品质量存在 着极大的负面印象。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

11、: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 行了延伸采用 LED Array 技术,但电光转换率依然不是很高,市场反映 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 光的匀和度和角度上有着明显的改善, 加上大多数厂家积极的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

12、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,市场不会像 LED 红外灯一样,市场泛滥。欧益公司 有着规模化的产业键优势,永远保证合作厂家的, 成本优势与技术优势。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:是利用自然界物体不同部位红外辐射强度的不同来形成热图像,在军 事领域已经大规模应用, 近年来也逐渐转向民用领域的特殊领域进行应用, 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辩, 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

13、起到一个有效补充,即可以大面积感应,同时又 能清晰侦察出具体的人与物体。 相信在不远近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。四、激光红外灯相关产品的发展趋势。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 合市场的需求,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 本质的另外一先进性的红外技术,且后继成为红外技术的主导产品与 主导市场,国内市场 50强前端设备产品纷纷投入到激光红外灯与自身产品的配套开发中。 以最敏锐的市场眼光, 抓住市场先机来满足市场需求, 同时能占据市场的领导地位, 同时占 据

14、技术最高端,满足公司创新利润取向。以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近距离 360度全方面监控, (能文能武 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, 需要红外线灯补 光,但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

15、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度中远距 离的跟踪侦察。 所以市场需求崔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 载云台生产厂家已经推出各式的激光车载云台产品, 成为市场领导者与领跑者, 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产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, 越来越不符合室外监控的中远距离需求, 目前已经有不少球型云台

16、厂家开始寻求向激 光红外技术发展。 但球型的结型是各大厂家难以向激光红外技术靠近的最主要原因, 在不明 了市场的需求情况下, 不敢吃第一只螃蟹也是大多数厂家谨慎心理的体现。 但市场已经有个 别的厂家开始介入这一块。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

17、, 而这些环境洽洽需要中远距离的夜视照明, 所以市场需要崔生出防爆厂家尽 出推出防暴型的激光红外灯, 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机(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及大的贡献。五、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, 在实际测试过程中, 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 红外光之外的红外过 滤

18、掉, 而激光红外灯的红外光是采用的是 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。能与激光红外灯反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景阳、宏天智、翔飞、乐荣、拓邦、斯雅特在部份系列产品当中采用 双滤光片切换技术, 而大部份厂家也开始采用改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

19、 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 灯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米 200米 300米 500米以上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红外技术可以做得到远距 离全方位的照明,只能实现中远距离局部范围的照明。当然激光的技术不断的进步

20、,实现 300米以内较大面积的照明是迟早的问题而以。而 欧益公司近期推出的变焦激光红外灯 NG250B ,就可以实现远近兼顾的照明需求。3.工程安装的误区多数客户带着对 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,因为近距离如果 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。在实现远距离监控方面, 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