隨著安防視(shi)頻監控(kong)系(xi)統工(gong)程中對夜視(shi)監控(kong)的需求越來越廣，紅外攝像(xiang)機(ji)已經進入了(le)攝像(xiang)機(ji)的主流市(shi)場，銷量(liang)與(yu)日俱增，在(zai)紅外夜視(shi)技術應用上(shang)出(chu)現(xian)問題也逐(zhu)漸暴(bao)露(lu)出(chu)來。

實(shi)際(ji)上，夜(ye)(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)是(shi)(shi)借助于(yu)光(guang)(guang)電成像(xiang)器件實(shi)現夜(ye)(ye)(ye)間(jian)觀(guan)(guan)察的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)電技(ji)術(shu)(shu)。它(ta)包括微(wei)光(guang)(guang)夜(ye)(ye)(ye)視和紅(hong)(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視兩(liang)類：微(wei)光(guang)(guang)夜(ye)(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)是(shi)(shi)通(tong)過帶像(xiang)增強管的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)夜(ye)(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)，它(ta)實(shi)際(ji)就是(shi)(shi)對夜(ye)(ye)(ye)天光(guang)(guang)照亮的(de)(de)(de)(de)微(wei)弱目標(biao)像(xiang)進行增強，以供觀(guan)(guan)察的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)電成像(xiang)技(ji)術(shu)(shu)。這里(li)主(zhu)要講(jiang)主(zhu)動(dong)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)，它(ta)是(shi)(shi)通(tong)過主(zhu)動(dong)照射并利(li)用目標(biao)反(fan)射紅(hong)(hong)(hong)外(wai)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)來實(shi)施觀(guan)(guan)察的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)夜(ye)(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)，其對應裝備為主(zhu)動(dong)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視儀(yi)，實(shi)際(ji)核心就是(shi)(shi)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)攝像(xiang)機。

紅外光源(yuan)、由(you)非直視(shi)型光電成(cheng)像(xiang)器(qi)件CCD或CMOS圖(tu)像(xiang)傳感器(qi)為(wei)核心組(zu)成(cheng)的攝像(xiang)機和成(cheng)像(xiang)畫面所(suo)需的鏡頭等(deng)配合選擇是主導紅外攝像(xiang)機夜(ye)間監視(shi)的效(xiao)果優(you)劣的三大因素(su)。

一、紅外光源的選擇

紅外光是(shi)一種波長大(da)于780nm的不可見光。一般，產生這(zhe)種不可見光的方(fang)法有(you)下列三種。

①、直接使用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出的(de)(de)紅外光(guang)。即在這兩種燈(deng)上安(an)裝可(ke)見光(guang)濾(lv)鏡，濾(lv)去可(ke)見光(guang)，只讓看不見的(de)(de)紅外射(she)線射(she)出；

②、使用(yong)紅外(wai)發光二極管LED或LED陣(zhen)列來產生紅外(wai)光。這種(zhong)器件是通過砷(shen)化鎵(GaAs)半導體中的電(dian)子(zi)與空穴復合(he)來產生紅外(wai)光；

③、使用紅(hong)(hong)外(wai)激(ji)光(guang)二極管LD，也(ye)可作紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)源。但(dan)它要(yao)把處于較低能態(tai)的電子激(ji)發或(huo)泵浦到較高能態(tai)上去，通過大量粒子分布(bu)反轉，共振(zhen)而維持受(shou)激(ji)輻射紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)。

第(di)一種光源為熱(re)(re)(re)紅外光源，其(qi)最大(da)的優點是可制(zhi)成比較大(da)的功率和大(da)的輻(fu)(fu)照角度，因此(ci)照射的距離遠(yuan)。其(qi)最大(da)不足之處是包含可見光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果(guo)每天工作10小(xiao)時，5000小(xiao)時只能使用一年多，若考慮散熱(re)(re)(re)不夠，壽命還要短。為提(ti)高熱(re)(re)(re)輻(fu)(fu)射紅外燈的壽命，使用時還必須采用光控開(kai)關(guan)(guan)電(dian)(dian)路(lu)，以(yi)減小(xiao)其(qi)工作時間。此(ci)外，還增加了延時開(kai)關(guan)(guan)電(dian)(dian)路(lu)以(yi)防環境光的干(gan)擾。

第二(er)種是使(shi)用半導體砷(shen)化鎵發(fa)光(guang)二(er)極管陣(zhen)列組成的(de)紅外燈(deng)，尤其現在使(shi)用新(xin)技術開發(fa)生產(chan)的(de)陣(zhen)列式集成發(fa)光(guang)芯片LEDArray。其一(yi)個(ge)LED-Array的(de)光(guang)學輸出達到(dao)了800mw-1000mw，而(er)成為(wei)普通LED的(de)換代產(chan)品(pin)，LED-Array的(de)發(fa)光(guang)半功率(lv)角(jiao)為(wei)10-120°(可變角(jiao))。

由于LED-Array為高(gao)度集成的(de)LED，而體(ti)積只有一(yi)個(ge)一(yi)分錢硬幣的(de)大小(xiao)，在(zai)室內可均勻照亮全部空間，其壽命為50，000個(ge)小(xiao)時(shi)。它最(zui)初是(shi)運用(yong)在(zai)航空飛機(ji)上(shang)面，近年來由于民用(yong)夜間監控(kong)市(shi)場的(de)發展，LED-Array才逐步走(zou)向民用(yong)市(shi)場，成為高(gao)質量夜間監控(kong)的(de)一(yi)種理想選擇。

雖然，紅(hong)外(wai)(wai)LED及LED-Array淘汰了熱紅(hong)外(wai)(wai)光源(yuan)，但對于1km以上(shang)的超遠(yuan)距離場景的監(jian)控，還是要選(xuan)擇紅(hong)外(wai)(wai)LD光源(yuan)。因為半導體激光器具有比LED亮度高、方向性強等特(te)點。

通常，在選擇紅外光源時要(yao)注意(yi)以下的幾個要(yao)點(dian)。

A、紅外燈距離選擇要留有余(yu)量

選(xuan)(xuan)擇紅(hong)外(wai)燈時，特別注意標(biao)稱距(ju)離與實際(ji)輻照距(ju)離的(de)(de)差距(ju)。因為有些生(sheng)產廠標(biao)稱的(de)(de)可視距(ju)離往(wang)往(wang)偏大(da)，所以在選(xuan)(xuan)擇紅(hong)外(wai)燈輻照距(ju)離時要(yao)(yao)進(jin)行實際(ji)測試，并且(qie)要(yao)(yao)留有充足的(de)(de)余(yu)量，才(cai)能使所觀察的(de)(de)場景的(de)(de)照度可靠。

B、應選(xuan)用(yong)穩流(liu)源驅動的光源

因為LED是(shi)(shi)電流(liu)驅(qu)(qu)動(dong)器(qi)件(jian)，其發光亮(liang)度與功率同驅(qu)(qu)動(dong)電流(liu)成正(zheng)比，而不(bu)是(shi)(shi)電壓。因此(ci)，為保持發光強度不(bu)變，必須要選用穩流(liu)源驅(qu)(qu)動(dong)的光源。

C、要選用散(san)熱好(hao)的光源

因為發(fa)光(guang)管都有發(fa)熱(re)與(yu)散熱(re)問題，尤其功率大(da)距離遠的光(guang)源(yuan)(yuan)發(fa)熱(re)量大(da)，所以必須要選用散熱(re)好的光(guang)源(yuan)(yuan)，才能保(bao)證工(gong)作穩定可靠。

D、要(yao)選用有光(guang)控開(kai)關自動控制(zhi)電路(lu)的(de)供電電路(lu)并與燈板分開(kai)的(de)紅外光(guang)源(yuan)

因(yin)為紅外燈(deng)的(de)(de)供電(dian)電(dian)路(lu)與燈(deng)板不(bu)分開，就會應發(fa)光(guang)(guang)管(guan)工作產生的(de)(de)熱量影響供電(dian)電(dian)路(lu)的(de)(de)元件性(xing)能(neng)，從而導致發(fa)光(guang)(guang)管(guan)發(fa)光(guang)(guang)不(bu)穩(wen)定，有了這種(zhong)光(guang)(guang)控開關的(de)(de)電(dian)路(lu)，就能(neng)使紅外燈(deng)白天關閉，夜晚打開。

E、要根據監視距(ju)離選用(yong)紅外燈(deng)

因紅(hong)(hong)外發光(guang)二極(ji)管(guan)LED可裝(zhuang)在鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)上，與感紅(hong)(hong)外攝像(xiang)機(ji)配用(yong)(yong)(yong)，或(huo)直接裝(zhuang)在攝像(xiang)機(ji)與鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)接口周圍的(de)(de)(de)(de)機(ji)殼上。顯(xian)然，這兩種裝(zhuang)配的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外LED少，其照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)(de)距離肯定不如單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外LED燈(deng)(deng)照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)(de)遠。一般，50m以上，最好(hao)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外燈(deng)(deng)為好(hao)，另LD多用(yong)(yong)(yong)于1km以上距離的(de)(de)(de)(de)監控場景(jing)的(de)(de)(de)(de)夜視照(zhao)明，但(dan)LD的(de)(de)(de)(de)光(guang)束(shu)細(xi)而強(qiang)，為使(shi)紅(hong)(hong)外光(guang)束(shu)照(zhao)亮一定范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)場景(jing)，使(shi)用(yong)(yong)(yong)時還需要通過一個擴(kuo)束(shu)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)擴(kuo)束(shu)才行。

二、攝像機(ji)的選(xuan)擇(ze)

目前(qian)攝像(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)感光(guang)器件有(you)(you)CMOS與(yu)CCD兩種。同CCD一樣(yang)，CMOS圖(tu)像(xiang)傳感芯片(pian)對紅外光(guang)波(bo)也(ye)有(you)(you)反應，但它在890-980nm范圍內(nei)靈敏度比CCD圖(tu)像(xiang)傳感芯片(pian)要(yao)高(gao)出許多，并(bing)隨波(bo)長增(zeng)加而(er)衰(shuai)減的(de)(de)(de)梯度也(ye)慢一些(xie)。隨著(zhu)CMOS圖(tu)像(xiang)芯片(pian)的(de)(de)(de)飛(fei)速(su)發展，其噪音(yin)訊(xun)號進一步降(jiang)低，且星(xing)光(guang)級(ji)的(de)(de)(de)CMOS攝像(xiang)機(ji)也(ye)已有(you)(you)面市。因此，不一定(ding)局限在CCD攝像(xiang)機(ji)中選擇(ze)，可(ke)充分利用各自的(de)(de)(de)優(you)勢選取(qu)。一般，紅外攝像(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)選擇(ze)要(yao)點(dian)如(ru)下。

A、應選低照度(du)攝像機(ji)，其照度(du)要(yao)求一般(ban)≤0.02Lux

有些攝(she)像機制造商(shang)或銷售商(shang)虛報最低照度(du)，使夜視有效距離大大降低，因此最好能具體測試(shi)。

月(yue)光級和星光級等增感度(du)攝(she)像(xiang)機可工作在很暗的(de)(de)條件下(xia)，但有些反光系數小的(de)(de)地(di)方還(huan)是達不(bu)到要求(qiu)，如(ru)沙漠(mo)，綠地(di)，林區等。在這種情況下(xia)，就需要采用由高性能像(xiang)增強器(qi)和CCIR制式的(de)(de)黑(hei)白CCD通(tong)過纖維面板和光錐直(zhi)接耦合而成的(de)(de)微(wei)光夜視攝(she)像(xiang)機。總之(zhi)，照(zhao)度(du)越低越好(hao)，由于目(mu)前還(huan)不(bu)規范，不(bu)能相信生產廠所標(biao)稱的(de)(de)最低照(zhao)度(du)，要在實用條件下(xia)進行測試(shi)為好(hao)，通(tong)常照(zhao)度(du)要求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選用的紅外攝像(xiang)機圖像(xiang)傳感(gan)器的尺寸越大越好

因1/4CCD不能用于(yu)15m以(yi)上紅外夜視(shi)的有效距離，因為(wei)1/4CCD的光(guang)通量只有1/3CCD的50%。而CCD尺寸(cun)大(da)，接受(shou)(shou)的光(guang)通量大(da)；CCD尺寸(cun)小，接受(shou)(shou)的光(guang)通量就(jiu)少。所以(yi)，夜視(shi)攝像機多選1/2的CCD，1/3的要測試可(ke)行的也可(ke)，但絕對不能選1/4的。

C、紅(hong)外(wai)攝像機要有(you)自動電子快門與自動增益控制(AGC)功(gong)能

因為有了這些功能，才能使信號調整(zheng)到比較好(hao)的(de)(de)狀(zhuang)態，以滿足觀察(cha)的(de)(de)效果。

D、需隱蔽場合(he)選CMOS超(chao)微型攝像機

由于低(di)功耗(hao)、高(gao)集成(cheng)、小體積只有CMOS圖像傳感器才能(neng)辦(ban)到，因(yin)而可(ke)作(zuo)成(cheng)襯衫鈕(niu)扣(kou)、西裝鈕(niu)扣(kou)般(ban)大小的(de)CMOS攝像機(ji)。加上相應的(de)紅外(wai)光(guang)源(yuan)的(de)更加小型(xing)化，以及高(gao)效(xiao)能(neng)電池的(de)推出，使(shi)第(di)三只眼睛(jing)將會(hui)(hui)無處不在(zai)。這樣，帶(dai)上一副夜視眼鏡和(he)(he)一頂配有紅外(wai)光(guang)源(yuan)和(he)(he)CMOS超(chao)微(wei)型(xing)攝像機(ji)的(de)帽子，黑夜將如同白晝。顯(xian)然，這將改變我(wo)們整(zheng)個社會(hui)(hui)生活的(de)面貌。

E、選配(pei)(pei)好攝(she)像機的配(pei)(pei)套穩壓小電源

攝像(xiang)機的電源的選(xuan)取要(yao)注意如(ru)下兩點

1、選(xuan)穩(wen)(wen)壓電源(yuan)。因市電AC220V不(bu)(bu)(bu)穩(wen)(wen)，如只選(xuan)一(yi)交(jiao)流變直流12V的(de)變壓器而不(bu)(bu)(bu)穩(wen)(wen)壓就會使(shi)攝(she)像機(ji)中的(de)電路工作(zuo)不(bu)(bu)(bu)穩(wen)(wen)定，從而使(shi)攝(she)像機(ji)的(de)工作(zuo)不(bu)(bu)(bu)穩(wen)(wen)，所需(xu)性能就達不(bu)(bu)(bu)到要求；

2、選比攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流要大(da)近一(yi)倍以上(shang)的小電源為(wei)好。如(ru)(ru)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流為(wei)200mA或(huo)250mA，一(yi)般選500mA即足夠。若選太大(da)如(ru)(ru)1A供1臺攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)就體積偏(pian)大(da)與價錢(qian)偏(pian)貴；太小如(ru)(ru)等于攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流就可能發熱(re)(因連續工作時間(jian)太長)而(er)影響可靠性(xing)與工作壽命(ming)等。

三、鏡(jing)頭等的選擇

攝像機鏡(jing)頭(tou)是紅外攝像機的(de)關(guan)鍵設備，它的(de)質量(liang)(指標)優劣直接(jie)影響(xiang)到(dao)系(xi)(xi)統的(de)成(cheng)像效(xiao)果(guo)，因(yin)此，鏡(jing)頭(tou)選(xuan)擇(ze)是否(fou)恰當即關(guan)系(xi)(xi)到(dao)系(xi)(xi)統質量(liang)，又關(guan)系(xi)(xi)到(dao)工程造價。因(yin)此，在選(xuan)擇(ze)鏡(jing)頭(tou)時要(yao)注意以下幾個(ge)要(yao)點(dian)：

A、最好選紅外鏡頭

因普通(tong)的(de)光(guang)學鏡頭，物(wu)體反射回鏡頭的(de)紅外光(guang)不能(neng)有效聚焦到CCD靶面上，此(ci)時紅外夜(ye)視(shi)效果就會大打折扣(kou)，因而最好選用(yong)紅外鏡頭。尤其是彩(cai)轉黑攝像機，不選用(yong)紅外鏡頭就不能(neng)使(shi)日夜(ye)監視(shi)焦面一致(zhi)，致(zhi)使(shi)日夜(ye)圖(tu)像不能(neng)都保(bao)持清晰。

B、選用鏡(jing)頭(tou)的(de)成(cheng)像(xiang)尺寸最好與攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器(qi)的(de)尺寸一致

選用的(de)鏡頭的(de)成像(xiang)尺(chi)寸應與(yu)攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺(chi)寸一(yi)致，如圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺(chi)寸是(shi)1/2“，則(ze)鏡頭的(de)成像(xiang)尺(chi)寸必(bi)須是(shi)1/2“的(de)。

當鏡(jing)(jing)頭(tou)的成像(xiang)尺(chi)寸(cun)(cun)比攝(she)像(xiang)機感光面的尺(chi)寸(cun)(cun)大時(shi)(shi)，不會影響成像(xiang)，但實際成像(xiang)的視(shi)場角要比該鏡(jing)(jing)頭(tou)的標稱(cheng)視(shi)場角小(xiao)，而當鏡(jing)(jing)頭(tou)的成像(xiang)尺(chi)寸(cun)(cun)比攝(she)像(xiang)機的感光面的尺(chi)寸(cun)(cun)小(xiao)時(shi)(shi)，就(jiu)會影響成像(xiang)，并表現為成像(xiang)的畫面四(si)周被(bei)鏡(jing)(jing)筒(tong)遮(zhe)擋，在畫面的四(si)個角上就(jiu)會出現黑角。

由此可(ke)(ke)(ke)知，對1/3“的攝(she)像機，可(ke)(ke)(ke)選(xuan)(xuan)用1/3“、1/2“和2/3“的鏡(jing)頭(tou)；對1/2“的攝(she)像機，可(ke)(ke)(ke)選(xuan)(xuan)用1/2“、2/3“的鏡(jing)頭(tou)，而不能(neng)用1/3的鏡(jing)頭(tou)。因為CCD就像人的眼(yan)睛，鏡(jing)頭(tou)就像人們用的眼(yan)鏡(jing)，眼(yan)鏡(jing)太(tai)小，眼(yan)睛就會看不清周邊的事物。

C、最好選鏡(jing)頭與攝像機的接(jie)口安裝方式一致

鏡(jing)頭與(yu)攝像(xiang)機的接(jie)(jie)口安裝(zhuang)方式(shi)有(you)C型安裝(zhuang)和(he)CS型安裝(zhuang)兩(liang)種，兩(liang)者最好一致。如果選用了C型鏡(jing)頭，則需加一5mm厚的接(jie)(jie)圈即可。若(ruo)不加接(jie)(jie)圈就(jiu)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)到CS接(jie)(jie)口攝像(xiang)機上，則可能使鏡(jing)頭的后鏡(jing)面碰到CCD的敏(min)感(gan)面的保護玻(bo)璃，而造成CCD攝像(xiang)機的損壞，這一點在(zai)實(shi)用中(zhong)需特別引起注意(yi)。

D、最(zui)好(hao)選自動光圈鏡(jing)頭，以適應晝(zhou)夜照度(du)很大的變(bian)化

由(you)于日夜(ye)監控，其照度變(bian)化范(fan)圍(wei)很大，因(yin)而最好選用能自(zi)動根據照度變(bian)化的自(zi)動光圈(quan)鏡頭，以使圖像保持清晰。

E、鏡頭的(de)分辨(bian)率與透光率要達到要求(qiu)

用的成像鏡頭的分辨(bian)率(lv)必須要(yao)大(da)于(yu)攝像機的分辨(bian)率(lv)，否則達不到(dao)所要(yao)求的清晰效(xiao)果。并且鏡頭中鏡片的透(tou)光率(lv)要(yao)好，即對光的衰減要(yao)非常小。

F、監(jian)視距(ju)離1公里以上(shang)，還需選(xuan)用激(ji)光(guang)擴束準直鏡頭

要根據欲(yu)觀察場景(jing)的(de)大小與距離選擇(ze)合適的(de)激光(guang)擴束準直鏡頭(tou)，使激光(guang)束能照亮所需監控(kong)的(de)場景(jing)，以便監控(kong)場景(jing)的(de)反射光(guang)能被攝像機所接(jie)收。

G、注意選擇有(you)性能好的視窗玻璃(li)的防護(hu)罩

除選紅外(wai)燈(deng)、攝像機、鏡頭外(wai)，還要注意(yi)防(fang)護罩、供(gong)電電源等的(de)(de)成套綜(zong)合(he)考慮。因為(wei)防(fang)護罩對紅外(wai)燈(deng)的(de)(de)效(xiao)果就有影(ying)響(xiang)，如(ru)紅外(wai)光通過不同介質，透(tou)射率和反射率就不同。例如(ru)，不同的(de)(de)視窗玻璃，特(te)別是自(zi)動除霜鍍(du)膜玻璃，對紅外(wai)光的(de)(de)衰(shuai)減也不同，所以(yi)要注意(yi)選擇(ze)具(ju)有性能(neng)好的(de)(de)視窗玻璃的(de)(de)防(fang)護罩。