監(jiān)控LED光源的特點

LED是發(fā)光二極管( Light Emitting Diode )的簡稱，是一種注入式電致發(fā)光器件，它實際是將PN結(jié)管芯燒結(jié)在金屬或陶瓷底座有引線的架子上,然后在四周用起到保護內(nèi)部芯線作用的環(huán)氧樹脂密封。

其發(fā)光原理是：在LED的PN結(jié)上加正向電壓時，使電子和空穴載流子在結(jié)區(qū)相遇復合(結(jié)區(qū)變窄)，其實質(zhì)是電子從高能級的導帶釋放能量回到價帶與空穴復合,這種把多余的能量以光子的形式釋放出來，就把電能直接轉(zhuǎn)換成了光能,即發(fā)光。根據(jù)半導體物理中的公式λ= 1240/Eg (nm)式中，Eg為某半導體材料導帶與價帶之間的禁帶寬度，其單位為電子伏特;為波長。

當采用砷化鎵半導體(當然也還有其他材料的半導體)時,禁帶寬度Eg決定它只能發(fā)出近紅外光。砷化鎵LED的電源線共有兩根，在加正向電壓通電后，即會發(fā)出近紅外光，光線經(jīng)過前端球形鏡頭的放大后就會射到場景中去。LED的最大輻射強度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強度為最大值的50%的角度稱為半強度輻射角,不同封裝工藝型號的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。砷化鎵發(fā)光二極管的光轉(zhuǎn)換效率也相當高，一般可以將50%的電能轉(zhuǎn)換成紅外光輻射能量。這種燈在略高于室溫的溫度下工作時，幾乎不發(fā)熱,因此也就不需要特別的冷卻裝置。

要想照亮一定距離的場景，常常需要幾十、幾百個LED構(gòu)成的平面式陣列，因此，可根據(jù)場景的情況，尤其距離的遠近來配備LED的多少。各個發(fā)光二極管的紅外光輸出合并起來，就可以產(chǎn)生足夠多的光線，使其足以照亮被監(jiān)視的現(xiàn)場，從而使得CCD攝像機可以產(chǎn)生高質(zhì)量的黑白視頻圖像。此外，還可將紅外發(fā)光二極管裝在鏡頭上，與黑白CCD攝像機配用,或直接裝在攝像機與鏡頭接口周圍的機殼上。顯然，這兩種裝配的紅外LED少，其照射的距離肯定不如單獨的紅外L ED陣列燈照射的遠。

這種發(fā)光器件和白熾燈泡相比，有體積小、耐沖力、壽命長、功耗低、響應(yīng)快、可靠性高、顏色鮮明、易和集成電路匹配等特點，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。

目前，紅外LED光源已由第一代傳統(tǒng)的LED、 第二代小功率陣列式LED，發(fā)展到第三代大功率陣列式LED (即LED Array)。它首先由美國Pacific Cybervision公司開發(fā)生產(chǎn)，其每顆LED Array可集成60粒LED發(fā)光晶體，一開始時光學輸出就達到了800 ~ 1000 mW，而目前，新一代的單個LED Array的光學輸出就己能做到4000 mW以上，發(fā)光半功率角為10~ 120° (可變角)。它既有第二代紅外LED燈的體積小、 散熱處理好、壽命長的優(yōu)勢，又解決了第二代紅外LED陣列式光源因偏心而不夠亮的缺點。這種大功率陣列式L ED的價格接近或低于傳統(tǒng)LED，是集第一代、第二代優(yōu)點于一身，并完全避免了缺點的最新一代紅外LED光源，目前己成為高質(zhì)量夜間監(jiān)控的一種理想選擇。