隨著(zhu)安防視頻監(jian)控(kong)系統工程中對(dui)夜(ye)視監(jian)控(kong)的需求越來越廣，紅(hong)外攝像機(ji)已經進入了攝像機(ji)的主流市場，銷量與日俱增，在紅(hong)外夜(ye)視技術應用上出(chu)現問題也逐漸(jian)暴露(lu)出(chu)來。

實(shi)(shi)際上，夜(ye)視技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)(shi)借助于光電(dian)成(cheng)(cheng)像器件實(shi)(shi)現夜(ye)間觀察的(de)(de)一種(zhong)光電(dian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。它(ta)包括微(wei)光夜(ye)視和紅(hong)(hong)外夜(ye)視兩類：微(wei)光夜(ye)視技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)(shi)通(tong)過帶像增強管(guan)的(de)(de)一種(zhong)夜(ye)視技(ji)(ji)術(shu)(shu)，它(ta)實(shi)(shi)際就是(shi)(shi)對(dui)(dui)夜(ye)天光照(zhao)亮的(de)(de)微(wei)弱目標像進行增強，以(yi)供觀察的(de)(de)光電(dian)成(cheng)(cheng)像技(ji)(ji)術(shu)(shu)。這里主要講主動(dong)紅(hong)(hong)外夜(ye)視技(ji)(ji)術(shu)(shu)，它(ta)是(shi)(shi)通(tong)過主動(dong)照(zhao)射并利(li)用目標反射紅(hong)(hong)外源(yuan)的(de)(de)紅(hong)(hong)外光來(lai)實(shi)(shi)施觀察的(de)(de)一種(zhong)夜(ye)視技(ji)(ji)術(shu)(shu)，其對(dui)(dui)應(ying)裝備為主動(dong)紅(hong)(hong)外夜(ye)視儀，實(shi)(shi)際核心就是(shi)(shi)紅(hong)(hong)外攝(she)像機。

紅外(wai)光源、由非(fei)直(zhi)視型(xing)光電成像(xiang)(xiang)器件CCD或(huo)CMOS圖像(xiang)(xiang)傳感器為核心組成的攝像(xiang)(xiang)機和成像(xiang)(xiang)畫面所需的鏡頭等配合選擇是主導紅外(wai)攝像(xiang)(xiang)機夜間監視的效果(guo)優劣(lie)的三大因素。

一、紅外光源的選擇

紅外光是一(yi)種波長大于780nm的(de)不可(ke)見(jian)光。一(yi)般，產生(sheng)這(zhe)種不可(ke)見(jian)光的(de)方法(fa)有下列三(san)種。

①、直接(jie)使(shi)用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出的紅(hong)外光(guang)。即在(zai)這(zhe)兩種燈(deng)上安裝可見光(guang)濾(lv)鏡，濾(lv)去可見光(guang)，只讓(rang)看不見的紅(hong)外射線射出；

②、使用紅(hong)外發光二極管LED或LED陣列來產(chan)生(sheng)紅(hong)外光。這種器件是通過砷化鎵(GaAs)半導(dao)體中的電(dian)子與(yu)空穴復合來產(chan)生(sheng)紅(hong)外光；

③、使(shi)用紅外激(ji)光二極管(guan)LD，也可作(zuo)紅外光源。但它要把處于較(jiao)低(di)能態的電子激(ji)發或泵浦(pu)到較(jiao)高(gao)能態上去，通過大量粒子分布反轉(zhuan)，共振而維(wei)持受激(ji)輻射紅外光。

第(di)一種(zhong)光源為熱(re)紅外光源，其(qi)(qi)最大的(de)優點是可制成(cheng)(cheng)比(bi)較大的(de)功(gong)率和大的(de)輻照(zhao)角度(du)，因此照(zhao)射的(de)距離遠。其(qi)(qi)最大不(bu)足之處是包(bao)含可見光成(cheng)(cheng)份(fen)，即有(you)紅暴，且使用壽命短(duan)，如果每(mei)天工作(zuo)10小時，5000小時只(zhi)能使用一年多，若(ruo)考慮散熱(re)不(bu)夠，壽命還(huan)要短(duan)。為提高熱(re)輻射紅外燈(deng)的(de)壽命，使用時還(huan)必須采用光控開關電路，以減小其(qi)(qi)工作(zuo)時間。此外，還(huan)增加了延時開關電路以防(fang)環境光的(de)干(gan)擾。

第(di)二種(zhong)是使(shi)用(yong)半導體砷化鎵(jia)發(fa)(fa)光(guang)(guang)二極管陣列組成的(de)紅外燈，尤(you)其現在使(shi)用(yong)新技術(shu)開發(fa)(fa)生產(chan)的(de)陣列式集(ji)成發(fa)(fa)光(guang)(guang)芯片LEDArray。其一個(ge)LED-Array的(de)光(guang)(guang)學輸出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)換代產(chan)品，LED-Array的(de)發(fa)(fa)光(guang)(guang)半功率(lv)角為10-120°(可變角)。

由(you)于LED-Array為高(gao)度集(ji)成的(de)LED，而體積只有一(yi)個(ge)一(yi)分錢硬幣的(de)大小，在(zai)室內可均勻照亮全(quan)部(bu)空間(jian)，其壽命為50，000個(ge)小時。它最初(chu)是運用在(zai)航空飛機(ji)上(shang)面，近年來由(you)于民用夜間(jian)監(jian)控市場(chang)的(de)發展(zhan)，LED-Array才逐步走(zou)向民用市場(chang)，成為高(gao)質(zhi)量夜間(jian)監(jian)控的(de)一(yi)種理(li)想選擇。

雖然，紅(hong)外LED及(ji)LED-Array淘汰了熱紅(hong)外光源(yuan)(yuan)，但對于(yu)1km以上(shang)的超遠距(ju)離(li)場景的監控，還是要選擇紅(hong)外LD光源(yuan)(yuan)。因為半(ban)導體激光器具有比LED亮度高(gao)、方(fang)向性強等特點。

通常(chang)，在(zai)選(xuan)擇紅(hong)外光(guang)源時(shi)要(yao)注意(yi)以下(xia)的幾個要(yao)點。

A、紅外燈(deng)距離選(xuan)擇(ze)要留有(you)余(yu)量

選擇紅外燈(deng)(deng)時，特別注意標(biao)(biao)稱距離(li)與實(shi)際輻(fu)照(zhao)距離(li)的差距。因為(wei)有些生產廠標(biao)(biao)稱的可視距離(li)往往偏大，所(suo)以在選擇紅外燈(deng)(deng)輻(fu)照(zhao)距離(li)時要進行(xing)實(shi)際測試，并(bing)且要留有充足的余量，才能使(shi)所(suo)觀察的場景的照(zhao)度可靠(kao)。

B、應選用(yong)穩流(liu)源(yuan)驅動的(de)光源(yuan)

因(yin)為LED是電流驅動(dong)器(qi)件，其發(fa)光(guang)亮度(du)與功率同(tong)驅動(dong)電流成正比(bi)，而不(bu)是電壓。因(yin)此，為保持發(fa)光(guang)強度(du)不(bu)變，必須要選用穩流源驅動(dong)的光(guang)源。

C、要選用(yong)散熱好的光(guang)源

因為發光管(guan)都有發熱與散熱問題，尤其功率大距(ju)離遠的光源發熱量大，所(suo)以必須要(yao)選用散熱好的光源，才能保證工(gong)作穩(wen)定可(ke)靠。

D、要(yao)選(xuan)用有光控開關(guan)自(zi)動控制電(dian)路的供電(dian)電(dian)路并與燈板分開的紅(hong)外光源(yuan)

因為紅外燈(deng)的供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)與(yu)燈(deng)板不分開(kai)，就會應發(fa)光(guang)管(guan)工作產(chan)生的熱量(liang)影響供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的元件(jian)性能，從(cong)而(er)導致(zhi)發(fa)光(guang)管(guan)發(fa)光(guang)不穩定，有了這種光(guang)控開(kai)關的電(dian)(dian)(dian)路(lu)，就能使紅外燈(deng)白天(tian)關閉，夜晚打開(kai)。

E、要根據監視距離選用紅外(wai)燈

因紅(hong)外(wai)(wai)發光二(er)極(ji)管LED可裝在鏡頭上(shang)，與感紅(hong)外(wai)(wai)攝像機配(pei)(pei)用(yong)，或直接裝在攝像機與鏡頭接口周圍的機殼上(shang)。顯然，這兩種裝配(pei)(pei)的紅(hong)外(wai)(wai)LED少，其(qi)照(zhao)射的距離肯定不如單獨的紅(hong)外(wai)(wai)LED燈照(zhao)射的遠。一般，50m以上(shang)，最(zui)好選用(yong)單獨的紅(hong)外(wai)(wai)燈為好，另LD多用(yong)于(yu)1km以上(shang)距離的監控場(chang)景的夜視(shi)照(zhao)明，但LD的光束(shu)細而強，為使紅(hong)外(wai)(wai)光束(shu)照(zhao)亮一定范圍的場(chang)景，使用(yong)時還需(xu)要(yao)通過(guo)一個擴束(shu)鏡頭擴束(shu)才(cai)行(xing)。

二、攝像機的(de)選擇

目(mu)前攝(she)(she)像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)感光(guang)器件有(you)CMOS與CCD兩種。同CCD一樣，CMOS圖像(xiang)傳感芯片對紅(hong)外光(guang)波也(ye)有(you)反應，但(dan)它(ta)在(zai)890-980nm范圍內(nei)靈敏(min)度(du)比CCD圖像(xiang)傳感芯片要(yao)高出許多，并隨(sui)波長增加(jia)而衰減的(de)(de)梯度(du)也(ye)慢一些。隨(sui)著(zhu)CMOS圖像(xiang)芯片的(de)(de)飛速(su)發展，其噪音訊號進一步降低，且星(xing)光(guang)級(ji)的(de)(de)CMOS攝(she)(she)像(xiang)機(ji)(ji)也(ye)已有(you)面市(shi)。因此，不一定(ding)局(ju)限在(zai)CCD攝(she)(she)像(xiang)機(ji)(ji)中選(xuan)擇，可充分利用各(ge)自(zi)的(de)(de)優勢(shi)選(xuan)取。一般，紅(hong)外攝(she)(she)像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)選(xuan)擇要(yao)點(dian)如(ru)下。

A、應選(xuan)低(di)照度攝像(xiang)機，其(qi)照度要求一(yi)般(ban)≤0.02Lux

有些攝像(xiang)機制(zhi)造商或銷(xiao)售商虛報最(zui)低照度，使夜視(shi)有效(xiao)距離大(da)大(da)降低，因此最(zui)好能(neng)具(ju)體測試。

月光級和(he)星光級等(deng)增感(gan)度攝像機可(ke)工作在很暗的(de)條件(jian)下(xia)，但(dan)有些反光系數小的(de)地方還是達不到(dao)要求，如(ru)沙(sha)漠(mo)，綠地，林區(qu)等(deng)。在這種情(qing)況下(xia)，就需要采用由高性能像增強(qiang)器和(he)CCIR制(zhi)式(shi)的(de)黑白(bai)CCD通(tong)過(guo)纖維(wei)面板(ban)和(he)光錐直接耦合而成的(de)微光夜視攝像機。總之，照度越低(di)越好(hao)，由于目前還不規范(fan)，不能相信生產廠(chang)所標(biao)稱的(de)最(zui)低(di)照度，要在實用條件(jian)下(xia)進行(xing)測試(shi)為好(hao)，通(tong)常照度要求一般≤0.02Lux。

B、選用的(de)紅外(wai)攝像(xiang)機圖像(xiang)傳(chuan)感器的(de)尺(chi)寸越(yue)(yue)大越(yue)(yue)好

因(yin)1/4CCD不(bu)能用于15m以上紅外夜視的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)距(ju)離，因(yin)為1/4CCD的(de)(de)(de)(de)光(guang)通量只有1/3CCD的(de)(de)(de)(de)50%。而(er)CCD尺寸大(da)，接受的(de)(de)(de)(de)光(guang)通量大(da)；CCD尺寸小(xiao)，接受的(de)(de)(de)(de)光(guang)通量就少。所以，夜視攝像機多(duo)選1/2的(de)(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)(de)要測試可(ke)(ke)行的(de)(de)(de)(de)也(ye)可(ke)(ke)，但絕對不(bu)能選1/4的(de)(de)(de)(de)。

C、紅外(wai)攝像機要有自動(dong)電子(zi)快門與自動(dong)增益控制(zhi)(AGC)功能

因為有(you)了這些功(gong)能(neng)，才能(neng)使信號調整到(dao)比較(jiao)好的(de)狀態，以滿足觀察的(de)效果(guo)。

D、需隱蔽場合選CMOS超微型攝像機(ji)

由(you)于低功耗、高集成、小(xiao)體積只有(you)CMOS圖(tu)像傳感器才能辦(ban)到，因(yin)而可作(zuo)成襯衫鈕扣、西裝鈕扣般大小(xiao)的(de)(de)CMOS攝像機(ji)。加上(shang)相應(ying)的(de)(de)紅外光源的(de)(de)更加小(xiao)型化，以及高效(xiao)能電池(chi)的(de)(de)推出，使第三只眼(yan)睛將會(hui)無處不在。這樣，帶上(shang)一副夜(ye)視眼(yan)鏡和一頂配有(you)紅外光源和CMOS超微型攝像機(ji)的(de)(de)帽子(zi)，黑夜(ye)將如同白晝。顯然，這將改變我們(men)整個社會(hui)生活(huo)的(de)(de)面貌。

E、選配好攝(she)像機(ji)的配套(tao)穩壓小電源

攝像(xiang)機的電源的選取(qu)要注意(yi)如下兩點

1、選穩(wen)(wen)壓(ya)電(dian)源。因市電(dian)AC220V不(bu)穩(wen)(wen)，如只選一(yi)交流變直流12V的(de)變壓(ya)器而不(bu)穩(wen)(wen)壓(ya)就(jiu)會使攝像機中的(de)電(dian)路工作不(bu)穩(wen)(wen)定(ding)，從而使攝像機的(de)工作不(bu)穩(wen)(wen)，所需(xu)性能就(jiu)達(da)不(bu)到要求(qiu)；

2、選比攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流要(yao)大近(jin)一(yi)倍以上(shang)的(de)小電(dian)源為好。如攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流為200mA或(huo)250mA，一(yi)般選500mA即足夠。若選太(tai)大如1A供1臺攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)就體積偏(pian)大與價錢偏(pian)貴；太(tai)小如等于(yu)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流就可能發(fa)熱(因連續工作(zuo)時間太(tai)長)而(er)影響可靠性與工作(zuo)壽命等。

三(san)、鏡(jing)頭等的選(xuan)擇

攝(she)像(xiang)機鏡頭(tou)是(shi)紅外攝(she)像(xiang)機的(de)關鍵設備(bei)，它(ta)的(de)質(zhi)量(指標)優(you)劣直接影(ying)響到(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)的(de)成像(xiang)效果，因(yin)此(ci)，鏡頭(tou)選(xuan)擇是(shi)否(fou)恰當即關系到(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)質(zhi)量，又關系到(dao)(dao)(dao)工程造價。因(yin)此(ci)，在選(xuan)擇鏡頭(tou)時要注意(yi)以(yi)下幾(ji)個要點：

A、最好選紅外(wai)鏡頭

因普通的光學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，物體(ti)反射回鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)的紅外(wai)光不(bu)能有效(xiao)聚焦到CCD靶面上(shang)，此時紅外(wai)夜(ye)視(shi)效(xiao)果就會(hui)大(da)打(da)折(zhe)扣，因而最好(hao)選(xuan)用紅外(wai)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。尤其(qi)是彩轉黑攝像機，不(bu)選(xuan)用紅外(wai)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)就不(bu)能使日夜(ye)監視(shi)焦面一(yi)致，致使日夜(ye)圖像不(bu)能都保持(chi)清(qing)晰(xi)。

B、選(xuan)用鏡(jing)頭的(de)成像(xiang)尺寸最(zui)好與攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器的(de)尺寸一致

選用的(de)(de)鏡(jing)頭的(de)(de)成像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)應與(yu)攝像(xiang)(xiang)機中圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)一致，如圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)是(shi)1/2“，則鏡(jing)頭的(de)(de)成像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)必須是(shi)1/2“的(de)(de)。

當鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)比(bi)(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)感(gan)光面的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)大時(shi)，不會(hui)影響成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，但實(shi)際成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)視場(chang)角要比(bi)(bi)該(gai)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)標稱(cheng)視場(chang)角小，而(er)當鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)比(bi)(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)感(gan)光面的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)小時(shi)，就(jiu)會(hui)影響成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，并表現為成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)畫面四周被鏡(jing)(jing)筒(tong)遮擋，在畫面的(de)(de)(de)四個角上就(jiu)會(hui)出現黑角。

由此可(ke)知，對1/3“的(de)攝(she)(she)像機，可(ke)選用1/3“、1/2“和(he)2/3“的(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)；對1/2“的(de)攝(she)(she)像機，可(ke)選用1/2“、2/3“的(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)，而不能用1/3的(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)。因(yin)為CCD就(jiu)像人的(de)眼睛(jing)，鏡(jing)頭(tou)(tou)就(jiu)像人們用的(de)眼鏡(jing)，眼鏡(jing)太小，眼睛(jing)就(jiu)會看不清周(zhou)邊的(de)事物。

C、最好選鏡(jing)頭與(yu)攝像機的接(jie)口安(an)裝方式一致(zhi)

鏡(jing)頭(tou)與攝像(xiang)機(ji)的接(jie)(jie)口(kou)安裝(zhuang)(zhuang)方式有C型(xing)安裝(zhuang)(zhuang)和CS型(xing)安裝(zhuang)(zhuang)兩種(zhong)，兩者最好一致。如(ru)果選用了C型(xing)鏡(jing)頭(tou)，則需加一5mm厚的接(jie)(jie)圈(quan)即可。若不加接(jie)(jie)圈(quan)就直接(jie)(jie)接(jie)(jie)到CS接(jie)(jie)口(kou)攝像(xiang)機(ji)上，則可能使鏡(jing)頭(tou)的后鏡(jing)面碰(peng)到CCD的敏感面的保(bao)護(hu)玻璃，而造成(cheng)CCD攝像(xiang)機(ji)的損壞，這一點在實用中需特(te)別引起注意。

D、最(zui)好(hao)選自動光圈鏡頭，以(yi)適應晝夜照度(du)很大的變(bian)化

由于(yu)日夜監(jian)控，其照(zhao)度變(bian)化(hua)范圍很(hen)大，因而最好(hao)選用能自動(dong)根據照(zhao)度變(bian)化(hua)的(de)自動(dong)光圈鏡(jing)頭(tou)，以使圖像保持清(qing)晰(xi)。

E、鏡(jing)頭的分(fen)辨率與透光率要達到要求

用的(de)成(cheng)像鏡(jing)頭(tou)的(de)分(fen)辨率(lv)必須要(yao)大于攝像機的(de)分(fen)辨率(lv)，否則達不到所要(yao)求的(de)清(qing)晰效果。并(bing)且(qie)鏡(jing)頭(tou)中鏡(jing)片的(de)透光(guang)率(lv)要(yao)好，即對光(guang)的(de)衰減要(yao)非(fei)常小。

F、監(jian)視距離1公里(li)以(yi)上，還需選用激光擴束準直鏡頭

要根據(ju)欲觀察場(chang)(chang)景(jing)(jing)的(de)(de)大小與距離選擇合適的(de)(de)激光擴束準(zhun)直鏡頭，使激光束能照亮所需監控的(de)(de)場(chang)(chang)景(jing)(jing)，以(yi)便監控場(chang)(chang)景(jing)(jing)的(de)(de)反(fan)射光能被攝像機所接(jie)收。

G、注意選擇(ze)有性能好的視窗(chuang)玻(bo)璃的防(fang)護罩

除(chu)選(xuan)(xuan)紅外燈、攝(she)像機(ji)、鏡頭外，還要(yao)注(zhu)意(yi)防護罩(zhao)、供電(dian)電(dian)源等的(de)(de)成套綜合考慮。因為防護罩(zhao)對紅外燈的(de)(de)效果就有(you)影(ying)響，如紅外光通過不同(tong)介質，透射(she)率(lv)和反射(she)率(lv)就不同(tong)。例(li)如，不同(tong)的(de)(de)視窗玻(bo)璃，特(te)別是自動除(chu)霜鍍膜玻(bo)璃，對紅外光的(de)(de)衰減也不同(tong)，所以要(yao)注(zhu)意(yi)選(xuan)(xuan)擇具有(you)性(xing)能好的(de)(de)視窗玻(bo)璃的(de)(de)防護罩(zhao)。