隨(sui)著安防視(shi)頻監(jian)控系(xi)統工程中對(dui)夜視(shi)監(jian)控的(de)需(xu)求越(yue)來越(yue)廣(guang)，紅(hong)外攝(she)(she)像機已經進入了(le)攝(she)(she)像機的(de)主流市(shi)場(chang)，銷(xiao)量與日俱增，在紅(hong)外夜視(shi)技術應(ying)用上出現問題也逐漸暴露出來。

實際上，夜視(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是借助于(yu)光(guang)(guang)電成像器件實現夜間觀察的(de)(de)一(yi)種光(guang)(guang)電技(ji)(ji)(ji)術(shu)。它包括微(wei)(wei)光(guang)(guang)夜視(shi)(shi)和(he)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)(shi)兩(liang)類：微(wei)(wei)光(guang)(guang)夜視(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是通過(guo)帶像增強管(guan)的(de)(de)一(yi)種夜視(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，它實際就是對夜天光(guang)(guang)照(zhao)亮的(de)(de)微(wei)(wei)弱目(mu)標(biao)像進行增強，以供觀察的(de)(de)光(guang)(guang)電成像技(ji)(ji)(ji)術(shu)。這里主要講主動紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，它是通過(guo)主動照(zhao)射(she)并利用目(mu)標(biao)反射(she)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)源的(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)來實施(shi)觀察的(de)(de)一(yi)種夜視(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，其對應裝備為主動紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)(shi)儀，實際核心就是紅(hong)(hong)外(wai)(wai)攝像機(ji)。

紅(hong)外(wai)光源、由非直(zhi)視(shi)型光電成像(xiang)器件CCD或(huo)CMOS圖像(xiang)傳感器為核(he)心組成的(de)(de)(de)攝像(xiang)機和成像(xiang)畫面所需的(de)(de)(de)鏡頭(tou)等配合選擇是主導(dao)紅(hong)外(wai)攝像(xiang)機夜間監視(shi)的(de)(de)(de)效果(guo)優劣的(de)(de)(de)三大因素(su)。

一、紅外光源的選擇

紅外(wai)光(guang)(guang)是(shi)一種波(bo)長大于780nm的不可見(jian)(jian)光(guang)(guang)。一般，產生這種不可見(jian)(jian)光(guang)(guang)的方法有下列三(san)種。

①、直接使用白熾燈或氙燈發(fa)出的紅外(wai)光。即在(zai)這兩種燈上安裝(zhuang)可見(jian)光濾鏡(jing)，濾去可見(jian)光，只讓看不見(jian)的紅外(wai)射線(xian)射出；

②、使用紅(hong)(hong)外發光(guang)二(er)極(ji)管LED或LED陣列來(lai)(lai)產生(sheng)紅(hong)(hong)外光(guang)。這種(zhong)器(qi)件是(shi)通過砷化鎵(GaAs)半導體(ti)中的電子與空穴復合來(lai)(lai)產生(sheng)紅(hong)(hong)外光(guang)；

③、使用紅(hong)外激光(guang)二極管LD，也(ye)可作(zuo)紅(hong)外光(guang)源。但它(ta)要(yao)把處于較低能態(tai)的電子(zi)激發或泵浦到較高能態(tai)上(shang)去，通過大量粒子(zi)分布反轉，共(gong)振而維持受激輻射紅(hong)外光(guang)。

第一種光源為熱(re)紅外光源，其(qi)最(zui)大(da)的優點是可制成比較大(da)的功率和大(da)的輻(fu)照角度，因此(ci)照射(she)的距離遠(yuan)。其(qi)最(zui)大(da)不足之處是包含可見(jian)光成份，即有(you)紅暴，且(qie)使用壽(shou)命短(duan)，如(ru)果每天工作(zuo)10小(xiao)(xiao)時，5000小(xiao)(xiao)時只(zhi)能使用一年多(duo)，若考慮(lv)散熱(re)不夠，壽(shou)命還要短(duan)。為提高熱(re)輻(fu)射(she)紅外燈的壽(shou)命，使用時還必(bi)須采(cai)用光控開關電(dian)路，以(yi)減小(xiao)(xiao)其(qi)工作(zuo)時間。此(ci)外，還增加(jia)了(le)延時開關電(dian)路以(yi)防環境光的干(gan)擾。

第二(er)(er)種是使用半(ban)導體砷(shen)化鎵(jia)發(fa)(fa)(fa)(fa)光二(er)(er)極管陣列組(zu)成(cheng)的紅外燈，尤其現在使用新(xin)技術開(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)生產的陣列式集成(cheng)發(fa)(fa)(fa)(fa)光芯片(pian)LEDArray。其一個LED-Array的光學(xue)輸出達到了800mw-1000mw，而(er)成(cheng)為普(pu)通(tong)LED的換代產品，LED-Array的發(fa)(fa)(fa)(fa)光半(ban)功(gong)率(lv)角為10-120°(可變角)。

由(you)于LED-Array為(wei)高度集成的LED，而體積只有一(yi)個(ge)一(yi)分錢硬幣的大小(xiao)，在室內可(ke)均勻(yun)照亮全部空(kong)間(jian)，其壽命為(wei)50，000個(ge)小(xiao)時。它最(zui)初是運用在航空(kong)飛機上面(mian)，近年來由(you)于民用夜間(jian)監控市場的發展，LED-Array才逐(zhu)步走向(xiang)民用市場，成為(wei)高質(zhi)量夜間(jian)監控的一(yi)種理(li)想選擇(ze)。

雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱(re)紅外光(guang)(guang)源，但對于1km以上的(de)超遠距離場(chang)景的(de)監控，還是要選擇紅外LD光(guang)(guang)源。因(yin)為半(ban)導體激光(guang)(guang)器具有比(bi)LED亮(liang)度高、方向性(xing)強等(deng)特點。

通常，在選擇紅外光源時要注意以(yi)下的幾個要點。

A、紅外燈距離選擇要留有余量

選(xuan)擇紅外燈(deng)時，特別(bie)注意標稱距(ju)離與(yu)實(shi)際輻(fu)照距(ju)離的(de)差距(ju)。因為有(you)些生產廠標稱的(de)可(ke)視距(ju)離往往偏大，所(suo)以(yi)在選(xuan)擇紅外燈(deng)輻(fu)照距(ju)離時要進(jin)行實(shi)際測(ce)試，并(bing)且要留有(you)充足的(de)余量(liang)，才(cai)能使所(suo)觀察的(de)場景的(de)照度(du)可(ke)靠。

B、應選(xuan)用(yong)穩流源(yuan)驅動的(de)光源(yuan)

因(yin)為(wei)LED是電(dian)流(liu)驅(qu)動器件，其發光(guang)亮(liang)度(du)與功率同(tong)驅(qu)動電(dian)流(liu)成正比，而不(bu)(bu)是電(dian)壓。因(yin)此(ci)，為(wei)保持發光(guang)強度(du)不(bu)(bu)變，必須要選用(yong)穩(wen)流(liu)源(yuan)驅(qu)動的光(guang)源(yuan)。

C、要選用散(san)熱好的(de)光源

因為發光(guang)管都有發熱(re)與散(san)熱(re)問(wen)題，尤其功率大距離遠(yuan)的(de)光(guang)源(yuan)發熱(re)量(liang)大，所以必須(xu)要選用散(san)熱(re)好的(de)光(guang)源(yuan)，才能保證工作(zuo)穩定可靠。

D、要選用有光控開(kai)關自(zi)動控制電(dian)路的供(gong)電(dian)電(dian)路并與(yu)燈(deng)板分(fen)開(kai)的紅外光源(yuan)

因為(wei)紅外(wai)燈的(de)供電(dian)電(dian)路與燈板(ban)不分(fen)開，就會應發光(guang)管工作產生的(de)熱量影響供電(dian)電(dian)路的(de)元件性能(neng)，從而導(dao)致發光(guang)管發光(guang)不穩定，有了這種光(guang)控開關的(de)電(dian)路，就能(neng)使紅外(wai)燈白天關閉(bi)，夜晚打開。

E、要根(gen)據(ju)監視(shi)距(ju)離選(xuan)用紅外(wai)燈

因紅(hong)(hong)外(wai)發光二(er)極管LED可裝(zhuang)在(zai)鏡(jing)頭上(shang)，與感紅(hong)(hong)外(wai)攝像機配(pei)用(yong)，或直接裝(zhuang)在(zai)攝像機與鏡(jing)頭接口(kou)周(zhou)圍的(de)(de)(de)機殼上(shang)。顯然，這(zhe)兩(liang)種裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)LED少，其照射的(de)(de)(de)距(ju)離肯(ken)定(ding)不如單獨(du)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)LED燈照射的(de)(de)(de)遠。一(yi)般(ban)，50m以(yi)上(shang)，最好選用(yong)單獨(du)的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)燈為(wei)好，另LD多用(yong)于1km以(yi)上(shang)距(ju)離的(de)(de)(de)監控(kong)場景(jing)的(de)(de)(de)夜視(shi)照明，但(dan)LD的(de)(de)(de)光束(shu)(shu)細而強，為(wei)使紅(hong)(hong)外(wai)光束(shu)(shu)照亮一(yi)定(ding)范圍的(de)(de)(de)場景(jing)，使用(yong)時還(huan)需要通過一(yi)個擴(kuo)束(shu)(shu)鏡(jing)頭擴(kuo)束(shu)(shu)才行。

二、攝像(xiang)機(ji)的選擇

目前攝像機(ji)的感光(guang)器件有(you)(you)CMOS與CCD兩種(zhong)。同CCD一樣(yang)，CMOS圖(tu)像傳感芯片(pian)對紅(hong)外(wai)光(guang)波(bo)也有(you)(you)反應，但(dan)它在890-980nm范(fan)圍(wei)內靈敏(min)度比(bi)CCD圖(tu)像傳感芯片(pian)要高(gao)出許多，并隨波(bo)長增加而衰減(jian)的梯度也慢一些(xie)。隨著CMOS圖(tu)像芯片(pian)的飛速發展(zhan)，其噪(zao)音訊號(hao)進一步降低，且星(xing)光(guang)級(ji)的CMOS攝像機(ji)也已有(you)(you)面市。因此，不一定局限在CCD攝像機(ji)中選擇，可充分利(li)用各自的優勢選取。一般，紅(hong)外(wai)攝像機(ji)的選擇要點如(ru)下。

A、應選(xuan)低照度(du)攝像機(ji)，其照度(du)要求一般≤0.02Lux

有(you)些攝像(xiang)機制造商或銷售(shou)商虛報最低(di)照度(du)，使夜視(shi)有(you)效距(ju)離大大降低(di)，因此最好能具體測(ce)試。

月光(guang)級和星光(guang)級等增感(gan)度攝像(xiang)機可(ke)工作(zuo)在(zai)很(hen)暗的(de)條(tiao)(tiao)件下，但(dan)有些(xie)反光(guang)系數小的(de)地(di)方還(huan)是達不到要(yao)(yao)求，如沙(sha)漠，綠(lv)地(di)，林(lin)區等。在(zai)這種情況(kuang)下，就(jiu)需要(yao)(yao)采用由(you)高性能像(xiang)增強器和CCIR制式的(de)黑白CCD通過(guo)纖維面(mian)板和光(guang)錐直接耦合而(er)成的(de)微光(guang)夜視攝像(xiang)機。總之，照度越低越好，由(you)于(yu)目前還(huan)不規范，不能相信生(sheng)產(chan)廠所標稱的(de)最(zui)低照度，要(yao)(yao)在(zai)實用條(tiao)(tiao)件下進行測試為好，通常照度要(yao)(yao)求一(yi)般≤0.02Lux。

B、選用的紅外攝像機(ji)圖(tu)像傳(chuan)感器的尺寸越(yue)大越(yue)好

因1/4CCD不能用于15m以上(shang)紅(hong)外(wai)夜(ye)視的(de)(de)(de)有效(xiao)距(ju)離，因為1/4CCD的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量只有1/3CCD的(de)(de)(de)50%。而CCD尺(chi)寸(cun)大(da)(da)，接受的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量大(da)(da)；CCD尺(chi)寸(cun)小，接受的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量就少。所(suo)以，夜(ye)視攝像(xiang)機多選(xuan)1/2的(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)要測試(shi)可行(xing)的(de)(de)(de)也可，但絕對不能選(xuan)1/4的(de)(de)(de)。

C、紅外(wai)攝像機要有(you)自動(dong)電子快門(men)與自動(dong)增益控制(AGC)功能(neng)

因為有了這些功能(neng)，才能(neng)使信號調(diao)整(zheng)到比較好的狀(zhuang)態，以(yi)滿足觀察的效果。

D、需隱蔽場(chang)合選CMOS超微型攝像機

由(you)于低功耗、高集成、小(xiao)體積只有CMOS圖像(xiang)傳感器才能辦到，因而(er)可(ke)作成襯衫鈕扣、西(xi)裝鈕扣般大小(xiao)的(de)CMOS攝像(xiang)機(ji)。加(jia)上相應的(de)紅外(wai)光源的(de)更(geng)加(jia)小(xiao)型(xing)化，以及高效能電池的(de)推出，使(shi)第三只眼睛將(jiang)會無處不在。這樣，帶上一(yi)副(fu)夜視(shi)眼鏡和(he)一(yi)頂配有紅外(wai)光源和(he)CMOS超(chao)微型(xing)攝像(xiang)機(ji)的(de)帽(mao)子，黑夜將(jiang)如同白(bai)晝。顯然(ran)，這將(jiang)改變我們整個社會生活(huo)的(de)面貌。

E、選(xuan)配好攝(she)像機的(de)配套穩壓小電源

攝像機的電源的選取要注意如下兩點

1、選穩壓電(dian)(dian)源。因市(shi)電(dian)(dian)AC220V不穩，如(ru)只選一交流變直流12V的(de)(de)變壓器而不穩壓就會使攝(she)(she)像機中的(de)(de)電(dian)(dian)路工(gong)作(zuo)不穩定(ding)，從而使攝(she)(she)像機的(de)(de)工(gong)作(zuo)不穩，所需性(xing)能就達不到要求(qiu)；

2、選(xuan)比攝像機(ji)的(de)電(dian)流要大近(jin)一倍以上(shang)的(de)小電(dian)源為好。如(ru)攝像機(ji)的(de)電(dian)流為200mA或250mA，一般選(xuan)500mA即足夠。若(ruo)選(xuan)太大如(ru)1A供1臺攝像機(ji)就體積偏大與價錢偏貴；太小如(ru)等于攝像機(ji)的(de)電(dian)流就可能(neng)發熱(re)(因連(lian)續工(gong)作(zuo)時間(jian)太長)而影響可靠(kao)性與工(gong)作(zuo)壽命等。

三(san)、鏡頭等(deng)的選擇(ze)

攝像(xiang)(xiang)機鏡(jing)頭是紅(hong)外攝像(xiang)(xiang)機的(de)(de)關鍵設(she)備，它的(de)(de)質量(liang)(指標)優(you)劣直(zhi)接影響(xiang)到系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)效(xiao)果，因此，鏡(jing)頭選擇(ze)是否恰當即(ji)關系(xi)(xi)(xi)到系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)質量(liang)，又關系(xi)(xi)(xi)到工(gong)程造價。因此，在選擇(ze)鏡(jing)頭時要(yao)注意以下幾(ji)個(ge)要(yao)點：

A、最(zui)好(hao)選紅(hong)外鏡頭(tou)

因普通的光(guang)學(xue)鏡頭(tou)，物(wu)體反射回鏡頭(tou)的紅外光(guang)不能有效(xiao)聚(ju)焦到CCD靶面上，此(ci)時紅外夜(ye)視效(xiao)果就會(hui)大打(da)折扣，因而最好選(xuan)用紅外鏡頭(tou)。尤其是彩轉黑攝像(xiang)機，不選(xuan)用紅外鏡頭(tou)就不能使日(ri)(ri)夜(ye)監視焦面一致，致使日(ri)(ri)夜(ye)圖像(xiang)不能都保持(chi)清晰(xi)。

B、選用鏡頭的(de)成像尺寸最好與攝像機中圖像傳感器的(de)尺寸一致

選用的(de)鏡頭(tou)的(de)成(cheng)像(xiang)尺寸應與攝像(xiang)機(ji)中圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器的(de)尺寸一致，如圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器的(de)尺寸是1/2“，則(ze)鏡頭(tou)的(de)成(cheng)像(xiang)尺寸必須是1/2“的(de)。

當鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺寸(cun)比攝像(xiang)(xiang)(xiang)機感光(guang)(guang)面(mian)的(de)(de)尺寸(cun)大時，不會影(ying)響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，但實(shi)際成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)視場角(jiao)(jiao)要比該鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)標稱(cheng)視場角(jiao)(jiao)小(xiao)，而當鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺寸(cun)比攝像(xiang)(xiang)(xiang)機的(de)(de)感光(guang)(guang)面(mian)的(de)(de)尺寸(cun)小(xiao)時，就(jiu)(jiu)會影(ying)響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，并表現為(wei)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)畫(hua)面(mian)四(si)(si)周被鏡(jing)(jing)筒遮擋，在畫(hua)面(mian)的(de)(de)四(si)(si)個(ge)角(jiao)(jiao)上就(jiu)(jiu)會出現黑角(jiao)(jiao)。

由此可知(zhi)，對1/3“的(de)攝(she)像(xiang)機，可選用(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)；對1/2“的(de)攝(she)像(xiang)機，可選用(yong)1/2“、2/3“的(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，而不(bu)(bu)能用(yong)1/3的(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。因為CCD就(jiu)像(xiang)人(ren)的(de)眼(yan)(yan)睛，鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)就(jiu)像(xiang)人(ren)們用(yong)的(de)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)，眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)太(tai)小(xiao)，眼(yan)(yan)睛就(jiu)會(hui)看不(bu)(bu)清(qing)周邊的(de)事物。

C、最好(hao)選鏡頭與攝像機(ji)的接口安裝方式一致

鏡頭與攝(she)像機的接(jie)(jie)(jie)(jie)口安(an)裝方式有C型安(an)裝和CS型安(an)裝兩種，兩者最好一致。如(ru)果選用了C型鏡頭，則需加一5mm厚的接(jie)(jie)(jie)(jie)圈(quan)即可(ke)。若(ruo)不加接(jie)(jie)(jie)(jie)圈(quan)就(jiu)直接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)到(dao)CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口攝(she)像機上(shang)，則可(ke)能使鏡頭的后鏡面(mian)碰到(dao)CCD的敏感面(mian)的保護玻(bo)璃(li)，而造成CCD攝(she)像機的損壞，這一點在實用中需特別引(yin)起注意。

D、最好(hao)選自動光圈鏡頭(tou)，以適(shi)應晝夜照度很(hen)大的變化

由于(yu)日夜監控(kong)，其照度變化(hua)范圍(wei)很大，因而最(zui)好選用能自動根據照度變化(hua)的自動光圈鏡(jing)頭，以(yi)使圖像保持清晰。

E、鏡(jing)頭的分辨(bian)率(lv)與(yu)透光率(lv)要達到要求

用(yong)的(de)成像鏡(jing)頭的(de)分辨率必(bi)須要大于(yu)攝像機的(de)分辨率，否則達不到所要求的(de)清晰效果(guo)。并(bing)且鏡(jing)頭中(zhong)鏡(jing)片的(de)透光率要好，即對光的(de)衰減要非常小。

F、監視(shi)距離(li)1公里(li)以上，還需選用(yong)激(ji)光(guang)擴束(shu)準直鏡頭(tou)

要根據欲觀察場景(jing)的(de)大小(xiao)與距離(li)選擇合適(shi)的(de)激(ji)光擴(kuo)束(shu)準直鏡頭，使(shi)激(ji)光束(shu)能(neng)照亮所(suo)需(xu)監(jian)控的(de)場景(jing)，以便監(jian)控場景(jing)的(de)反射光能(neng)被攝(she)像機所(suo)接收。

G、注意選擇(ze)有(you)性能好(hao)的(de)視窗(chuang)玻璃的(de)防護(hu)罩(zhao)

除選紅(hong)(hong)外(wai)燈、攝像(xiang)機、鏡頭外(wai)，還要注意防(fang)護(hu)罩(zhao)、供電電源(yuan)等的(de)成套綜合考(kao)慮。因(yin)為(wei)防(fang)護(hu)罩(zhao)對紅(hong)(hong)外(wai)燈的(de)效果(guo)就(jiu)有影響，如(ru)紅(hong)(hong)外(wai)光通過(guo)不同(tong)介質，透射率和反射率就(jiu)不同(tong)。例如(ru)，不同(tong)的(de)視窗(chuang)玻(bo)璃，特別是自動除霜鍍膜玻(bo)璃，對紅(hong)(hong)外(wai)光的(de)衰減也不同(tong)，所以要注意選擇具有性能好的(de)視窗(chuang)玻(bo)璃的(de)防(fang)護(hu)罩(zhao)。