上世纪60年代初期,美国贝尔实验室研发成功红外技术。随着技术的不断发展,市场的迫切需求,第三代点阵红外摄像机在原有的LED红外技术的基础上,进行了一项革命性的改进,采用革新的半导体技术,经过特殊封装,形成大功率发光二极管阵列(LED Array)。每颗LED Array等同于60粒14MIL LED发光晶体的亮度,具有明显的体积、亮度、寿命、光电转换、光均度、价格等方面的优势。
1、体积小
由于LED-Array为高度集成的LED,体积很小。单个LED的光学输出为5mw-15mw,而一个LED-Array的光学输出达到了800mw-1000mw,但只有一个指甲盖大小。体积小最主要是便于应用,同时简化成本。
2、亮度高
第三代点阵红外采用4种元素的晶片,而传统的都是采用3元晶片。4元晶片发光是轴向发光,更利于光能的收集和聚光,配置以良好的导热装置,光电转换率很高。高亮度决定了光线的照射距离,为第三代点阵红外在中远距离红外机的应用打下了良好基础。红外摄像机的亮度越高,光线的照射距离就越远,单个的LED输出光功率一般为5~15mW,虽然可以通过加大电流来提高亮度,但是材料本身的局限性是,红外线的光电转换效率不高,只有20%的光,余下的80%便是热能。因此,提高亮度的同时,也产生了更多的热能,这对工作温度要求严格的摄像机的关键器件CCD来说,明显是行不通。另外,LED多个组合是以PCB板为载体,散热性能不好。而红外摄像机的光源,通过将几十个高效率和高功率的晶元通过高科技封装在一个平面上,配置良好的导热装置。同时增加其光电转换效率,亮度约是单个LED的100倍。
3、寿命长
红外技术保证了CCD良好的工作状态,其使用寿命是普通LED红外摄像机的9倍。普通的LED红外摄像机将LED发光管和摄像机置于一个腔体内,而且LED管的热量无法通过PCB板得到有效散发,温度问题严重制约了CCD的使用寿命。普通LED红外摄像机在使用3个月后,便开始出现老化迹象,画面模糊、发白、对比度缺乏等等问题出现,直接影响产品使用效果,甚至整个摄像机报废。LED-Array的寿命为50000个小时,2-3年内光线无明显照度衰减。由于采用的新的封装材料及散热处理,大幅提升红外摄像机的夜视寿命。
4、效率高
由半导体本身的特性所决定,散热性能越好,那么工作温度就越低,工作温度低又能更好地保障其发光效率。反之,则是陷入效率不断衰减的恶性循环。
5、光线匀
众所周知,每个普通的红外LED前面都有一个球面,是一个独立的光学设计,用来改变光斑的大小。当多个红外LED组合在摄像机镜头的周围后,发射出来的光线就是多个光斑重叠组成,重叠的部分亮度就会特别高,同时还形成一个圆圈,即“手电筒效应”,夜视画面效果当然是不均匀的。而阵列红外摄像机相当于是一个大的点光源,通过特殊的光学设计,使得光线均匀照射被监控物体,所得到的监控画面的中间和四周的亮度是一致的,明显提高夜视效果。
随着摄像机技术的进步,夜视监控技术还在进一步的发展中。第三代点阵红外摄像机产品性价比大大优于目前行业主流的产品,必将在夜视监控领域引起一场新的技术革命,促进行业规模化生产,使得高质量夜视摄像机得以推广和普及,最大限度的满足不同应用领域对夜视监控的要求。