“红外线一体机”技术浅谈

虽说“水清则无鱼”，但总不能一天到晚打迷糊仗，消费者的权益也得照顾一下。CCD为什么能看到红外线？CCD本来就能看到红外线！它本来就对红外光有感应，不信，拿个黑白摄像机，关掉电灯，拿个红外灯一照，影像不就出来了！那彩色CCD为什么看不到红外线？事实上，彩色CCD也看的到红外线，就是因为它能感应到红外线，会干扰到D.S.P(影像处理主芯片)的运算，导致”偏色”，因此，得想个办法让它不能接收红外线，方法就是：让CCD戴上“太阳眼镜”，只是人戴的太阳眼镜是隔离紫外线，而CCD戴的是隔离红外线，这就是彩色CCD上头黏的那片滤光片。先看张图：这是滤光片对每个波长光的穿透率，横轴是波长，以奈米(nm)表示，纵轴是穿透率，我们看到从380nm-645nm穿透率是约93%，刚好就是可见光的范围(紫-靛-蓝-绿-黄-橙-红)，就是彩虹的颜色嘛！600多nm是红色光，在它往右以”外”，就叫“红外线”，是”红色以外的光”不是红色的光，因为眼睛已经看不到了。

再来，380nm左右我们眼睛看到的是紫色，在380nm往左以“外”,就叫”紫外线”，眼睛一样看不到，但会照伤我们的皮肤，让青藏高原同胞晒的黑黑的，脸颊红红的。话扯远了，从上图我们看到，滤光片已经把红外跟紫外光挡掉了，只剩可见光进来，所以，彩色CCD就看不到红外线了。那黑白CCD为什么不加滤光片，难到它不怕色干扰吗？呵呵！黑白摄像机本来就没颜色，何来“色”干扰？所以在早期，红外线摄影机就是用黑白摄像机，加上红外投射灯就行了。

后来彩色摄像机越来越普遍了，总不能白天用彩色摄像机，到了晚上再用黑白摄像机打红外灯吧，这就重复投资了，了解了上头的道理，就有人想出个方法：当有光线时用彩色摄像机，当没光线时，把CCD上头那片滤光片拿掉，再打上红外灯，这不就得了！“日夜型红外线彩色摄像机”就这样出来了！这很像读书时去办公室找老教授，他在看书时戴个老花眼镜，抬头看你时就把眼镜往头顶上挪开，就是这个动作，所以，上头那种摄像机，在CCD前装了个机械结构，用电磁阀把滤光片拉开或推回去，在作动时听的到“喀察”一声。说到这里，学过光学的人必注意到,CCD有滤光片跟没滤光片，光线折射率会不一样，把滤光片拿开，打上红外光，折射率又会因波长不同会有些差异，这加起来就会造成焦点偏移，就是“失焦”，因此，刚刚所说的，不能只把滤光片移开，还得补上一片镜片来调整折射率，也就是一片滤光片跟一片普遍镜片在抽换。这种“日夜型红外线彩色摄像机”是日本人搞出来的，实在太贵了，想仿嘛，模具贵又怕被告，就有些天才老板干脆就把滤光片拿掉了，不就看的到红外线嘛！怕色干扰，那就用在室内啊，有些偏色，便宜嘛！干麻计较那么多，这叫“彩色室内日夜型红外线摄像机”。老是这样蒙也不是办法，后来有人想到办法，依旧从滤光片下手，搞出这种滤光片：看到没“关大门，开小窗”让850nm那段红外光漏了进来，所以在晚上没灯光时，只要打上850nm的红外光，CCD就看的到了，这招真是既省钱又方便，换个滤光片就行了，只是要注意不是随便拿个红外线投射灯就行了，必须是850nm的！但是因为850nm跟可见光波长很近，850nm投射灯常会产生少量可见光成份，看到的是红色的，那就是“红爆”的来源。红外线夜视问题解决了，在来是白天的问题了，既然那滤光片会让850nm的红外线漏进来，就会产生色干扰，也就是“白天偏色”的由来，这只能用软件来调整DSP的程序，尽量减少色偏，谁说没色偏，肯定是吹牛的!

开始步入正题“红外一体机”：上头说的红外机，在使用上得配上红外灯，在户外时又得加防护罩，摄像机还要有镜头，整组体积庞大，价格又高，近距离使用时就像大炮打蚊子，不太现实，就有人想到用LED，就是遥控器用的LED，有850nm的，洗块板子，装他几十颗，加个光敏电阻(CDS)来侦测光线强度当开关来控制LED，板子中间挖个洞，再买片摄像机板，装个机板镜头，往LED板一套！红外一体机就出来了！这时期的红外机有些问题，一是LED发射角度是固定的，因此打出去的光线无法调整，只能搭配几种角度的镜头；第二，功率不高，打不远，市场量又不大，想要LED厂帮你订做，门都没有，因此，效果不太好，但是很少人在搞，价格又高，可卖到2000多，十多年前搞这玩意的人还真的赚了一票。

其实，在那时候，搞摄像机的单子都接不完，那有空理这雕虫小技，光卖机板给人装红外机就很好赚了。随着科技的进步，LED功率越做越大，越来越亮，尤其民用上的红绿灯改用高亮度LED，这时有一颗LED出来了，就是拿红绿灯用的那种，改成红外线，四四方方的，叫“食人鱼”，拿来用还挺不错的，但角度是固定的，不太实用，就有人想到开了片透镜，放在LED板前头，不就可以改变发射角度了吗，还去申请了专利，别人还不能用，怎办？山不转路转，反正这时市场量也出来了，LED厂也就甘愿生产不同角度的LED，连直径5mm、8mm(E-Power)，都有了，直径2公分的都有。这时，问题又来了，在电路方面有过热，光学上有黑边及均匀度问题，在机构上有白雾、漏水、雾气等问题，需要一一解决：过热别以为LED就不发热，“冷光LED”跟本还没出现，以50颗5mm、20mil(芯片大小)LED为例，想打到户外40米，电流至少得到80毫安，如果又密封在壳子里(户外当然要密封)，LED板上温度会飙到90度，还有，LED是正温度系数，也就是温度越高电流越大，电流越大温度就越高，LED本身会耐到100度，但板子后面那颗CCD可只能撑到60-70度。这时，画面开始就发白了，看起来白朦朦的，这是因为CCD过热，暗电流增加，白底上浮，再烧下去，CCD就挂点了，怎办？一是降低电流，只用30-40毫安，打不远怎么办，那就用吹的，反正密密麻麻的LED，看起来就像能打的远，还有就是加风扇，但在密闭的壳子里，风扇能撑多久？呵呵！看着办！最好的方法是加定电流电路，不让LED过电流，但也只能用在60毫安以下，那改用大颗的高功率LED呢？一样，能量不灭定率，发光越强，发热就越多，我看过400多颗LED做的投射灯，加了散热片，往上打颗蛋还真能烤熟！呵呵！敢用的人就能赚到钱。

　　总之，过热是红外一体机最大致命伤，想打长距离的用户，千万得三思！黑边及均匀度这好解决，LED板上LED的角度得调配好，要跟镜头视角相配合。

比如说4毫米镜头得搭配宽角度LED，8毫米镜头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补光，让打出去的光均匀些，这些只要花些时间做做实验就行了，不要那么懒，要把LED就搞上去了，不是打不远就是画面搞了黑边出来。白雾有两个原因：一是LED光漏到镜头里，也就是镜头上那个隔离圈跟玻璃没密合，让红外线漏了进去，最好就把隔离圈用铝圈做，直接穿过玻璃面，不过成本高了些；在来就是如果用宽角度LED，红外线打到遮阳罩再反射回镜头，会照成白雾，解决方法就是把遮阳罩退后些。漏水这纯粹是机壳设计不良，防水垫圈材质不好及组装不慎所造成。雾气主要是密封不良，有些方法：1、装个干燥包，两下就不行了，吸饱了水，更惨；2、充氮气，还没出货就漏光了；3、镜头跟玻璃隔离，独立开来，对漏光还有效，结果雾气集在小玻璃上；4、开通气口，加风扇，没雾气了，但会漏水；5.玻璃镀膜，是不沾水，但防不了雾呵呵！还是头大。

每家都说解决了，信吗？还有一些要注意的：镜头别用太便宜的，用好一些的，效果会比较好，如“XX国进口红外机专用镜头”；机板找质量好点的，1/3索尼的当然会比1/4SHARP的感度好些，当然了，如果采用索尼Ex-View也行，但成本高太多了，还有，哪来那么多Ex-View CCD让你来卖？还有，机板只有分质量好跟质量差，不要争论谁的DSP好，给你一颗奔驰引擎你也不一定能造出好车子。红外线用的机板跟一般枪机用机板在程序上有些不同。要注意，总之，红外线一体机是最近最火也最具争议性的摄像机产品，工程商对它是又爱又恨，希望透过大家的讨论，能走出一条路!

深圳有许多大的厂家红外产品有很好的保障，红外线摄像机在国内市场得到一致好评，因为它们的产品出厂都有经过夜视检测的。