监控LED光源的特点

LED是发光二极管( Light Emitting Diode )的简称,是一种注入式电致发光器件,它实际是将PN结管芯烧结在金属或陶瓷底座有引线的架子上,然后在四周用起到保护内部芯线作用的环氧树脂密封。其发光原理是:在LED的PN结上加正向电压时,使电子和空穴载流子在结区相遇复合(结区变窄),其实质是电子从高能级的导带释放能量回到价带与空穴复合,这种把多余的能量以光子的形式释放出来,就把电能直接转换成了光能,即发光。根据半导体物理中的公式λ= 1240/Eg (nm)式中,Eg为某半导体材料导带与价带之间的禁带宽度,其单位为电子伏特;为波长。

LED光源
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当采用砷化镓半导体(当然也还有其他材料的半导体)时,禁带宽度Eg决定它只能发出近红外光。砷化镓LED的电源线共有两根,在加正向电压通电后,即会发出近红外光,光线经过前端球形镜头的放大后就会射到场景中去。LED的最大辐射强度一般在光轴的正前方,并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的50%的角度称为半强度辐射角,不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。砷化镓发光二极管的光转换效率也相当高,一般可以将50%的电能转换成红外光辐射能量。这种灯在略高于室温的温度下工作时,几乎不发热,因此也就不需要特别的冷却装置。

要想照亮一定距离的场景,常常需要几十、几百个LED构成的平面式阵列,因此,可根据场景的情况,尤其距离的远近来配备LED的多少。各个发光二极管的红外光输出合并起来,就可以产生足够多的光线,使其足以照亮被监视的现场,从而使得CCD摄像机可以产生高质量的黑白视频图像。此外,还可将红外发光二极管装在镜头上,与黑白CCD摄像机配用,或直接装在摄像机与镜头接口周围的机壳上。显然,这两种装配的红外LED少,其照射的距离肯定不如单独的红外L ED阵列灯照射的远。

这种发光器件和白炽灯泡相比,有体积小、耐冲力、寿命长、功耗低、响应快、可靠性高、颜色鲜明、易和集成电路匹配等特点,因而获得了广泛的应用。

目前,红外LED光源已由第一代传统的LED、 第二代小功率阵列式LED,发展到第三代大功率阵列式LED (即LED Array)。它首先由美国Pacific Cybervision公司开发生产,其每颗LED Array可集成60粒LED发光晶体,一开始时光学输出就达到了800 ~ 1000 mW,而目前,新一代的单个LED Array的光学输出就己能做到4000 mW以上,发光半功率角为10~ 120° (可变角)。它既有第二代红外LED灯的体积小、 散热处理好、寿命长的优势,又解决了第二代红外LED阵列式光源因偏心而不够亮的缺点。这种大功率阵列式L ED的价格接近或低于传统LED,是集第一代、第二代优点于一身,并完全避免了缺点的最新一代红外LED光源,目前己成为高质量夜间监控的一种理想选择。