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如何有效地选择850&940红外LED的发射角度 日期:2017-08-24

       首先说明一下我们这里讲的红外灯是指红外发射管,也称红外线发射管,通常包括波长为850NM,880NM,940NM的红外LED,也是LED(发光二极管)的一种,是波长不同,属于不可见光的范畴,由于此类为非可见光LED,故应用起来较可见光间接一些,在设计选型时也要相对麻烦一些.本人从事红外发射管封装多年.接触过很多红外LED应用的客户,也遇到各种各样的问题,对于芯片大小,外型尺寸,工作电流这些因素都为简单明了的事,大家都很容易理解,其中纠结最多也是表现极为重要的一个参数便是发射管的角度,所以在这里我依据过往的经验,简明阐述一下角度的配置问题,也为有些应用工程师在设计选型时提供一些参考。

我们都知道,红外灯的发射角度必须与摄像镜头相匹配。如何是相匹配呢?并非100度的镜头就选择100度的红外灯,这样会造成大量的红外光源浪费,因为这样的话很多红外光都不在镜头的照射范围内,造成利用不高,画面效果偏暗;如果选择过小的角度会造成中间亮四角暗的画面,所谓的聚光效应;只有画面亮度合适均匀且红外光充分得到利用才能有资格称为匹配。

红外灯的角度常规而言是指1/2θ角,即最强辐射值的1/2左右所跨的角度,如果平面测试时的最大辐射功率值时为30Mw/sr,则取15 Mw/sr值时所跨的角度区为1/2?角,我们也有人称为有效作用角度;如果是75%θ角,则为22.5 Mw/sr值时所跨的角度区,这些角度定义也取决于工程设计师们对于应用产品的设计理念,关键看设计时想利用多强的辐射值作为有效光,但是处理有效光值范围之外的红外光由于光线叠加的作用也会产生比有效光值更高的辐射量,这也是设计者需要考虑的一个重要方面;最佳的设计状态就是是将所有红外LED发射的红外光能均匀分布在摄像镜头的范围里,事实上这是做不到的,如果能将90%以上的红外光纳入镜头探照内就已经是很理想的结果了,首先画面范围一般是方形的而红外光源的光线分布不可能很规则,其次红外光源必须大于镜头的照射范围,否则就必然存在暗区,也就是讲红外光源有一部分是有效的浪费也是不可避免的。

        在工作电流达到标准的情况下,红外灯亮度正常品质标准(不属于低劣灯),如果画面暗存在两种可能,一个可能便是红外LED的发射角度大了,红外光有很大一部分分布在镜头范围外,浪费过多,这种情况就要调整红外LED的发射角度;另一个可能便是照射范围大了,现有的红外光供应不足了,即目前安排的灯珠数量提供的红外光源不足,此种情况可以从两点来解决,一是要增加灯珠的数量,另一点便是要增加工作电流以提高辐射强度。

    在设计时还有一点特别要注意,那就是光源点的分布,间隔合理的分布也是画面品质的保证,有关光源点的分布是要依据初始设计时确定的摄像镜头监控范围及要求的摄像距离来确定,我们有些客户在使用同一款红外灯但画面品质差异很大,经过沟通尝试调整后画面品质得到很大提高甚至超过他们的预期,这种结果是令人满意的,一方面客户可以适应减少灯珠的数量以节约成本,另一方面在不作成本变动的情况下可以优化画面的质量和监控距离,使产品的竞争力有了很大提高。

在寻求角度最佳配置的过程中,工程师要面对的问题是初期的调整,事实上如果一次性能调整到位的设计是很难达成的,除非是直接抄袭市场上的产品,再要求供应商仿制红外灯,这是一种不可取的捷径,并非没有自己技术经验融于其中,说白了没有自己东西在里面也很难超越原来的产品,不具备竞争力;有经验的灯珠供应商只是可以将效果优化的效率提高,有的需要打样很多次,有的则只需要一两次便能达到很好的状态,所以来讲选择合适的供应环节也是特别有利于产品研发的进度;这点也可以提醒一些设计者,优化是无止境的,但优化的方向应该正确,同样作为产品业务员也需要深谙其中。

所以如何选择红外灯LED的发射角度的设计起点是照射距离与照射范围及产品功耗要求,然后才是发射角度的初步确定,再依据效果确定角度的调整方向直到不断的优化直到满意。

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