道路高清監控LED補光燈市場分析

道路高清監控LED補光燈市場分析

道路監控技術正在快步從标清進入高清時代，然而高清攝像機對攝像時的照度有更高的要求，需要在夜間或者光線(xiàn)昏暗的環境進行補光，以取得清晰的攝像效果。LED(發光二極管)燈對高清監控攝像系統配套補光具有天然的優勢。

LED是(shì)半導體發光器件，光開關速度很快，在微秒數量級，可以與攝像機快門同步，實現(xiàn)隻在快門攝像時LED發光，進行補光，在快門關閉時滅光，實現(xiàn)與攝像同步的頻(pín)閃。LED還具有使用壽命長的特點，減少燈的維護和更換。當然，LED還節能，能以較低的功耗，達到照明補光的效果。

目前監控集成商或工程商基本不生産補光燈具，少部分廠商制作燈具，要外購基本LED器件，但(dàn)缺乏光學設計專長;而LED封裝廠商又(yòu)不了解特種照明産品光學設計要求;傳統燈具生産廠商對LED特性又(yòu)不熟悉,對熱的處理和電的控制能力不強。很多廠商或工程商都嘗試當光照度達不到要求時盲目地通過提高LED功率上做文章，結果是(shì)LED壽命大受影響，直至損壞LED。

監控市場光的需求分析

道路監控攝像機要在夜間清楚拍攝車牌照，一方面要求攝像機強光抑制指标要好，可以有效抑制迎面的強光，使車牌照較清晰地被捕捉到，畫面真實完整;另一方面要求給物體進行補光。一個背光補償技術的好壞，是(shì)直接關系到是(shì)否能清晰看清車牌，能否使後端視頻(pín)檢測和分析系統給出正确的判斷結果。照片的清楚程度取決于選擇具有背光補償的監控攝像機，同時還需要增加一個補光燈具。戶外車輛除了車輛燈具本身發出來的光(該光線(xiàn)是(shì)對攝像有害的)，另外就是(shì)環境本身光線(xiàn)，環境光在車輛上漫反射到攝像機的光線(xiàn)是(shì)很少的，這就需要增加補光燈具來增加照射物體的亮度來滿足攝像機對光線(xiàn)的要求。

市場主流智能交通集成商對補光燈具的照度要求目前分類較多，沒有統一标準，都要求在20米左右能照清楚物體。大緻可以分爲兩類：一類爲17米到20米的距離(lí)，需要的照度爲100Lux;另外一類是(shì)20米到23米的距離(lí)，照度要求達到200Lux。

單車道的情況下，即燈在高度6米，距離(lí)20米，車道寬3.5米時，實際需求光型角度爲9.58度.

雙車道的情況下，即高度6米，距離(lí)20米，雙車道寬7米時，實際需求光型角度爲19度.

上述二種方案可采用反光碗加透鏡的組合方式設計，利用反光碗小角度聚光的優勢，和透鏡對光的分布來達到大的光效利用，又(yòu)可同時在需求的範圍内達到光照均勻的佳效果。

LED配光設計

大功率封裝的LED發光燈珠一般發光分布爲琅勃型，光是(shì)均勻四射的。要将光線(xiàn)聚集在10度以内，達到射燈的效果，需要結合反射和聚光兩次光學設計才能達到對光的有效利用。理論的簡單推論，隻有小于47.5%的光能夠被利用，下面分析一下我們的設計和達到的效果。

反光碗設計

直接出來的光有60% 需要通過反光碗反射回來。對反光碗的深度，曲面，光潔度等進行設計。

透鏡設計

對反射回來的光和直射出來的光進行設計，達到單車道10度的聚光要求，和雙車道20度的聚光要求，考慮出光要在一個矩形有效窗口内。

光強度的實際測量比較

采用遠方620角度光強儀對單個LED配光模塊實際光強進行角分布測量。

另外，筆者實地測量一個集合32顆LED配光模塊的單車道燈，20米實測結果爲107Lux，光利用效率約爲35%。還實地測量一個集合32顆LED配光模塊的雙車道燈，20米實測結果數據45Lux，光利用效率約爲30%。這些結果與設計模拟結果非常接近，達到了設計的要求。理論值高可達47.5%，還有提高光利用率的可能，但(dàn)需要更加細緻的分析、設計和選料等工作。

電流控制設計

頻(pín)閃燈特點是(shì)LED燈在攝像機拍攝時才亮燈補光，一般攝像機是(shì)以每秒8-25幀拍攝錄像圖片的，LED頻(pín)閃燈會在接到攝像機信号時，與其快門同步亮燈，保證在攝像瞬間有足夠的補光，得到清晰的圖片。LED燈與攝像快門的同步就非常關鍵。市面上的攝像機提供給補光燈具的信号主要有： TTL電平信号、485信号、開關量信号和電平跟随信号等幾種， 電路控制闆上要有能承接這些信号的能力。

一般攝像機攝像是(shì)8-25幀，若直接按照這個頻(pín)率來做頻(pín)閃補光，人們會感覺很晃眼。爲了保證燈具不晃眼，一般需要保證閃爍頻(pín)率維持在50HZ以上，甚至達到80HZ，人眼基本感覺不到閃爍現(xiàn)象。控制闆需要在與攝像機同步的同時，還要增加頻(pín)閃頻(pín)率，達到不閃的效果。

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