远距离夜视监控：激光夜视技术应用及其选型

影响激光功率的一个因素是摄像机的灵敏度阀值，也就是平时我们老说的“你们用多少LUX的摄像机？”摄像机的这个参数从实际上来说，已经是有统一的标准，在现有技术下，CCD摄像机无外乎按档次分为“星光级0.0001LUX”、月光级“0.01LUX”以及白天用的“0.1LUX”几个档次，公式可以看出来，激光功率跟摄像机最低照度阀值成正比，也就是说，摄像机照度差一个数量级，激光功率要求可能就是差十倍，而摄像机目前是成熟技术，月光级和星光级的摄像机差价远不像10倍激光的差价那么大，因此，从性价比来说，我们完全有理由推荐顶级的CCD摄像机，在三大核心部件里，它的成本是最低的，但也是最可能出现瓶颈的地方，摄像机差了，其他两项再好，可能还不如摄像机顶级，其他两项稍差的效果好，而且成本会更高。

　　这里回到刚才提到的问题，摄像机也有一个参数是CCD靶面尺寸，无外乎现在就1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸等几种，其中前两种又很少用在监控领域，监控领域实际上就是1/2和1/3英寸两种为主流，任何摄像机的参数都会明确标示。1/2CCD的最低照度一定会比1/3的要好，这也是很容易理解的。靶面大，自然接收到的镜头光就多。两种型号肯定会存在差价，但一般不会很大。正常情况下，我们一定会选择1/2英寸的CCD。照度好，自然同等激光功率下夜视效果就好，但有一点，摄像机靶面大了，我们看到的图像视场范围就大了，相应的人占屏幕的比例就小了，如果仍然需要达到公安部“1/4识别，1/10发现”的标准，势必需要加大镜头，这一块会造成成本的大幅度上涨。整体评价下来，使用1/2CCD的系统，夜视效果会更好，对激光，镜头的利用率都更高，但价格整体要偏高，镜头贵，激光省些，使用1/3CCD的，整体效果差些，但镜头便宜很多，激光要求高些，整体价格也会更便宜些，两者皆可用。很难评述那种配置性价比更好，只能说，注重效果的，用1/2CCD，注重成本的，用1/3CCD。需要提醒客户主意的是，还是应该尽量选择大厂家如松下、索尼等公司的产品，二三线品牌在最低照度上多标一个0，不是什么不可能发生的事情，一个摄像机月光到星光不会有什么太大价格差别，但到了整套系统里，那可是要大幅度影响夜视效果，会造成大成本的镜头和激光发挥不出应有的效果，得不偿失。

　　镜头的靶面尺寸，唯一的作用就是和摄像机靶面尺寸相对应，如果镜头尺寸小于摄像机尺寸，那系统就不能用，四个角会出现四个黑边，如果镜头尺寸大于摄像机尺寸，也会造成相应的浪费，完全对应是最合理的配置。

　　问题四：“我要看1000米的距离，究竟激光该配多大的？”

　　这也是困扰客户许久的问题，且不说1000米，国内能真正做到1000米很好效果的厂家其实并不多，就拿夜视500米来说，有的厂家标激光3W，有的标4W，甚至有的还标10W甚至更大，最不理解的是，标了8W、10W的，甚至有时候价格比4W、3W的还要低，不知道该如何选择。

　　这里首先要提醒的是一个没有标准的行业规则，不论激光标几瓦，实际上客户甚至工程商层面根本无法考究，用专业工具测试过的几家激光，标称2W到20W不等，但测试结果却大出意料，居然有标称8W的，实际测出来却是毫瓦级别的。100%测试出来的比参数标称的都要低，这也可以理解，毕竟测试时激光已经经过了扩散，多数标称2—3W的激光实际测试出来为1W左右，个别厂家的产品测试能达到标称的“80%”左右甚至更高些，数据严重不靠谱的也有，询问后给出的解释是：“我们标的不是激光功率，而是激光的功耗”，此问题反映到实际项目中，会出现三种情况，一是要求夜视距离达到500米，几家产品都标称4W激光，而且确实都能达到500米，但亮度完全不在同一数量级，有的厂家可以轻松看到1000米以上，有的极限距离是500米。另一种情况是，大家镜头都放在最长焦，都能看到500米，但要求镜头视场稍微大一些，有些厂家游刃有余，有些厂家视场一大，激光一扩散，明显亮度不够，出现满屏雪花，不能聚焦等问题。更严重的是第三种情况，没有厂家敢承诺，我的激光不衰减，也没有客户相信，在产品选型确定后，有很多项目半年后才开始验收，但验收的时候会明显看到，完全和测试时不是一样的效果，没错，这就是激光衰减的现象，不难想象，测试的时候都已经使用在极限状态达到需求，那半年以后怎么可能还保持一样的效果？换过来想，测试时可以轻松看到1000米的4W激光，那半年以后甚至几年以后，只要求看个500米，实际上并不难。激光保护好了，通过图表可以看出来，实际上10000小时只会衰减到额定值的85%，也就是说，三年内基本上肉眼看不出明显的衰减。　　这一块，能总结出来给客户的建议是“不要完全相信厂家标称的参数，参数可能是真的，但配合起来也不一定能达到最佳的效果”，选购激光夜视，还是建议以测试为准，需求定下来，能够做到两点的可以放心采购。第一，实际可发现距离远远高于需求的距离，在需求距离上效果非常好。第二，在需求距离上，不论是在长焦还是中短焦，都能够清晰成像，而且在激光设计的变焦范围全程，都可以清晰的满屏成像，不存在“手电筒”现象，激光一扩散就看不成的技术，在实际使用中是一定会出问题的。

　　而究竟该用多大的激光呢？以我们厂家的经验来看，500米以内，4W激光足够，1000米的距离，10W是个比较理想的选择，这个功率，是实实在在的激光输出功率，而不是什么功耗或虚标的功率。

　　问题五：客户会问：“激光夜视价格如此之高，能够保证用多久不衰减啊？”

　　这个问题很多单做激光的厂家会给出明确的数据，而很多集成激光夜视摄像机的厂家，往往会根据其采购的激光质保情况来承诺使用寿命。事实上，如果他们心里清楚的知道，激光半年会衰减完，也不可能去花大价钱集成，然后销售。十年发展期间，作为厂家，我们也选择过不少激光做集成，简单总结下来有两种技术，一种是真空充氮气保护、光纤输出的激光器，第二种是裸露在空气中直接受热激发的激光器，前者需要特殊定制的接口和特殊设计的激光变焦镜头，而后者只需要市场上买一个5—50mm左右的镜头即可。如何变焦不在讨论范围，但只强调一点，裸露在空气中受热激发的激光，很难避免高温氧化，带来的结果自然是要么缓慢衰减，要么干脆就瞬间不亮，这类激光价格便宜，甚至会低于成熟的红外灯的价格，但其缺陷也很致命，这也是目前还没看到哪家激光灯已经在市场中份额遥遥领先、建立行业标准的原因。而用第一种激光，厂家可以很负责的说三年包换，不过代价是这种激光价格和裸露激光完全不在同一个数量级，尤其是进口品牌的激光器。如何选择，也只能看厂家的市场定位和客户的实际需求了。

　　问题六:客户提出“激光能不能做成无红爆的？”

　　这个问题实际上不是技术问题，而是一种选择问题。目前激光808nm,940nm,980nm都是很成熟的技术，客户使用808nm的，自然处于微红暴波段，用户直视摄像机时能看到一个小红点，但看不到光线，绝大多数场合是能够满足需求的，只是在铁路沿线、边防沿线、刑侦蹲守等特殊场合可能不会被允许使用。此时若要看几百米远夜视，无红爆激光才有应用空间，之所以不是每个设备都用无红爆激光，核心原因是无红爆激光对镜头的透过率，以及摄像机的感应率都非常低，甚至达不到808激光的1/3，若要达到同样的监控效果，激光功率可能需要加大4倍甚至更多，造成成本的大幅度提升，而目前的极限技术，无红爆也就是做到1000米勉强发现，500米以内较为成熟的层次。明确了这两点，可以回答客户，红爆不是能不能做的问题，而是有没有必要选择的问题。以目前的技术只能说，1000米需求以上的无红爆激光，还是很难实现的。

　　问题七：客户提出“你们单卖激光不？”

　　这个问题对于厂家来说，也是基本上天天遇到，但就我公司而言，基本上是不卖的，原因有二。第一，使用进口的充氮气封装，光纤输出整形匀化激光，即便单卖，成本也不是一般项目所能接受的。第二，即便单卖了激光，如果搭配不好镜头及摄像机，一样会让甲方对项目感到很失望，这里面，激光跑偏、激光跟摄像机的黑白状态同步、激光跟镜头的同步联动、同步预制位等技术都没有办法实现，最关键的是，普通的摄像机或镜头是否感应激光波长都是问题，因此在明确实际配套设备之前，贸然的出售激光是很不负责任的做法，从实际的经验及教训来看，如果项目用在定点，无需变焦，无需转动云台的情况下，可考虑单配激光，其余情况下确实很难100%保证项目的成功。

　　问题八：“激光是否安全？它和热成像、微光、红外LED等相比较有什么优势？”

很多用户认为，激光夜视技术是非常好的解决夜视监控的手段，但同时对激光是否会造