红外激光夜视照明技术

2024-2030年红外激光夜视照明技术及市场应用发展趋势

——与行业龙头企业一起把脉红外激光夜视照明

2024年，红外激光夜视照明技术在国内发展了近二十年。尤其自2017年以来，红外激光补光灯的技术及应用特点已呈现出了多元化的发展趋势，包括有智能型、安全型、超远距、全程清晰、轻便型、微小型、透烟雨雾霾、工业级、军工级、监控补光、道路检测、工业检测、机器视觉、视觉传感、智能交通等等多种的不同纬度上的特殊功能及应用特点。

虽然红外激光夜视照明产品琳琅满目，技术应用领域也越来越广泛，但目前最大的应用领域仍然是以安防夜视监控补光为主，占据了90%以上的市场份额。这是因为，红外激光照明技术在其它应用领域还处于初期的摸索阶段，很多潜在的市场需求还未被激发出来。

在安防夜视监控补光市场领域，红外激光夜视照明技术正在不断变化发展，未来几年将主要体现在以下几大特点与趋势：

1、中近距夜视补光市场减少，超远距激光夜视补光需求大幅增加；

2、红外激光夜视补光灯的安全性不再是绝对优势，而是基本要求；

3、全程清晰激光补光技术及长使用寿命是硬性要求；

4、特殊功能及特殊环境应用需求越来越多；

5、定焦红外激光灯在新兴高新科技行业无心插柳柳成荫。

第一，中近距夜视补光市场减少，超远距激光夜视补光需求大幅增加。

由于全彩监控摄像机技术在微光环境中的可视能力不断提升，如2016年至今，低照度摄像机迎来了高速发展阶段，诸如月光级、星光级、超星光、AI超微光、黑光、AI黑光、极光等各种各样的低照度摄像机分别可在低至0.01～0.001LUX照度环境下实现无补光的4K全彩成像。抛开成本较高的因素，在环境光线不好的情况下，低照度摄像机可在几十米甚至几百米距离实现清晰的彩色图像，让它顺理成章地吞噬了以往红外LED、近距离红外激光夜视补光的大部分市场份额。

全彩色视频监控的效果比起红外补光的黑白监控效果的辨识度来说，彩色的监控画面更为直接、简单，更受市场欢迎。而且，用户对视频监控质量越来越高，高出的成本差价也普遍在接受范围之内。因此，越来越多的近距离红外夜视监控市场被全彩摄像机所占领。

不过，低照度摄像机技术再厉害，由于其工作原理终究避免不了两个短板。其一，在无光、恶劣的环境上无法正常成像；其二，远距离的夜视成像效果不佳，特别是暗处的物体，运动较快的物体，又或在有高亮光影响的情况下，监控画面会出现图像拖影、偏色、噪点大、画面忽明忽暗、局部过曝或过暗等问题。而红外激光补光技术恰恰是专门针对全黑无光、烟雨雾霾等恶劣环境而设计的远距离夜视监控照明技术。因此，就目前的技术而言，远距离的夜视监控想要获得高清晰成像，依然离不开红外激光补光技术。

随着近距离红外补光市场逐步被全彩摄像监控蚕食，市场用户对红外激光补光灯的品类划分习惯也慢慢地发生了变化，中、近距2个品类已悄然消失了，只剩下了远距、超远距2类，如下表所示：

红外激光灯品类新旧划分对照表

从上表中的新旧两种划分习惯来看，新分类更加简单明了，而且更容易辨识。红外激光补光灯由原来的近距、中距、远距和超远距4大分类，演变成了以1000米为界线划分成2大分类：

    ● 1000米及以内的为远距，采用边发射或VCSEL激光器；

    ● 1000米以上的为超远距，采用光纤激耦合的光器；

    ● 500米以下的，都已被定焦红外激光灯覆盖。

虽然，中、近距红外激光补光市场的占比正逐渐缩小，但我们发现1.5-3公里的超远距离补光市场却在大幅增长，市场用户对5公里及以上的超远距红外激光补光需求增幅也开始加大。这应该是得益于安防夜视监控市场应用领域越来越广泛以及整个安防监控系统技术性能的突飞猛进。

我们从下面三千米光电2016年至2023年各种距离的变焦红外激光灯的销售份额占比统计表中就能印证这一市场发展趋势。中、近距离红外激光补光灯的市场份额逐年减少，300米红外激光灯从2016年30%的份额，到2019年已经降为0%；500米红外激光灯从2016年近50%的份额，到2023年只有2%；800米从2018年开始也呈现出逐年下降的趋势，在2023年不到10%。与之相反，超远距红外激光灯的市场份额却从2018年起逐年提升，至2023年3000米红外激光灯的市场份额达到40%以上，5公里红外激光灯已超15%。而这一趋势，将随着科学技术的不断发展而进一步加大。

在这需补充说明一下，中近距离产品市场占比减少的另一个原因，是它们的价格远低于远距离产品的。所以，虽然近距离产品市场份额降低，销售数量未必是减少，甚至可能是增加的。

三千米光电变焦红外激光灯销售额占比统计表

超远距红外激光补光灯主要应用于平安城市、智能交通、车载系统、监狱、边防海防、森林防火、油田油库、大型厂区、安全部门、生态保护区、能源采矿、水利电力、机场港口、行政执法、渔政海监、军事基地等远距离的安防夜视监控领域。这些应用领域不但距离远，而且大都需面对较恶劣的环境，而且它们对夜视监控摄像画面效果的要求较高。

第二，红外激光补光的安全性不再是绝对优势，而是基本要求。

在人们的常识中，安全性是激光产品的基本要求，激光与安全是一组既相互对立，又必须统一的关系。市面上的Class 3B类安全型红外激光灯是2016年由三千米光电发明并开创的新品类，它使用850nm波长的VCSEL为光源，标准产品为800米范围内的变焦红外激光补光灯与500米范围内的定焦红外激光灯，最小角度的人眼安全距离一般在几米的范围内，主要应用在人流密集的大型商场、广场、机场、车站、关口、港口等安防监控夜视照明。

尽管，安全型红外激光补光灯在800米范围内有着绝对的优势，它的面市也已一举把同等距离的传统边发射红外激光灯淘汰出局。但由于低照度摄像机不断抢占近距监控市场份额，以及超远距红外激光补光灯市场份额的大幅增加，安全型红外激光灯的市场份额占比正逐年地相对减少。以目前的技术来看，安全型红外激光补光灯最多只能满足800米的夜视照明距离范围，不可能覆盖更远距离的夜视监控补光领域，也就不可能形成更大规模的发展趋势（2023年约占市场的10%，如下图所示）。因此，随着安全型红外激光灯市场份额逐步减少，其在行业中的优势地位也随之减弱，已无法再成为企业在行业中的绝对优势。

三千米光电安全型红外激光灯市场销售占比

毋庸置疑，激光夜视照明光源的安全性始终都是最为重要，是红外激光灯应用的基本要求，同时也是一些高端市场的准入证，然而安全型红外激光补光灯却不是唯一的选择。由于安全型红外激光补光灯的出光功率较小而无法满足超远距补光的市场需求，因此在超远距激光夜视监控应用中，我们还会通过安装位置、方式及智能控制等手段，降低红外激光的能量密度，使其达到安全距离范围要求，来避免红外激光对人眼所产生的安全隐患。

所以，在超远距红外激光补光的实际应用中，我们常说的“激光安全”性能，更多是指综合性的安全技术指标与安全规范原则，而不仅仅是对激光补光灯本身的激光安全级别而言。

第三，全程清晰及长使用寿命是硬性要求。

全程清晰红外激光照明技术最早在2019年推出市场，不仅光斑边缘清晰，而且解决了传统红外激光灯变焦时由于光轴、步幅不统一而无法避免的虚焦模糊现象，是目前唯一能实现智能同步变焦与监控画面保持双清晰效果的激光夜视补光技术。

全程清晰红外激光照明技术示意图

全程清晰激光照明技术以其激光光斑能量分布均匀（＞95%），独特的消除散斑技术，监控画质通透细腻（效果如下图所示），备受各大安防监控企业青睐，短短半年时间就迅速覆盖了所有的超远距红外激光补光灯，已然成为超远距红外激光补光灯、高端安防监控夜视照明市场的标配。其他厂家也开始竞相模仿，相信在未来几年内，全程清晰技术将覆盖整个超远距红外激光补光市场领域。

全程清晰红外激光照明技术与传统红外激光照明技术效果对比

值得注意的是，为了抢得市场，现在市面上也有一些厂家宣称使用了全程清晰技术，但只有光斑边缘清晰，并非光斑、画面全程双清晰。而这需要客户在实际测试过程中，才能发现。

众所周知，激光器芯片正常的使用寿命为2-5年，那为什么还会成为市场特别关注的点呢？

激光器芯片使用寿命虽长，但真正影响其使用寿命的是红外激光灯结构设计的合理性。不合理设计会大幅度缩短其使用寿命、降低出光功率，甚至直接烧坏激光器芯片。所以，激光器芯片的使用寿命并不等于红外激光灯整机的使用寿命。

另外，使用寿命与连续使用寿命是两个不同的概念，使用寿命一般是指每天使用8小时，而连续使用寿命是每天24小时不间断使用，两者之间的差距成指数式增加，但市场用户却很容易产生混淆。而且，用户对设计的合理性往往无法在短时间内发现，问题需要在长期或批量使用中逐渐暴露出来的。何况，使用寿命2年与5年之间相差了一倍多，对于用户来说，这里面就是不小的利润空间。

三千米红外激光灯使用寿命测试统计表

还有，由于激光夜视监控设备系统一般都安装在较高处，甚至偏远、环境十分恶劣的地方，如果在使用过程中出了品质问题，其所产生的维护费用及成本就很可能会比产品的价格还高。

因此，大多企业用户对红外激光补光灯的供应商及产品品质的甄选，都十分谨慎，必须通过长达几个月乃至半年以上的测试与验证。

第四，特殊功能及特殊环境应用需求越来越多。

可见光和短波红外激光透烟雾效果对比

随着激光技术的高速发展，恶劣气候环境、军警安监、边防海防、森林防火、工业检测等一些高端的专业的市场领域对1550nm短波红外（SWIR）激光补光灯的应用需求也逐渐增多。短波红外激光补光灯与其它波长的红外激光补光灯相比，具有三大无可比拟的优势特点：

    ●具有极强的透烟、雨、雾、霾能力；

    ●完全无红暴现象，具有极好的隐密性；

    ●高激光安全等级，特别是人眼安全性。

如三千米光电500米的1550nm短波红外激光补光灯实测激光能量密度符合3B类激光安全要求,最小角度的眼睛安全距离还不到3米。虽然短波红外激光照明有着如此强大的竞争优势，但由于其应用需要搭配价格昂贵的短波相机使用，在短期内市场份额增长较慢、较少。根据这两年来的发展数据预估，2024年至2030年市场占比从1%增长到大约10%左右。

还有，无人机监控光电吊舱对红外激光补光灯的需求量也越来越大，特别工业级无人机未来几年将呈现出井喷式发展，对红外激光发补光灯要求越来越小、越轻，激光夜视照明的画面品质和有效距离的要求却越来越高、越来越远。

无人机专用的变焦红外激光补光灯，最重要的特点是重量轻、体积小、能耗低、抗震动性好。截至2023年12月，市面上体积最小、重量最轻的仍然是三千米光电2017年为大疆无人机独家开发的一款500米变焦红外激光补光灯，重量仅为60克， IP65等级。

全球最小的无人机夜视监控红外激光补光灯，拇指般大小，重约40克，补光距离达800米

但这一纪录，已被三千米光电2024年1月发布的无人机专用变焦红外激光灯打破。它只有拇指般大小，最远的有效补光距离却达到800米，重量、体积、能耗都比前者降低了约三分之一，具有智能调光、自动对焦功能，堪称无人机激光夜视监控补光的“神灯”，完全可以满足工业、专业级无人机的监控补光需求，并已成功与几家知名无人机品牌合作应用。相信这一系列产品，也将在未来5-10年稳坐“最轻、最小、最远”的无人机专用变焦红外激光灯龙头宝座，有望把远距激光补光灯的市场销售占比拉升至15-20%。

第五，定焦红外激光灯在新兴高新科技行业无心插柳柳成荫

定焦红外激光灯于2017年面市，目的是为了替代LED红外灯的高端市场，弥补LED无法达到150-300米范围的市场空白等。

防爆型定焦红外激光补光灯

虽然，相比LED红外补光灯而言，定焦红外激光补光灯在补光有效距离、画面清晰度、使用寿命上都有着绝对的优势。而且定焦红外激光灯在一些高端市场、恶劣环境的应用确实也发挥着非常重要且无可替代的作用，如有防爆要求的油田油库、-40℃～+85℃工业级工作温度要求的极寒高温场景、能源采矿及边防海防等偏远或能见度低的场景。但是，由于大部分近距离的夜视监控补光市场已逐渐被低照度的全彩监控摄像机所占领，定焦红外激光补光灯替代LED红外的市场份额远没有当初所预估的大。

幸运的是，这几年适逢现代化智能制造业迅速发展，照明角度大且使用寿命短的LED红外照明已越来越难以满足一些高端技术设备的发展需求。比如，航道检测设备、医疗检测设备、工业检测、视觉传感、自动驾驶、TOF、VR、AR、MR等，而这些小而精的定焦红外激光灯，恰好为这些高精尖行业设备提供了非常高质量的照明光源及成本相对较低的解决方案。不过这些市场应用领域的量，目前来说还无法跟安防夜视监控相比，仍有待逐步发展，可能需要三五年，甚至更长的时间。

总的来说，红外激光夜视照明的技术研发与应用需求相互影响，共同发展，总体市场容量正逐年扩大。在超远距、高清晰、特殊功能及高新科技行业等应用领域的需求越来越大，而且未来几年在超远距离、小型化、专业化三大方向将有较大幅度的增长。同时，还会为在应用技术有着很多相同之处的可见光激光夜视照明激活新的发展机遇，如汽车照明、黑夜照明、海事搜救、激光驱鸟、激光信标等。市场需求是行业技术发展的动力，技术发展引领市场应用需求，两者相辅相成。