隨著安(an)防視頻監控(kong)系統工程中對夜視監控(kong)的需求越來(lai)越廣，紅外攝像機已經進(jin)入(ru)了攝像機的主流市場，銷量與(yu)日俱(ju)增，在紅外夜視技術應用上出現問題也逐漸(jian)暴(bao)露出來(lai)。

實(shi)際(ji)上，夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)是借(jie)助于光(guang)電(dian)成像器件實(shi)現夜(ye)(ye)(ye)間觀察(cha)的(de)一種光(guang)電(dian)技術(shu)。它包括微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)和紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)兩類：微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)是通(tong)過(guo)帶像增強(qiang)管的(de)一種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)，它實(shi)際(ji)就是對(dui)夜(ye)(ye)(ye)天光(guang)照亮的(de)微弱目標像進行(xing)增強(qiang)，以供觀察(cha)的(de)光(guang)電(dian)成像技術(shu)。這里(li)主要講主動(dong)紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)，它是通(tong)過(guo)主動(dong)照射(she)(she)并利用(yong)目標反射(she)(she)紅外(wai)源的(de)紅外(wai)光(guang)來實(shi)施觀察(cha)的(de)一種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)，其對(dui)應裝備為主動(dong)紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)儀，實(shi)際(ji)核心就是紅外(wai)攝像機(ji)。

紅(hong)(hong)外光源、由非(fei)直視型光電成(cheng)像器件CCD或CMOS圖像傳感器為(wei)核心組成(cheng)的(de)攝像機和成(cheng)像畫(hua)面所需的(de)鏡(jing)頭等配合(he)選(xuan)擇是主(zhu)導紅(hong)(hong)外攝像機夜間監視的(de)效果優劣的(de)三大因素。

一(yi)、紅外光源(yuan)的(de)選(xuan)擇

紅外(wai)光是一種波長(chang)大于780nm的不可見光。一般，產生這種不可見光的方法有下列三種。

①、直接使用(yong)白(bai)熾燈或(huo)氙(xian)燈發出的紅外(wai)光(guang)。即在(zai)這兩種(zhong)燈上安裝可見(jian)(jian)光(guang)濾(lv)鏡，濾(lv)去可見(jian)(jian)光(guang)，只(zhi)讓看不見(jian)(jian)的紅外(wai)射線射出；

②、使(shi)用紅(hong)外發光二極管LED或LED陣(zhen)列來(lai)產生紅(hong)外光。這種器件是通過(guo)砷化鎵(GaAs)半(ban)導(dao)體中的電(dian)子(zi)與空(kong)穴(xue)復合來(lai)產生紅(hong)外光；

③、使用紅(hong)外激光二(er)極管LD，也可作紅(hong)外光源。但它要把處于(yu)較低(di)能態的電子激發或(huo)泵浦到較高能態上去(qu)，通(tong)過大量(liang)粒子分布反轉，共振而(er)維持受激輻射紅(hong)外光。

第一種光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)為熱(re)紅外(wai)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)，其(qi)最大的優點(dian)是可(ke)(ke)制(zhi)成比較大的功(gong)率和大的輻照角度，因(yin)此(ci)照射的距離遠。其(qi)最大不足之處是包含可(ke)(ke)見光(guang)(guang)成份(fen)，即有紅暴(bao)，且使用(yong)壽(shou)(shou)命短，如(ru)果每天工(gong)作10小時，5000小時只(zhi)能使用(yong)一年多，若考(kao)慮散熱(re)不夠，壽(shou)(shou)命還要(yao)短。為提高熱(re)輻射紅外(wai)燈(deng)的壽(shou)(shou)命，使用(yong)時還必須(xu)采用(yong)光(guang)(guang)控開關電(dian)路(lu)，以(yi)減小其(qi)工(gong)作時間。此(ci)外(wai)，還增加(jia)了延時開關電(dian)路(lu)以(yi)防(fang)環境光(guang)(guang)的干擾。

第(di)二種是使用(yong)半(ban)導體砷(shen)化鎵(jia)發(fa)光二極(ji)管(guan)陣列(lie)(lie)組成的(de)(de)紅(hong)外燈，尤其現在使用(yong)新技術開發(fa)生產的(de)(de)陣列(lie)(lie)式集成發(fa)光芯(xin)片LEDArray。其一(yi)個LED-Array的(de)(de)光學輸(shu)出達到了800mw-1000mw，而(er)成為普通LED的(de)(de)換代產品，LED-Array的(de)(de)發(fa)光半(ban)功率角為10-120°(可變角)。

由于LED-Array為高度(du)集成的(de)(de)LED，而體積只(zhi)有一個(ge)一分錢硬幣的(de)(de)大小(xiao)，在(zai)室內可(ke)均(jun)勻照亮(liang)全(quan)部空間，其(qi)壽(shou)命為50，000個(ge)小(xiao)時。它最(zui)初是運用(yong)在(zai)航空飛(fei)機上面，近年(nian)來由于民用(yong)夜(ye)(ye)間監控(kong)市場的(de)(de)發(fa)展，LED-Array才逐(zhu)步走向民用(yong)市場，成為高質量夜(ye)(ye)間監控(kong)的(de)(de)一種理想選擇。

雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了(le)熱紅外光源(yuan)，但(dan)對于1km以(yi)上的(de)超(chao)遠(yuan)距離(li)場景(jing)的(de)監控，還(huan)是(shi)要選(xuan)擇紅外LD光源(yuan)。因為半導(dao)體激光器具有(you)比(bi)LED亮度高、方向(xiang)性強等特(te)點(dian)。

通常，在選擇紅外(wai)光源時要注(zhu)意以下(xia)的幾個要點。

A、紅外燈距離選擇要留有余量

選擇紅外燈時(shi)，特(te)別注意標(biao)(biao)稱(cheng)距(ju)離(li)與實(shi)際輻照距(ju)離(li)的(de)差距(ju)。因為有些生(sheng)產廠標(biao)(biao)稱(cheng)的(de)可視距(ju)離(li)往往偏大，所以在(zai)選擇紅外燈輻照距(ju)離(li)時(shi)要(yao)進行實(shi)際測試，并且要(yao)留(liu)有充足的(de)余量(liang)，才能使所觀(guan)察的(de)場景的(de)照度可靠。

B、應選用穩流源驅動的(de)光源

因為LED是電流(liu)驅(qu)動器件，其發光(guang)亮度(du)與功率同驅(qu)動電流(liu)成正比，而不是電壓。因此，為保持發光(guang)強度(du)不變，必須要選用穩流(liu)源(yuan)(yuan)驅(qu)動的光(guang)源(yuan)(yuan)。

C、要選用散熱好的(de)光源

因為發光(guang)管(guan)都有發熱(re)與散(san)熱(re)問題，尤其功率大距離遠(yuan)的光(guang)源發熱(re)量大，所以必須要選(xuan)用(yong)散(san)熱(re)好的光(guang)源，才能保證(zheng)工作穩(wen)定可靠。

D、要選用(yong)有光(guang)控開關自動控制電路的(de)供電電路并與(yu)燈板分開的(de)紅外光(guang)源

因為紅外燈(deng)(deng)的(de)(de)供電(dian)電(dian)路與燈(deng)(deng)板(ban)不(bu)分開，就(jiu)會應發光(guang)管工作產生的(de)(de)熱量影響供電(dian)電(dian)路的(de)(de)元件性能，從而導致發光(guang)管發光(guang)不(bu)穩定(ding)，有了這種(zhong)光(guang)控開關的(de)(de)電(dian)路，就(jiu)能使紅外燈(deng)(deng)白天關閉，夜晚打開。

E、要根據監(jian)視距離選用紅外燈(deng)

因紅(hong)外(wai)發光二極管LED可裝(zhuang)在鏡頭(tou)上，與(yu)(yu)感(gan)紅(hong)外(wai)攝像(xiang)機配(pei)用(yong)，或(huo)直接(jie)裝(zhuang)在攝像(xiang)機與(yu)(yu)鏡頭(tou)接(jie)口周圍的(de)(de)(de)機殼上。顯然，這兩種裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)LED少，其照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)距(ju)離肯定不(bu)如單獨(du)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)LED燈照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)遠。一般，50m以上，最好(hao)選用(yong)單獨(du)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)燈為好(hao)，另(ling)LD多用(yong)于1km以上距(ju)離的(de)(de)(de)監控場景(jing)的(de)(de)(de)夜視照(zhao)明，但LD的(de)(de)(de)光束細而強，為使(shi)紅(hong)外(wai)光束照(zhao)亮一定范圍的(de)(de)(de)場景(jing)，使(shi)用(yong)時還需要通過(guo)一個擴束鏡頭(tou)擴束才行。

二(er)、攝(she)像機的選擇

目前攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)感(gan)光(guang)(guang)器件有(you)CMOS與CCD兩種(zhong)。同CCD一(yi)樣(yang)，CMOS圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)傳感(gan)芯片(pian)對紅(hong)外光(guang)(guang)波(bo)也有(you)反應，但它在890-980nm范圍內靈(ling)敏度比CCD圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)傳感(gan)芯片(pian)要高出許多，并隨波(bo)長增(zeng)加而(er)衰減(jian)的(de)梯度也慢一(yi)些。隨著CMOS圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)芯片(pian)的(de)飛速(su)發展，其(qi)噪音訊號進(jin)一(yi)步(bu)降低，且星光(guang)(guang)級(ji)的(de)CMOS攝像(xiang)(xiang)機(ji)也已(yi)有(you)面市。因此(ci)，不(bu)一(yi)定(ding)局限(xian)在CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)中選擇，可充分(fen)利(li)用各自的(de)優勢選取(qu)。一(yi)般，紅(hong)外攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)選擇要點如(ru)下。

A、應(ying)選低照度攝像機(ji)，其照度要求一般≤0.02Lux

有些攝像機(ji)制造商或銷(xiao)售(shou)商虛報最(zui)低照度，使夜(ye)視有效距離大大降低，因此(ci)最(zui)好能具(ju)體(ti)測(ce)試(shi)。

月(yue)光(guang)級和(he)星光(guang)級等增(zeng)(zeng)感度(du)(du)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機可工作在(zai)很(hen)暗的(de)(de)(de)條件下，但(dan)有些(xie)反光(guang)系數小(xiao)的(de)(de)(de)地(di)方還(huan)是達不(bu)到要(yao)(yao)求，如沙漠，綠地(di)，林(lin)區等。在(zai)這種情況下，就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)采用由高性(xing)能像(xiang)(xiang)(xiang)增(zeng)(zeng)強器(qi)和(he)CCIR制(zhi)式(shi)的(de)(de)(de)黑白CCD通(tong)過(guo)纖(xian)維面板和(he)光(guang)錐直接(jie)耦(ou)合而成(cheng)的(de)(de)(de)微光(guang)夜視攝像(xiang)(xiang)(xiang)機。總之，照度(du)(du)越(yue)低越(yue)好，由于目前還(huan)不(bu)規范，不(bu)能相信生產廠所標稱的(de)(de)(de)最低照度(du)(du)，要(yao)(yao)在(zai)實用條件下進行測試(shi)為好，通(tong)常照度(du)(du)要(yao)(yao)求一(yi)般≤0.02Lux。

B、選用的紅外攝像機(ji)圖像傳感器的尺寸越大越好

因1/4CCD不能用于15m以上紅外夜視(shi)的有效距(ju)離(li)，因為1/4CCD的光通量只(zhi)有1/3CCD的50%。而(er)CCD尺寸大，接受(shou)的光通量大；CCD尺寸小(xiao)，接受(shou)的光通量就少。所(suo)以，夜視(shi)攝像(xiang)機多選(xuan)1/2的CCD，1/3的要測試可行的也可，但(dan)絕(jue)對不能選(xuan)1/4的。

C、紅外攝像機要(yao)有自動電子快門與自動增益控制(zhi)(AGC)功能

因為有了這些功能，才能使信號調整到(dao)比較好的(de)狀態，以滿足觀察(cha)的(de)效果(guo)。

D、需隱(yin)蔽場合選(xuan)CMOS超(chao)微(wei)型攝(she)像(xiang)機

由(you)于低(di)功耗(hao)、高(gao)集成(cheng)、小(xiao)體(ti)積只有CMOS圖(tu)像傳感器才能(neng)辦到，因(yin)而可(ke)作(zuo)成(cheng)襯衫鈕扣、西裝鈕扣般大小(xiao)的(de)(de)(de)CMOS攝(she)像機(ji)(ji)。加(jia)上相應的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)光源的(de)(de)(de)更加(jia)小(xiao)型化(hua)，以及高(gao)效能(neng)電池的(de)(de)(de)推(tui)出，使第三只眼睛將會(hui)無處不在。這樣(yang)，帶上一副夜(ye)視(shi)眼鏡和一頂配有紅(hong)外(wai)光源和CMOS超微型攝(she)像機(ji)(ji)的(de)(de)(de)帽(mao)子，黑夜(ye)將如同(tong)白晝。顯然，這將改變我們整(zheng)個社(she)會(hui)生活的(de)(de)(de)面貌。

E、選配好(hao)攝像(xiang)機的配套穩壓小電源(yuan)

攝像(xiang)機的電源的選取要注意如下兩(liang)點

1、選(xuan)穩(wen)壓(ya)(ya)電源。因市電AC220V不(bu)穩(wen)，如只(zhi)選(xuan)一交流變直流12V的(de)變壓(ya)(ya)器而(er)不(bu)穩(wen)壓(ya)(ya)就會使攝像機(ji)中(zhong)的(de)電路工作(zuo)不(bu)穩(wen)定，從而(er)使攝像機(ji)的(de)工作(zuo)不(bu)穩(wen)，所需性(xing)能就達不(bu)到要(yao)求；

2、選比攝像(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流(liu)要大近一倍(bei)以(yi)上的(de)小電(dian)源(yuan)為好。如攝像(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流(liu)為200mA或250mA，一般選500mA即(ji)足(zu)夠。若選太大如1A供1臺攝像(xiang)機(ji)就(jiu)體積偏大與(yu)價錢偏貴；太小如等(deng)于攝像(xiang)機(ji)的(de)電(dian)流(liu)就(jiu)可(ke)能(neng)發(fa)熱(因連續工作(zuo)時間(jian)太長)而(er)影響(xiang)可(ke)靠性與(yu)工作(zuo)壽命等(deng)。

三、鏡頭等的選擇

攝像機鏡頭是紅外(wai)攝像機的(de)關(guan)鍵設備，它(ta)的(de)質量(liang)(指(zhi)標(biao))優劣(lie)直接影響到(dao)系(xi)統(tong)的(de)成像效果，因此，鏡頭選擇是否恰當即關(guan)系(xi)到(dao)系(xi)統(tong)質量(liang)，又關(guan)系(xi)到(dao)工程造(zao)價(jia)。因此，在選擇鏡頭時要注意以下幾個要點：

A、最(zui)好選紅(hong)外(wai)鏡頭

因(yin)普通的光(guang)學鏡頭(tou)，物體反射回鏡頭(tou)的紅外(wai)光(guang)不(bu)能(neng)有(you)效聚(ju)焦到CCD靶面(mian)上，此時紅外(wai)夜視效果就會(hui)大(da)打折扣，因(yin)而(er)最好選用紅外(wai)鏡頭(tou)。尤(you)其是彩轉黑攝像機，不(bu)選用紅外(wai)鏡頭(tou)就不(bu)能(neng)使日(ri)夜監視焦面(mian)一致，致使日(ri)夜圖像不(bu)能(neng)都保持(chi)清晰。

B、選用鏡頭的成像(xiang)尺寸(cun)最好與攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器的尺寸(cun)一致

選(xuan)用的鏡(jing)(jing)頭的成(cheng)(cheng)像尺寸應(ying)與攝像機中(zhong)圖像傳感(gan)器的尺寸一(yi)致，如圖像傳感(gan)器的尺寸是(shi)(shi)1/2“，則鏡(jing)(jing)頭的成(cheng)(cheng)像尺寸必須是(shi)(shi)1/2“的。

當鏡頭的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)像尺寸比攝(she)像機感光(guang)面(mian)的(de)尺寸大(da)時，不會(hui)影響(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)像，但實際成(cheng)(cheng)(cheng)像的(de)視(shi)場角(jiao)(jiao)要比該鏡頭的(de)標稱視(shi)場角(jiao)(jiao)小，而(er)當鏡頭的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)像尺寸比攝(she)像機的(de)感光(guang)面(mian)的(de)尺寸小時，就會(hui)影響(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)像，并表現為成(cheng)(cheng)(cheng)像的(de)畫(hua)(hua)面(mian)四周被鏡筒遮(zhe)擋(dang)，在畫(hua)(hua)面(mian)的(de)四個角(jiao)(jiao)上就會(hui)出現黑角(jiao)(jiao)。

由此可知，對1/3“的(de)(de)攝像(xiang)(xiang)機，可選(xuan)用(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)；對1/2“的(de)(de)攝像(xiang)(xiang)機，可選(xuan)用(yong)1/2“、2/3“的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)，而不(bu)能用(yong)1/3的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)。因(yin)為CCD就像(xiang)(xiang)人(ren)的(de)(de)眼(yan)睛(jing)，鏡(jing)頭(tou)就像(xiang)(xiang)人(ren)們用(yong)的(de)(de)眼(yan)鏡(jing)，眼(yan)鏡(jing)太小，眼(yan)睛(jing)就會看不(bu)清周邊的(de)(de)事物。

C、最好選鏡頭與(yu)攝像機的接口安裝方式一致

鏡(jing)頭(tou)與攝(she)像機的接口(kou)安(an)裝(zhuang)方式(shi)有C型安(an)裝(zhuang)和(he)CS型安(an)裝(zhuang)兩(liang)種，兩(liang)者(zhe)最好一(yi)致。如果(guo)選用了C型鏡(jing)頭(tou)，則需加一(yi)5mm厚的接圈即可(ke)。若(ruo)不(bu)加接圈就直(zhi)接接到CS接口(kou)攝(she)像機上，則可(ke)能(neng)使鏡(jing)頭(tou)的后(hou)鏡(jing)面碰到CCD的敏感面的保護玻(bo)璃(li)，而造成CCD攝(she)像機的損壞(huai)，這一(yi)點在實用中需特別引(yin)起注意。

D、最好選(xuan)自動光(guang)圈鏡頭(tou)，以適應(ying)晝夜照度很大的變化(hua)

由于日夜監(jian)控(kong)，其照(zhao)(zhao)度變化范圍(wei)很大(da)，因而最好選用能自動根據照(zhao)(zhao)度變化的自動光圈(quan)鏡頭，以使圖像保持清晰。

E、鏡頭的分辨(bian)率與透光率要(yao)達到要(yao)求

用的(de)成像(xiang)(xiang)鏡(jing)頭(tou)的(de)分辨率必(bi)須要(yao)(yao)(yao)大于攝(she)像(xiang)(xiang)機的(de)分辨率，否則達不到所(suo)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)清(qing)晰效果。并且鏡(jing)頭(tou)中鏡(jing)片的(de)透光(guang)率要(yao)(yao)(yao)好，即對(dui)光(guang)的(de)衰減要(yao)(yao)(yao)非常小。

F、監視距離1公里以上，還需(xu)選用(yong)激光擴束準直鏡頭

要根據(ju)欲觀察場景(jing)(jing)的(de)大小與距(ju)離選(xuan)擇合適(shi)的(de)激(ji)光(guang)擴(kuo)束準直鏡頭，使激(ji)光(guang)束能照亮(liang)所需(xu)監控的(de)場景(jing)(jing)，以(yi)便監控場景(jing)(jing)的(de)反射光(guang)能被攝像機所接(jie)收。

G、注意選擇有性能好的(de)視窗(chuang)玻璃(li)的(de)防護(hu)罩

除(chu)選(xuan)紅(hong)外燈、攝像(xiang)機、鏡頭外，還(huan)要(yao)注(zhu)意防護(hu)罩、供電電源等的(de)(de)成套綜合考慮。因為防護(hu)罩對(dui)紅(hong)外燈的(de)(de)效果就有(you)影(ying)響，如紅(hong)外光(guang)通過不(bu)同(tong)介質，透射率(lv)和反射率(lv)就不(bu)同(tong)。例如，不(bu)同(tong)的(de)(de)視窗(chuang)玻(bo)璃，特別是自動除(chu)霜鍍膜玻(bo)璃，對(dui)紅(hong)外光(guang)的(de)(de)衰(shuai)減(jian)也不(bu)同(tong)，所以要(yao)注(zhu)意選(xuan)擇(ze)具(ju)有(you)性(xing)能好(hao)的(de)(de)視窗(chuang)玻(bo)璃的(de)(de)防護(hu)罩。