袁毅明博客
专注发光二极管(LED灯珠)

袁毅明:红外发光二极管,监控红外线发光二极管选型,你一学就会!

今天,有个客户,找红外发光二极管,

3W大功率灯珠,850nm,产品用在安防监控球机上,

咨询:你有什么好的红外大功率灯珠选型建议。

我询问了他几个使用和方案设计问题,

比如你产品的封装方式,比如发光角度……

今天,我想跟你聊聊红外发光二极管,还有红外发光二极管选型。

红外发光二极管的距离,红外发光二极管电压,红外发光二极管电流,红外发光二极管波长,红外发光二极管寿命?

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红外发光二极管的选型过程纷繁复杂,但概括起来,主要有三个环节:封装类型、发光角度和功率大小。

仿流明红外发光二极管是大功率红外发光二极管,3mm红外发光二极管和5mm红外发光二极管,是插件式红外发光二极管,

2835红外发光二极管,3535红外发光二极管,是贴片式红外发光二极管。

而很择这3种不同封装类型的原因,主要是受发光角度和功率大小的影响。

这三种封装方式可以做什么角度和功率?

仿流明大功率红外发光二极管,一般做120-140度,单颗功率做1~3W。

插件式红外发光二极管,可以做30度、45度、60度、90度、120度,一般插件式做30度、45度和60度选择做插件圆头型,90度、120度选择做插件平头型。单颗功率做0.06-0.5W。

贴片式红外发光二极管,可以做30度、45度、60度、90度、120度,单颗功率0.06-3W。

从上面三种红外发光二极管的封装方式可以看出,贴片型红外发光二极管不管是角度还是功率,范围都比仿流明和插件型红外发光二极管范围广。

这也是为什么现在新产品选型慢慢地都从原来的仿流明和插件型改为贴片式红外发光二极管的原因。

——

还有一个很重要的原因。

LED红外发光二极管应用中, 产品能否进行工艺批量化生产。

传统仿流明LED红外发光二极管不方便过回流焊接,增加了工艺成本,很难形成规模化生产;

直插式红外发光二极管单颗的功率比较小,最大功率单颗做0.5w,做更大功率单颗的散热效果差,品质稳定性没有那么好,不方便大批量生产;

贴片式红外发光二极管方便过回流焊,提高了生产操作效果,同时降低了生产成本。

这样来看,现在红外发光二极管选型,多选用贴片式,很大程度上,是因为贴片式红外发光二极管比另外两种封装方式具有功率大,方便过回流焊,容易批量化生产。

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红外发光二极管的波长,也是选型的一个关键原因

那夜视监控安防球头红外发光二极管要如何选择才能更好地配合监控摄像机进行夜间采集图像的补光呢?

在今天红外发光二极管应用中,已经有两大类的应用了,比如LED红外发光二极管,主要应用在监控距离150米以内距离效果好,另一类是激光红外发光二极管,照射距离远可以达到200-1500米以上,但发光角度小。

目前来说,安防监控类发光二极管主要应用的是LED红外发光二极管。

比如波长为850nm红外发光二极管,使用极广,但产品有红曝。

而940nm红外发光二极管,使用中红外灯表面没有任何光亮,产品无红曝,隐蔽性更好。

什么是有红曝?

有红曝就是指近距离观察,红外发光二极管会发出暗红色的光。简单地说,也就是指红外发光二极管有可见光,无红曝则反之。

既然850nm红外发光二有管产品有红曝,那我们直接选择940nm红外发光二极管,来做夜视监控摄像头灯光补偿,效果会比会选用850nm红外发光二极管效果更好呢?

事实上不是这样的,虽然采用940~950nm波长红外发光二极管产品完全无红曝,但是,850nm红外发光二极管有它自己的优点,那就是850nm波长的红外灯,比940nm波长的感应度要好10倍。

波长愈长,红暴愈小,甚至可达到全无红曝,但是,红外光的效率愈低,红外灯发热就愈高。

所以,事实上,850nm这种有轻微红曝的红外发光二极管拥有更高的发光效率,才是红外灯设计选型时的首选光源。

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那红外线红外发光二极管有效距离,红外发光二极管怎样更远?

大家也做了很多红外发光二极管距离和角度的测试,比如60-80度的红外灯(相当于F3.5MM镜头的角度),配上小角度的镜头(如F35mm的镜头),

结果发现,有98%以上的光在镜头视场外,灯的角度小,会在图像中心出现一个光斑,周围相对亮度低,呈现明显的“手电筒”现象。

原来红外发光二极管的发光转化功率是固定的,如果想要发光角度更大,就会牺牲照射距离,你要保证照射距离就会牺牲角度!红外发光二极管的角度选择合理与否,是一个十分重要的问题。 使用大角度的红外发光二极管,配合小角度的镜头,存在红外光的浪费。

红外发光二极管与镜头的角度一致,是最理想的选型。

但并不是红外发光二极管的角度越大,画面就会越好,看使用环境,比如过道,走廊,因为距离较远,如果红外发光二极管角度大,就会造成近处边缘成像亮度高,形成“光幕”现象 远处中心处反而看不见,只有一片发白现象。

所以,最适宜做法是过道、走廊的红外发光二极管应该比镜头的角度略窄。 当然,可以利用“双发光二极管互补”技术,宽角和窄角红外发光二极管搭配,调整位置,可以达到角度与距离互补的更好效果。

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那怎么选呢?红外发光二极管型号那么大,到底怎么来好好选型呢?

大家尝试了各种各样的方法,后来终于有一套判断方法,这套方法就是,夜视监控红外发光二极管选型法。

红外发光二极管监控选型法

夜视监控红外发光二极管,简称红外灯。

选型方法:

第一就是选择波长。 夜视要求红外发光二极管发出的光,波长为850nm和940nm2种,都为不可见光,具有隐蔽、节能的特点。

第二就是选择封装方式。小批量生产,仿流明大功率红外灯可以选择,大批量生产就要选择红外贴片灯。

第三就是根据摄像头要照射的距离,选择合适功率功率和红外灯珠角度大小来配合。比如,你要照射到30米的距离,我们就会给你推荐3535 3W 850NM 60度 单机6颗的方案,基本球机选型确定的话,红外灯的选型很快就可以敲定。

这有一点特别重要,就是红外灯珠的选择与摄像机、镜头、防护罩、供电电源等的成套性要好。你不能先买完了监控摄像头,镜头、防护罩、电源,甚至安装好之后才考虑购买红外灯珠,然后做样测试距离效果,再选择封装方式或功率大小。

红外发光二极管工作原理

红外发光二极管发光体是由红外LED发光二极管矩阵组成。

红外发光二极管由红外辐射效率高的材料制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。

光谱功率分布为中心波长830-940nm,半峰带宽约40nm左右。窄带分布,为普通CCD黑白摄像机可感觉的范围。

电路采用稳压恒流设计,可让红外发光二极管工作时光功率更稳定,提高红外发光二极管的使用效果,同时让它寿命更长。

最后的话

总体而言,不同焦距的镜头选择相适应的红外发光二极管,红外发光二极管的角度在什么样的条件下也不能大于镜头的角度,狭长环境应该选择比镜头角度更小的红外发光二极管。窄角的红外发光二极管通过搭配,可以得到理想的广角效果,效果更好,成本更低。

夜视监控红外发光二极管选型法,不仅仅是因为它简单直观,更重要的是因为它可以节省我们的研发和测试周期,让我们可以更多精力去优化设计,不会为红外灯珠选型花费太多时间。

还有一个选型时要注意的就是红外发光二极管的极性,很多台湾芯片发光二极管,因为增加光功率的原因,都采用了反极性芯片,这样一来,就要注意设计和焊接PCB时,红外发光二极管的极性。

夜视监控红外发光二极管选型的本质,就是对红外灯应用的认知,你对红外发光二极管应用认知越深,那你的夜视监控红外发光二极管选型就越容易。

-End-
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袁毅明
致力于发光二极管(led灯珠)研究、传播、推广。如果你有更好的红外发光二极管选型建议,欢迎你留言。

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