浅析国内红外摄像机发展现状及制约因素

    顾名思义，红外摄像机就是在夜间，摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照射被拍摄的物体，然后接受到其反射的红外光形成图像。夜间使用时要关掉红外滤光镜，使其不再阻挡红外线进入CCD。这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。视频监控向室外发展，室外监控向夜视发展，夜视的发展方向目前是基于红外光。这个趋势已成为绝大多数摄像机行业人员的看法。

    由于红外摄像机能够在夜间零照度环境下获得较清晰的画面，同时具有较大的隐蔽性，从而得到了市场的广泛认可，其市场份额也在逐步扩大。据调查显示，国内红外摄像机市场需求较大，红外摄像产品所占市场份额正在逐年攀升，2010年达到了30%左右。从全球安防市场来看，红外摄像机非常具有“中国特色”，连索尼及刚进入中国市场不久的三星等国外品牌为适应中国本土化，也开始研发红外摄像机。红外摄像机目前在国内市场发展火热，但红火的同时，红外摄像机在应用中所暴露出来的缺点也越来越明显。

    红外摄像机的发展

    为了满足全天候监控的需求，早在2001~2003年我国监控生产厂家就开始探索红外摄像机技术。从早期的摄像机加红外灯板的模组到摄像机和红外灯的一体化设计，从LED红外灯手控模式到光敏电阻自动控制，再到摄像机双滤光片的引入应用；从最基本的视频监控要求到防水防暴、强光抑制、人脸识别、隐私遮蔽等各式各样功能需求的红外摄像机出现，无不见证着我国红外摄像机技术和市场的长足发展。2006年以后，随着越来越多的生产厂家涌入该领域，红外摄像机市场逐步形成了供大于求的局面，厂家间的竞争也愈发白热化。身处安防行业群雄逐鹿的时代，红外摄像机产品也和其他安防产品一样，有着同样的时代印记。客观说，手工作坊的充斥、行业标准的缺失都在某种程度上制约着红外摄像机市场的发展。

    红外技术在1800年被英国天文学家Herschel发现之后，就被越来越多的科学家在研究如何在各种场合的应用，其中主动红外摄像技术在安防监控中的应用经过近二十多年的快速发展技术上都较为成熟。红外摄像机在以迅雷不及掩耳之势发展壮大的同时，产品类型也在不断多样化，应用领域也在进一步拓展。归纳起来有以下几种类型：

    第一，已经淘汰的卤素灯红外摄像机：卤素灯的发光功率非常强大，当然耗电量以及发热也会相对比较大，成本比较高，它的致命缺点是体积大、散热不充分，寿命非常短，一般都在一千小时以内，而且红暴现象特别严重，故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换，所以发热问题尤其严重，维护成本较高、寿命短。

    第二，LED红外摄像机：LED红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏置电压向PN结注入电流激发红外光，光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为CCD摄像机可感受的范围。LED红外摄像机一般适用于10~100米中短距离，市场占有率最高，但是存在光照不均匀问题，主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。

    第三，LED阵列式红外摄像机：阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列（LED Array），与传统的LED相比具有以下优点：1、亮度高，单LED Array的输出约为1W~30W，亮度约是常规单LED的输出5~15mW的数十倍，所以射距远；2、电-光转换效率高，普通红外LED的电光转换效率仅为10%左右，而LED Array电光转换效率提升为25%左右；3、体积小，LED Array技术将发光单元高度集成，在相同亮度指标下比普通LED红外灯产品体积小很多；4、寿命长，LED Array的寿命为50，000h，比普通LED寿命高得多。阵列式红外灯产品有一个明显的不足，即“偏心现象”。由于其发光角度可达到120-180度，因此必须通过透镜来缩小送光角度，以配合摄像机镜头，这样不可避免的很多光就偏离了透镜的中央，造成送光效率不佳。LED阵列式红外摄像机适用范围基本与LED红外摄像机一样，比较适合大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控应用。

    第四，点阵式红外摄像机采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品——阵列式红外灯（LED--Array）的基础上发展而来，因此也叫第二代LED—Array。第二代LED—Array跟第一代相比最大的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长，额定寿命为50000个小时。点阵式红外灯也叫大功率阵列式红外，跟小功率阵列式红外最大的不同是亮度更高、成本更低，并通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象”。

    第五，激光红外摄像机：激光红外摄像机照射距离最远一般可达300~5000米，由于能量集中，角度小近距离不宜采用，目前成本仍较高。比较适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控，随着成本的进一步降低，目前已经应用到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而，红外摄像机需要根据具体使用环境，特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。