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红外激光补光灯或全面取代LED红外补光灯照明

时间:2018-11-23   访问量:400

红外激光补光灯或将全面取代LED红外补光灯照明


——激光照明取代LED照明已经成为一个不可逆转的技术发展趋势


定焦激光灯-LOGO.jpg


近几年,激光照明取代LED照明的话题曾一度沸沸扬扬,却又始终未见洒下甘露,纵观被大家吵得最热闹的汽车激光大灯应用领域,自从2014年宝马率先推出汽车激光大灯以来,越来越多名牌汽车的高档款型也开始陆续跟进,但由于技术难点、安全问题、成本及进入门槛等原因,激光照明在汽车行业依然星星点点,却难成风雨,直到现在,仍只是未来的一种发展趋势而已。其原因显而易见,就拿激光照明的亮度优点来说,汽车的灯光照明系统应用其实是一把双刃剑,并不是越亮越好,有时你将对方晃炫目了,你也就处于危险之中了。因此,既要高亮度照得更远,又要降低灯光炫目的风险性,这技术解决方案,仍在未来。


说到LED照明,除了传统照明领域以外,不得不提的是其近两三年在国内有着超千亿市场规模的安防监控行业中的应用。LED照明主要应用于夜视监控主动补光,目前市面上的带夜视功能的民用监控摄像机,不论是球机或枪机,无一例外的都装有LED红外补光灯。由于激光夜视技术在我国发展较慢,2015年前,以LED红外补光技术为主的夜视监控按照补光有效距离仍停留在百米级别范围,补光产品分为:近距、中距、远距三个大类,它们各自的市场份额如下图所示:


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2015年前旧的安防夜视补光灯分类及市场份额占比


不同有效距离分类中所采用的补光光源也不同,结合上图来看,LED红外照明占据了99.80%的市场份额,红外激光灯的市场占比只有0.2%,甚至更少,如下表所示:


补光产品分类

近距

中距

远距

有效补光距离

50 m

50-150m

150

采用补光光源

LED红外灯

高亮LED红外灯阵列(灯板)

红外激光灯


随着安防夜视监控市场需求增加和激光夜视技术的飞速发展,有效补光距离已经达到千米级别,甚至万米级别,而且近距离的LED照明由于其本身特性限制,LED补光产品型号被逐步压缩与替代,原来的百米级产品分类也早已不适应市场发展需求。直至2015年12月,国内安防夜视监控行业将补光灯产品分成:超远距、远距、中远距及近距四类(红外激光补光实际上只有超远距、远距及中远距三类),它们各自的市场份额如下图所示:


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 2016年新的安防夜视补光灯分类及市场份额占比


这四大分类的夜视监控补光光源主要为LED红外补光灯(板)、红外激光补光板(光源阵列)、变焦红外激光灯(红外激光照明模组),它们的应用分布如下表所示:


补光产品分类

近距

中远距

远距

超远距

有效补光距离

<50m

50-100m

100-200m

200-500m

800-2000m

2000m

采用补光光源

LED红外补光灯

红外激光补光板

 

LED红外灯板

红外激光补光板

变焦红外激光灯

变焦红外激光灯

变焦红外激光灯

应用市场领域

民用、家用

商用、专业

工业、专业

专业、特种

2016年安防夜视监控补光光源应用分布


结合上面2016年新的图、表分析,虽然红外激光照明技术与应用都已趋于成熟,远距离的夜视补光市场需求也在逐步增加,民用、家用的近距离夜视监控依然是安防夜视监控市场的主体,LED红外补光仍占据着97%的市场份额。由于远距与超远距的夜视补光市场是LED照明无法达到的领域,自然就成为了激光补光技术的领域。虽然激光照明在夜视监控补光上比LED照明有着绝对的性能优势,并且已开始往100-300米的中远距商用夜视补光市场渗透。但是,因为变焦激光灯相对较高的成本、较大的体积与市场对激光安全的担忧,已决定了激光照明很难甚至无法在近距离补光领域与LED照明进行竞争。


众所周知,LED照明技术较激光照明技术与生产工艺简单、投入成本较低,但相比起来也存在效果差、寿命短、实际使用价值较低、节能率低等弱点。如何才能分享到安防夜视监控中这块占了绝对份额的大蛋糕,成为了红外激光照明厂家“能闻其肉香却吃不到嘴”的痒,就连海康威视、大华、宇视几家安防监控的龙头企业也在虎视眈眈,争相投入寻求这一崭新技术与市场机遇,以进一步扩大自己的市场竞争优势。


毫无疑问,在市场需求潜力大,且有资本做后盾的大环境下,红外激光照明取代LED照明的关键节点在技术、安全性与成本控制。

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近距安防夜视监控摄像枪机


激光照明要进入近距离的民用、家用夜视监控市场,技术重点是解决激光安全性及体积。首先是激光安全性能,必须确保在近距离范围内也能达到开放式环境中使用的3B类激光安全等级标准。


2016年,long8平台研发出业内第一只VCSEL安全红外激光灯,它最远的夜视补光有效距离达到800米,出光口的激光能量密度只有美国FDA、国际电工委员会IEC的3B类激光安全标准极限的50%,成功突破了传统EEL红外激光灯无法达到3B类激光安全的技术瓶颈。虽然VCSEL安全红外激光灯是用于远距离夜视监控补光,可以取代中远距夜视监控的LED补光灯板、红外激光补光板,用在监控球机与监控云台上。但是,它的体积与小型的家用摄像枪机大小相当,比LED红外补光灯大很多,根本无法应用在家用的监控摄像枪机上,取代LED照明更加只是天荒夜谈。然而,它的面世至少从技术上让业界看到了希望。

 

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安防夜视监控LED红外补光灯(左)与第一只3B类VCSEL安全红外激光灯(右)


直到2018年初,long8平台又推出了专用于近距及中远距夜视监控的全系列定焦红外激光灯,体积比LED红外小三分一以上,可完全兼容市场上现有的LED红外补光产品结构,不需要做结构以及软件方面的改动,就可以直接取代LED红外灯,先来看看它们的技术参数对比:



LED红外补光灯

3KM定焦红外激光灯

有效距离

0-100

0-500

照明角度

15°、30°、45°、60°、90°、120°

3°、8°、15°、30°、45°、60°

功耗

LED红外补光灯 / 红外激光灯:3/1

亮度

相同功率的红外激光灯亮度为LED红外补光灯的4

光电转化率

20%

30%

光衰率

每年20%递增

3<5%

使用寿命

5000小时

50000小时

工作温度

-10℃~50

-40℃~+85

补光效果

有噪点

画质通透、细腻

LED红外补光灯与定焦红外激光灯技术参数对比


通过上表的主要技术参数对比,可以看出定焦红外激光灯在夜视监控补光技术、性能及补光效果上比LED红外补光灯都有着绝对的优势,不但完全可以取代近距补光的LED照明,而且填补了LED红外补光难以满足的100-300米中远距夜视监控范围,也是整个夜视监控补光市场的空白。这就意味着,红外激光补光灯已经可以进入市场份额高达97%的民用、家用安防夜视照明市场。


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不同照明角度及照明距离的定焦红外激光灯


激光夜视照明的安全性、关键技术都解决完后,剩下的就是市场最为关注的成本控制问题了。毋庸置疑,定焦红外激光灯的价格一定比LED红外激光灯的贵,关键是贵多少,是否在市场能接受的范围内,市场又将会做出如何选择?


由于无论是激光照明还是LED照明在实际应用中,都会考虑到各自的产品特性,采用取长补短的方法来设计产品方案。比如,前面表格中LED的年光衰率是20%,数据是满负荷运作的测试条件得出的,而厂家在产品设计时,就已考虑到这问题,使用更高额定功率的LED灯,只需50%甚至更低的负载运作,以延长产品的使用寿命。


另外,龙8手机app定焦红外激光灯单颗体积比LED红外灯的小三分一以上,且亮度高4倍,比如一个有效距离为50米的夜视照明需求,普通LED红外补光灯可能需要16颗灯珠,而定焦红外激光灯只需2颗就可以满足。产品所需要的光源数量少了,整个体积自然比LED照明的小很多,但价格却可能比LED高。


还有,市场的需求点不一,对补光效果、使用寿命、补光距离、体积、重量、价格等的需求都不一样。因此,为了更客观地进行比较,我们就拿使用方案进行对比,而不是直接用以上的技术参数及价格来对比。


就100米的夜视补光方案分析,目前定焦红外激光灯的价格相当于进口高亮LED红外灯的2-3倍;LED红外灯使用2年后,衰减率基本达到30-40%,夜视监控效果大打折扣,甚至一到晚上就成了睁眼瞎,而定焦红外激光灯的使用寿命是LED红外灯的10倍以上,一次投入后就可一劳永逸。对于终端市场的使用价值来说,这账已经算得很清楚了,激光照明初始投入较高,但它的维护、更换、人工等隐形成本却更低,使用价值更高。


对于监控设备生产商的生产成本控制来说,账就不是这样算了,因为生产成本高了,就算可以提高销售价格来保持利润,但高价格就意味着市场竞争力降低了。而且, LED红外灯开始使用时并不涉及到光衰减的问题,在额定的夜视监控范围内,市场客户根本就分辨不出它与红外激光补光效果的区别,甚至一些工程商压根就不会考虑LED补光灯2年以后的光衰率问题。因此,生产成本高、质量相对过剩,红外激光照明往往在监控设备生产商的环节就被拒之门外了。


不过,随着终端市场对100-300米中远距安防夜视监控需求的不断增加,一些有先知先觉的LED红外照明龙头企业看到了新商机。因为,在实际应用中,LED红外补光灯的最佳距离是50米以内,50米以上的成本高而且稳定性、可靠性并不尽人意,而定焦红外激光补光灯的最佳距离却是在30米-300米,300米以上光轴对准的技术难度变大,生产成本随之增加。于是,便出现了采取“红外激光+LED红外”相结合使用的新型夜视监控产品,30米内的近距离时采用LED红外补光,30米外的距离时采用红外激光补光。这样既相对降低成本,又能将市场领域延伸至中远距的夜视监控市场。正因为有着这样的交叉市场区域,相信随着市场需求量的不断增加与激光照明技术的持续发展,激光照明的产品价格必将进一步降低,真正走进千家万户。


时至今天,红外激光照明在安防夜视补光领域已从超远距、远距、中远距逐步进入到了近距离补光,虽未必能完全取代LED红外照明,特别是在一些低端的近距离补光市场,但激光照明取代LED照明已经成为一个不可逆转的造福人类的技术发展趋势,我们可以肯定,留给相对落后的LED照明的空间已经越来越窄、时间越来越少了。而且,随着国家的“一带一路”建设推动经济全球化深入发展,安防夜视监控行业的市场需求水平、产品质量水平、产品安全性能等都将不断提升,那些具备了责任感和使命感的企业,必定能走得更远更稳。



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