红外摄像机的局限性

凯明电子

1、红外常识：我们知道，波长超过700nm的光线叫做红外线，

900nm以上的红外线基本没有红暴，波长越短越接近可见光同时，摄像机感应红外线效率也越高。现在市场上有两种主流红外

灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是没有红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长

的感应度要好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，已被做为红外夜视监控的首选。

2、寿命问题：不带红外摄像机的使用寿命可达10年以上，带红外灯的寿命是否也能达到这个水平？
正确回答这个问题，首先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式制造：1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。

卤素灯是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不能够做到很远距离，现在已基本退出市场。


多芯片LED是一个很“概念”的说法。多芯片LED主要有两种，一种是“食人鱼”，包含4到8棵芯片，另外一种是阵列式发光片，含有10棵

到30棵芯片。为什么做多芯片呢？他们认可的理论是：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，也就认

为照射距离更远！这可真是典型的外行技术理论。当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，就能把它简单换算

成距离，而是被摄像机吸收了多少红外光。相反，因其结构先天固有的缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比

较低（当然，比卤素灯强几倍）。

优点没有发挥出来，致命伤却出来了，比如，阵列式LED，电流高达1000mA以上，基本只是一分钱硬币大小，散热就成为一个问题。可LED

最怕的就是高热，所以，这种红外灯在采用的同时就决定了它的寿命很短。同时，多芯片LED的生产要求非常严格，每棵芯片都不能有性能上的

一点差异，否则，一颗芯片坏掉，就会导致整机全部毁坏。总体而言，相对于单芯片LED而言，多芯片LED的寿命会差很多。

单芯片LED生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。

那么，是不是所有的单芯片LED灯的寿命都很好呢？事实上，远不是这么回事。这里面原因很多，比如，有的LED芯片级别很低，杂质超标；有

的生产工艺不过关，有漏电；有的超功率使用，额定50mA，使用70mA以上，这样短时间内效果很好，可是几个月后就会因过度劳累而衰竭坏掉

，或发光功率降低很多！有的没有保护电路，或电路设计不合理，这些都会导致单芯片LED红外灯快速坏掉。

要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级LED芯片，高等级芯片功率大，一致性好，发光效率高，发热量很小，一颗高等级LED比普通的

LED好几十倍，当然价格也比较昂贵。其次，光学系统设计要合理，发光均匀，利用率高，散热快。第三，严格控制电压，LED对电压非常敏感

，电压稍高，LED管内芯片就会烧掉；电压略低，发光量又会大大降低。最好在红外灯内就匹配好高质量的开关电源，根据中国的恶劣电源环境

，最好从170伏到270伏电压输入都能稳定使用，现在存在比较常见的问题是，大多数工程商对红外灯的电源认识不深刻，而是采取摄像机常用

的12V集中供电方式，这样尽管解决了一些其他的问题，但对红外灯或红外一体机来说则无法满足正常使用的要求，图像效果自然不好。

3、角度的问题：红外灯是不是角度越大越好？不论是制造商还是工程商一般都认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也

越大，选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。因此，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大，有80度还有180度。这种好像很有道理的说

法其实是很不负责任的而且也是不科学的。其实，从某一个具体的红外灯来说，它的功率是额定的，也就是他的发光转换功率是固定的，如果

想发光角度大，那自然会牺牲照射距离，相反，如果保证照射距离就会牺牲角度！


另外，使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度）

，如果配合f35mm的镜头，那么，会有百分之九十九的光是在镜头视场以外，也就是说，只有百分之一的光是有用的，其它都浪费了。一般情况

下，红外灯的角度与镜头的角度一致，是最科学的搭配。

其次，并不是红外灯角度越大，画面效果越好。有的环境，红外灯角度过大，还会影响成像，比如走廊，因其“狭长”的特点，如果红外

灯角度大，近处边缘成像太亮，形成“光幕”现象，远处中心反而看不见，只有一片发白现象。所以，最适宜做法是走廊的红外灯应该比镜头

的角度略窄。

第三，可以利用“接灯”技术，两个窄角红外灯搭配，调整位置，可以达到广角灯的效果，我们采用的系列红外夜视系统，就是利用“接灯”

这种技术，做到了既望远又广角。在同样功率条件下，“接灯”技术可以很好提高作用效果。

总体而言，红外灯角度的问题既是选择问题也是技术问题。不同焦距的镜头选择相适应角度的红外灯，红外灯的角度在什么样的条件下也

不应该大于镜头的角度，狭长环境应该选用比镜头角度更小的红外灯。窄角的红外灯通过搭配，可以得到理想的广角效果，效果更佳，成本更

低。


4、通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相
对孔径F2.0的镜头通光量的四倍。同样的摄像机、红外灯，采用不同的两种镜头，红外作用距离可相差一倍或更多。

大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂，技术难度大

，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。

由于众所周知的国情，市场上虚标F值的镜头大量充斥市场。尤其是变焦镜头，只标短焦距的F值，不标长焦距时F 值，误导工程商，致使

用户根本无法辨清质量好坏。


5、焦点偏移的问题：可见光与红外光由于波长不同，成像焦点不在一个平面上，导致白天可见光条件下清晰，夜间红外线条件下模糊，或者夜

间红外线条件下清晰，白天可见光条件下模糊。可以用三个办法解决。第一，采用自动聚焦一体机，第二，采用IR专用焦点不偏移镜头，第三

，采用专业的调整工具，在现有镜头条件下也可以实现不偏移。

6、色彩问题：红外线在可见光条件下对于摄像机来讲是一种杂光，会降低摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参

与成像。要想使彩色摄像机感应红外线现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光

片，让红外线进入，这种方案图像质量好，但成本高，切换机构有一定故障率。第二，在滤光片上设计一个特定的红外线通道，允许与红外灯

波长相同的红外线进来，这种办法不增加成本，但色彩还原略差。

7、灵敏度的问题：摄像机灵敏度是红外夜视监控的核心部分。灵敏度越好，对红外线的
感应能力也越强。当然，灵敏度越好的摄像机价格也越昂贵。一般来讲，50米以内的红外夜视系统，选用0.1－0.01Lux的摄像机就比较好；50

米到100米范围的夜视系统应该选用0.01Lux或更低照度的摄像机；100米以上的夜视系统应选用0.001勒克斯以上的摄像机。


当然，和其它许多产品一样，摄像机虚标指标的现象也是特别严重。我们曾拿过0.1Lux摄像机和一款号称0.0001勒克斯的摄像机作对比，

后者竟不如前者。

8、距离的问题：一百个人做红外产品就有一百个红外夜视距离的标准。我们认为还是应该以满足客户的要求为标准。客户的标准是什么？是看

清！什么可视距离，发现距离，这些不确定说法都是比较模糊。不同档次的摄像机、镜头之间的匹配，对于同一盏红外灯发出的光线感应度可

能相差几十倍。所以说，一盏红外灯的作用距离，只能与非常确定的摄像机和镜头共同测定，才能标定其作用距离。因为应用环境不同，最好

留有一定余量。

红外夜视到底能做多远？技术到家，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事。技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄

像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可。

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这个真没研究过

真诚一生

以前不知道。

ant6556

学习了！感谢楼主分享。

好其深

写得好，新人学习了，谢谢。