隨著安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程中對夜視監(jiān)控的需求越來越廣，紅外攝像機已經(jīng)進入了攝像機的主流市場，銷量與日俱增，在紅外夜視技術(shù)應用上出現(xiàn)問題也逐漸暴露出來。本文就紅外攝像機的技術(shù)問題以及選用時的注意事項作簡單的探討，用以和業(yè)界人士分享交流。

　　我們都了解夜視技術(shù)在軍事上的應用有很長時間了，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前在民用視頻監(jiān)控中也獲得了廣泛應用。實際上，夜視技術(shù)是借助于成像器件實現(xiàn)夜間觀察的一種光電技術(shù)。它包括微光夜視和紅外夜視兩類：微光夜視技術(shù)是通過帶像增強管的一種夜視技術(shù)，它實際就是對夜天光照亮的微弱目標像進行增強，以供觀察的光電成像技術(shù)。

　　微光夜視儀，是目前國外生產(chǎn)量和裝備量最大和用途最廣的夜視器材，它又可分為直接觀察(如夜視觀察儀、武器瞄準具、夜間駕駛儀、夜視眼鏡)和間接觀察(如微光電視)兩種;而紅外夜視技術(shù)則分為主動紅外夜視技術(shù)和被動紅外夜視技術(shù)。被動紅外夜視技術(shù)是借助于目標自身發(fā)射的來實現(xiàn)觀察的紅外技術(shù)，它根據(jù)目標與背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差來發(fā)現(xiàn)目標，其對應裝備為熱像儀。這里主要講主動紅外夜視技術(shù)，它是通過主動照射并利用目標反射紅外源的紅外光來實施觀察的一種夜視技術(shù)，其對應裝備為主動紅外夜視儀，實際核心就是紅外攝像機。

　　紅外光源、由非直視型光電成像器件CCD或為核心組成的攝像機和成像畫面所需的等配合選擇是主導紅外攝像機夜間監(jiān)視的效果優(yōu)劣的三大因素。為獲得好的夜間監(jiān)視質(zhì)量，本文將重點介紹在應用紅外攝像機時，對其紅外光源、攝像機及其鏡頭等的配套選擇上應注意的幾個要點，以供工程商等用戶選用參考。

　　一、紅外光源的選擇

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

　?、僦苯邮褂冒谉霟艋螂療舭l(fā)出的紅外光。即在這兩種燈上安裝可見光濾鏡，濾去可見光，只讓看不見的紅外射線射出;

　?、谑褂眉t外發(fā)光二極管或LED陣列來產(chǎn)生紅外光。這種器件是通過砷化鎵(GaAs)中的電子與空穴復合來產(chǎn)生紅外光;

　?、凼褂眉t外二極管LD，也可作紅外光源。但它要把處于較低能態(tài)的電子激發(fā)或到較高能態(tài)上去，通過大量粒子分布反轉(zhuǎn)，共振而維持受激輻射紅外光。

　　第一種光源為熱紅外光源，其最大的優(yōu)點是可制成比較大的和大的輻照角度，因此照射的距離遠。其最大不足之處是包含可見光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果每天工作10小時，5000小時只能使用一年多，若考慮散熱不夠，壽命還要短。為提高熱輻射紅外燈的壽命，使用時還必須采用光控電路，以減小其工作時間。此外，還增加了延時開關(guān)電路以防環(huán)境光的干擾。

　　第二種是使用半導體砷化鎵發(fā)光二極管陣列組成的紅外燈，尤其現(xiàn)在使用新技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的陣列式集成發(fā)光芯片LEDArray。其一個LED-Array的輸出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的換代產(chǎn)品，LED-Array的發(fā)光半功率角為10-120°(可變角)。由于LED-Array為高度集成的LED，而體積只有一個一分錢硬幣的大小，在室內(nèi)可均勻照亮全部空間，其壽命為50，000個小時。它最初是運用在航空飛機上面，近年來由于民用夜間監(jiān)控市場的發(fā)展，LED-Array才逐步走向民用市場，成為高質(zhì)量夜間監(jiān)控的一種理想選擇。

　　雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱紅外光源，但對于1km以上的超遠距離場景的監(jiān)控，還是要選擇紅外LD光源。因為具有比LED高、方向性強等特點。

　　A、紅外燈距離選擇要留有余量

　　選擇紅外燈時，特別注意標稱距離與實際輻照距離的差距。因為有些生產(chǎn)廠標稱的可視距離往往偏大，所以在選擇紅外燈輻照距離時要進行實際，并且要留有充足的余量，才能使所觀察的場景的可靠。

　　B、應選用穩(wěn)流源的光源

　　因為LED是電流驅(qū)動器件，其發(fā)光亮度與功率同驅(qū)動電流成正比，而不是電壓。因此，為保持不變，必須要選用穩(wěn)流源驅(qū)動的光源。

　　C、要選用散熱好的光源

　　因為發(fā)光管都有發(fā)熱與散熱問題，尤其功率大距離遠的光源發(fā)熱量大，所以必須要選用散熱好的光源，才能保證工作穩(wěn)定可靠。

　　D、要選用有光控開關(guān)自動控制電路的供電電路并與燈板分開的紅外光源

　　因為紅外燈的供電電路與燈板不分開，就會應發(fā)光管工作產(chǎn)生的熱量影響供電電路的性能，從而導致發(fā)光管發(fā)光不穩(wěn)定，有了這種光控開關(guān)的電路，就能使紅外燈白天關(guān)閉，夜晚打開。

　　E、要根據(jù)監(jiān)視距離選用紅外燈

　　因紅外發(fā)光二極管LED可裝在鏡頭上，與感紅外攝像機配用，或直接裝在攝像機與鏡頭周圍的機殼上。顯然，這兩種裝配的紅外LED少，其照射的距離肯定不如單獨的紅外照射的遠。一般，50m以上，最好選用單獨的紅外燈為好，另LD多用于1km以上距離的監(jiān)控場景的夜視照明，但LD的光束細而強，為使紅外光束照亮一定范圍的場景，使用時還需要通過一個頭擴束才行。

　　二、攝像機的選擇

　　目前攝像機的感有CMOS與CCD兩種。同CCD一樣，CMOS圖像傳感芯片對紅外光波也有反應，但它在890-980nm范圍內(nèi)靈敏度比CCD圖像傳感芯片要高出許多，并隨波長增加而衰減的梯度也慢一些。隨著CMOS圖像芯片的飛速發(fā)展，其噪音訊號進一步降低，且星光級的CMOS攝像機也已有面市。因此，不一定局限在CCD攝像機中選擇，可充分利用各自的優(yōu)勢選取。一般，紅外攝像機的選擇要點如下。

　　A、應選低照度攝像機，其照度要求一般≤0.02Lux

　　B、選用的紅外攝像機圖像傳感器的尺寸越大越好

　　C、紅外攝像機要有自動電子快門與自動增益控制(AGC)功能

　　D、需隱蔽場合選CMOS超微型攝像機

　　E、選配好攝像機的配套穩(wěn)壓小

　　攝像機的電源的選取要注意如下兩點

　　選穩(wěn)壓電源。因市電AC220V不穩(wěn)，如只選一交流變直流12V的變壓器而不穩(wěn)壓就會使攝像機中的電路工作不穩(wěn)定，從而使攝像機的工作不穩(wěn)，所需性能就達不到要求;

　　選比攝像機的電流要大近一倍以上的小電源為好。如攝像機的電流為200mA或250mA，一般選500mA即足夠。若選太大如1A供1臺攝像機就體積偏大與價錢偏貴;太小如等于攝像機的電流就可能發(fā)熱(因連續(xù)工作時間太長)而影響可靠性與工作壽命等。

　　三、鏡頭等的選擇

　　攝像機鏡頭是紅外攝像機的關(guān)鍵設備，它的質(zhì)量(指標)優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的成像效果，因此，鏡頭選擇是否恰當即關(guān)系到系統(tǒng)質(zhì)量，又關(guān)系到工程造價。因此，在選擇鏡頭時要注意以下幾個要點：

　　A、最好選紅外鏡頭

　　B、選用鏡頭的成像尺寸最好與攝像機中圖像傳感器的尺寸一致

　　C、最好選鏡頭與攝像機的接口安裝方式一致

　　D、最好選自動光圈鏡頭，以適應晝夜照度很大的變化

　　E、鏡頭的分辨率與透光率要達到要求

　　F、監(jiān)視距離1公里以上，還需選用激光擴束準直鏡頭

　　G、注意選擇有性能好的視窗玻璃的防護罩

　　中國激光展認為紅外攝像機的選擇最重要的問題是成套性。除選好紅外光源外，對攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等的配套要綜合考慮。只有按文中所述的選擇要點綜合考慮了，才能取到事半功倍的效果。

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　　來源：光學人生