隨著安防視(shi)頻監(jian)控系(xi)統(tong)工程中對(dui)夜視(shi)監(jian)控的需求越來(lai)越廣，紅外攝像機(ji)已經進入了攝像機(ji)的主流市場，銷量與日俱增，在紅外夜視(shi)技術應用(yong)上出現問題也(ye)逐漸暴(bao)露出來(lai)。

實(shi)(shi)(shi)際(ji)上，夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)借助(zhu)于(yu)光(guang)電成像器件(jian)實(shi)(shi)(shi)現(xian)夜(ye)(ye)間觀察(cha)的一(yi)種(zhong)光(guang)電技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。它包括微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)和紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)兩(liang)類：微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)通過帶像增(zeng)強(qiang)管(guan)的一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，它實(shi)(shi)(shi)際(ji)就是(shi)對夜(ye)(ye)天光(guang)照亮的微(wei)弱目標(biao)像進行增(zeng)強(qiang)，以(yi)供觀察(cha)的光(guang)電成像技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。這(zhe)里主(zhu)(zhu)(zhu)要講主(zhu)(zhu)(zhu)動紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，它是(shi)通過主(zhu)(zhu)(zhu)動照射并利用目標(biao)反射紅(hong)外(wai)源(yuan)的紅(hong)外(wai)光(guang)來實(shi)(shi)(shi)施(shi)觀察(cha)的一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，其對應裝備為主(zhu)(zhu)(zhu)動紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)儀，實(shi)(shi)(shi)際(ji)核心(xin)就是(shi)紅(hong)外(wai)攝像機。

紅(hong)外光(guang)源、由非直(zhi)視型光(guang)電成(cheng)(cheng)像(xiang)器件CCD或CMOS圖像(xiang)傳感器為核心組成(cheng)(cheng)的(de)(de)攝(she)像(xiang)機和成(cheng)(cheng)像(xiang)畫面所需的(de)(de)鏡(jing)頭等配(pei)合選擇是主導紅(hong)外攝(she)像(xiang)機夜間監(jian)視的(de)(de)效(xiao)果優劣的(de)(de)三(san)大因素。

一、紅外光源的選擇

紅外光是一種(zhong)波長大(da)于780nm的不(bu)可見光。一般(ban)，產(chan)生這種(zhong)不(bu)可見光的方法有下(xia)列三種(zhong)。

①、直接使用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出的紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)。即在這兩種(zhong)燈(deng)上安(an)裝可見(jian)光(guang)濾鏡(jing)，濾去(qu)可見(jian)光(guang)，只讓看不見(jian)的紅(hong)外(wai)(wai)射(she)線(xian)射(she)出；

②、使用紅外發光(guang)二極管(guan)LED或LED陣列來產生紅外光(guang)。這(zhe)種器(qi)件是通過(guo)砷化鎵(GaAs)半導體中(zhong)的電子與空穴復(fu)合來產生紅外光(guang)；

③、使用紅(hong)外激(ji)光(guang)二極(ji)管LD，也(ye)可作紅(hong)外光(guang)源。但它要把處于較低(di)能態(tai)的電子(zi)激(ji)發或(huo)泵浦到較高能態(tai)上去，通過大(da)量(liang)粒(li)子(zi)分布反轉，共振(zhen)而維持受激(ji)輻射紅(hong)外光(guang)。

第(di)一種光源(yuan)(yuan)為熱(re)紅(hong)外光源(yuan)(yuan)，其最大(da)的(de)優點是(shi)可制(zhi)成(cheng)比較大(da)的(de)功率和大(da)的(de)輻照角度，因此照射的(de)距離遠。其最大(da)不足(zu)之處是(shi)包(bao)含(han)可見光成(cheng)份，即有紅(hong)暴，且使用壽命(ming)短，如果(guo)每(mei)天工作(zuo)10小(xiao)時(shi)，5000小(xiao)時(shi)只能使用一年多，若考慮散熱(re)不夠，壽命(ming)還要(yao)短。為提(ti)高熱(re)輻射紅(hong)外燈的(de)壽命(ming)，使用時(shi)還必須采用光控(kong)開關電路，以(yi)減小(xiao)其工作(zuo)時(shi)間。此外，還增加了延時(shi)開關電路以(yi)防環境光的(de)干(gan)擾。

第二種是使用半導體砷(shen)化(hua)鎵(jia)發(fa)光二極管陣列組成(cheng)的(de)紅外燈(deng)，尤其現在使用新技術開發(fa)生(sheng)產的(de)陣列式集(ji)成(cheng)發(fa)光芯片LEDArray。其一(yi)個(ge)LED-Array的(de)光學輸出達到(dao)了800mw-1000mw，而成(cheng)為普通LED的(de)換代產品，LED-Array的(de)發(fa)光半功率角為10-120°(可變角)。

由于(yu)(yu)LED-Array為高度集(ji)成(cheng)的(de)LED，而體積只有一個一分錢硬幣的(de)大(da)小，在(zai)室內可均勻照(zhao)亮全部空間，其壽命為50，000個小時。它(ta)最初是運(yun)用(yong)在(zai)航(hang)空飛機上面，近年來由于(yu)(yu)民(min)用(yong)夜間監控市(shi)場的(de)發展，LED-Array才逐(zhu)步走向(xiang)民(min)用(yong)市(shi)場，成(cheng)為高質量夜間監控的(de)一種理(li)想選擇(ze)。

雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱紅外光源(yuan)，但對于(yu)1km以上的超(chao)遠距離場景的監控，還是(shi)要選擇紅外LD光源(yuan)。因為半導體激光器具有(you)比(bi)LED亮度(du)高(gao)、方向性(xing)強等特點。

通常，在選擇(ze)紅(hong)外光(guang)源(yuan)時(shi)要(yao)注意(yi)以下的幾個要(yao)點。

A、紅(hong)外燈距(ju)離選擇(ze)要留有余量

選擇紅外(wai)燈時(shi)(shi)，特別注(zhu)意標稱距(ju)(ju)離與(yu)實(shi)際輻照(zhao)距(ju)(ju)離的(de)差距(ju)(ju)。因為有些生產廠標稱的(de)可視距(ju)(ju)離往往偏大，所以在選擇紅外(wai)燈輻照(zhao)距(ju)(ju)離時(shi)(shi)要進行實(shi)際測試，并且要留有充足(zu)的(de)余量(liang)，才能(neng)使(shi)所觀察(cha)的(de)場景的(de)照(zhao)度可靠。

B、應選用穩(wen)流源(yuan)驅動的光源(yuan)

因(yin)為(wei)(wei)LED是電(dian)流(liu)(liu)驅動(dong)器件(jian)，其發(fa)(fa)光亮度與功率(lv)同驅動(dong)電(dian)流(liu)(liu)成正比，而不(bu)是電(dian)壓。因(yin)此，為(wei)(wei)保持發(fa)(fa)光強度不(bu)變，必(bi)須要(yao)選用穩流(liu)(liu)源(yuan)驅動(dong)的光源(yuan)。

C、要選用散熱好的光源

因(yin)為發(fa)光(guang)管都有發(fa)熱(re)與散(san)(san)熱(re)問(wen)題，尤其(qi)功(gong)率大距離遠的光(guang)源發(fa)熱(re)量大，所(suo)以必須要選用散(san)(san)熱(re)好的光(guang)源，才能(neng)保證工作(zuo)穩定可靠(kao)。

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

因(yin)為(wei)紅外燈(deng)的供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路與燈(deng)板不分(fen)開，就會應(ying)發(fa)光(guang)管(guan)工作產生的熱(re)量影響供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路的元(yuan)件性能，從(cong)而導致(zhi)發(fa)光(guang)管(guan)發(fa)光(guang)不穩定，有了(le)這(zhe)種光(guang)控開關的電(dian)(dian)(dian)路，就能使紅外燈(deng)白天關閉，夜晚打開。

E、要根(gen)據監(jian)視距離選用紅外燈(deng)

因(yin)紅(hong)外(wai)發光二極管(guan)LED可(ke)裝在鏡(jing)頭(tou)(tou)上，與感紅(hong)外(wai)攝(she)像機配(pei)用(yong)，或(huo)直(zhi)接裝在攝(she)像機與鏡(jing)頭(tou)(tou)接口周(zhou)圍的(de)(de)(de)機殼上。顯然，這兩種(zhong)裝配(pei)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)LED少，其(qi)照(zhao)(zhao)射的(de)(de)(de)距離肯(ken)定(ding)不如單獨的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)LED燈照(zhao)(zhao)射的(de)(de)(de)遠。一(yi)般，50m以(yi)上，最好選(xuan)用(yong)單獨的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)燈為好，另LD多用(yong)于1km以(yi)上距離的(de)(de)(de)監控場景的(de)(de)(de)夜視(shi)照(zhao)(zhao)明，但LD的(de)(de)(de)光束(shu)(shu)細(xi)而(er)強，為使紅(hong)外(wai)光束(shu)(shu)照(zhao)(zhao)亮一(yi)定(ding)范圍的(de)(de)(de)場景，使用(yong)時還需要通過(guo)一(yi)個擴(kuo)束(shu)(shu)鏡(jing)頭(tou)(tou)擴(kuo)束(shu)(shu)才行(xing)。

二、攝像機的選擇(ze)

目前攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機的(de)感光(guang)器(qi)件有CMOS與CCD兩種。同CCD一(yi)(yi)樣，CMOS圖像(xiang)(xiang)傳感芯(xin)片對(dui)紅外(wai)(wai)光(guang)波(bo)也(ye)有反應，但它在890-980nm范圍內靈敏度(du)(du)比(bi)CCD圖像(xiang)(xiang)傳感芯(xin)片要高出許多，并隨波(bo)長(chang)增加而衰減的(de)梯度(du)(du)也(ye)慢一(yi)(yi)些。隨著CMOS圖像(xiang)(xiang)芯(xin)片的(de)飛(fei)速發展，其噪(zao)音訊號進一(yi)(yi)步降低(di)，且星光(guang)級的(de)CMOS攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機也(ye)已有面(mian)市。因(yin)此(ci)，不一(yi)(yi)定局(ju)限在CCD攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機中選擇，可充(chong)分(fen)利(li)用(yong)各自的(de)優勢選取。一(yi)(yi)般，紅外(wai)(wai)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機的(de)選擇要點如下(xia)。

A、應(ying)選低照度(du)攝(she)像機，其照度(du)要求一般≤0.02Lux

有些攝(she)像機制造(zao)商或(huo)銷(xiao)售商虛報最低照(zhao)度，使夜視(shi)有效距(ju)離大大降低，因此最好(hao)能具體測試。

月光(guang)級和(he)星(xing)光(guang)級等增感度攝像機可工作在(zai)很暗的條件(jian)下(xia)，但有些反(fan)光(guang)系數小的地方還(huan)是達(da)不到要(yao)求(qiu)，如沙漠，綠地，林區等。在(zai)這種情況(kuang)下(xia)，就需要(yao)采用由高性能(neng)像增強(qiang)器和(he)CCIR制式的黑白CCD通(tong)過纖維面板和(he)光(guang)錐直接耦合而成的微光(guang)夜視(shi)攝像機。總之(zhi)，照(zhao)度越(yue)低越(yue)好，由于目前還(huan)不規范，不能(neng)相信生產廠所標稱的最低照(zhao)度，要(yao)在(zai)實(shi)用條件(jian)下(xia)進行(xing)測(ce)試為好，通(tong)常照(zhao)度要(yao)求(qiu)一般(ban)≤0.02Lux。

B、選用的(de)紅(hong)外攝像機圖像傳感器的(de)尺(chi)寸越大越好

因(yin)1/4CCD不能用(yong)于15m以上紅外(wai)夜(ye)視(shi)的(de)(de)(de)有(you)效距離(li)，因(yin)為1/4CCD的(de)(de)(de)光通(tong)量只有(you)1/3CCD的(de)(de)(de)50%。而(er)CCD尺(chi)寸大，接(jie)受(shou)的(de)(de)(de)光通(tong)量大；CCD尺(chi)寸小，接(jie)受(shou)的(de)(de)(de)光通(tong)量就少(shao)。所以，夜(ye)視(shi)攝像機多選(xuan)(xuan)1/2的(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)要測試可行的(de)(de)(de)也可，但絕對不能選(xuan)(xuan)1/4的(de)(de)(de)。

C、紅(hong)外攝像機要有自(zi)動電(dian)子快門與自(zi)動增(zeng)益控(kong)制(AGC)功能

因為有了這(zhe)些功能(neng)，才能(neng)使(shi)信號調(diao)整到比較好的狀態，以滿足觀察的效果。

D、需隱蔽場合選(xuan)CMOS超微型攝(she)像機

由于(yu)低功耗(hao)、高(gao)(gao)集成(cheng)、小(xiao)體積只有CMOS圖像傳感器(qi)才能辦到，因而可作(zuo)成(cheng)襯衫(shan)鈕扣(kou)、西裝鈕扣(kou)般大小(xiao)的CMOS攝像機(ji)。加上(shang)相應的紅外光源的更加小(xiao)型(xing)化，以(yi)及高(gao)(gao)效(xiao)能電池的推出，使第三(san)只眼睛將(jiang)會(hui)無處(chu)不在。這樣，帶上(shang)一(yi)副夜視眼鏡和一(yi)頂(ding)配有紅外光源和CMOS超微型(xing)攝像機(ji)的帽子，黑夜將(jiang)如同白晝。顯然，這將(jiang)改變(bian)我(wo)們整個(ge)社會(hui)生活的面貌。

E、選配(pei)好攝(she)像機的配(pei)套穩壓小(xiao)電源

攝像(xiang)機(ji)的電(dian)源的選取要注意如(ru)下兩(liang)點(dian)

1、選(xuan)穩壓電源。因市電AC220V不(bu)(bu)穩，如只選(xuan)一交流(liu)變(bian)直流(liu)12V的變(bian)壓器而不(bu)(bu)穩壓就會使攝像(xiang)機(ji)中的電路工(gong)作不(bu)(bu)穩定，從而使攝像(xiang)機(ji)的工(gong)作不(bu)(bu)穩，所(suo)需(xu)性能就達不(bu)(bu)到要求；

2、選比攝(she)像機(ji)(ji)的電(dian)流(liu)要大(da)近一倍以(yi)上(shang)的小電(dian)源(yuan)為好。如(ru)攝(she)像機(ji)(ji)的電(dian)流(liu)為200mA或250mA，一般選500mA即足(zu)夠。若選太大(da)如(ru)1A供1臺攝(she)像機(ji)(ji)就體(ti)積偏(pian)大(da)與(yu)(yu)價錢偏(pian)貴；太小如(ru)等(deng)于攝(she)像機(ji)(ji)的電(dian)流(liu)就可(ke)(ke)能發熱(因連(lian)續(xu)工作時(shi)間太長)而影響(xiang)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)與(yu)(yu)工作壽命等(deng)。

三、鏡頭(tou)等的選擇(ze)

攝像(xiang)(xiang)機鏡(jing)頭是(shi)紅外攝像(xiang)(xiang)機的關(guan)鍵(jian)設備(bei)，它的質量(liang)(指標)優劣直接影響到(dao)系(xi)統的成像(xiang)(xiang)效(xiao)果，因此，鏡(jing)頭選擇是(shi)否恰(qia)當即關(guan)系(xi)到(dao)系(xi)統質量(liang)，又關(guan)系(xi)到(dao)工程造價。因此，在選擇鏡(jing)頭時要注意以下幾(ji)個要點：

A、最好選紅外(wai)鏡頭

因(yin)普通的(de)(de)光學鏡(jing)(jing)頭(tou)，物(wu)體反射回鏡(jing)(jing)頭(tou)的(de)(de)紅(hong)外光不(bu)(bu)能(neng)有效聚(ju)焦到CCD靶面上，此時紅(hong)外夜視效果就會(hui)大打折扣，因(yin)而最好選(xuan)用(yong)紅(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)。尤其是彩轉黑攝(she)像機，不(bu)(bu)選(xuan)用(yong)紅(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)就不(bu)(bu)能(neng)使日(ri)(ri)夜監視焦面一(yi)致(zhi)，致(zhi)使日(ri)(ri)夜圖像不(bu)(bu)能(neng)都保持清晰(xi)。

B、選用鏡頭的成像(xiang)(xiang)尺(chi)寸最好與攝像(xiang)(xiang)機中(zhong)圖像(xiang)(xiang)傳感器的尺(chi)寸一致

選用的(de)(de)鏡頭的(de)(de)成(cheng)像尺寸(cun)應與攝像機中(zhong)圖像傳感器的(de)(de)尺寸(cun)一致，如圖像傳感器的(de)(de)尺寸(cun)是1/2“，則鏡頭的(de)(de)成(cheng)像尺寸(cun)必須是1/2“的(de)(de)。

當鏡頭的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)寸比攝像(xiang)(xiang)機感光面的(de)(de)尺(chi)寸大時，不會影響(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，但實際成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)視場角(jiao)(jiao)要比該鏡頭的(de)(de)標稱(cheng)視場角(jiao)(jiao)小(xiao)，而當鏡頭的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)寸比攝像(xiang)(xiang)機的(de)(de)感光面的(de)(de)尺(chi)寸小(xiao)時，就(jiu)會影響(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，并表現(xian)為成(cheng)(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)畫面四周被鏡筒遮擋，在畫面的(de)(de)四個角(jiao)(jiao)上就(jiu)會出現(xian)黑(hei)角(jiao)(jiao)。

由(you)此可知，對(dui)1/3“的攝(she)像(xiang)(xiang)機，可選用1/3“、1/2“和(he)2/3“的鏡(jing)(jing)頭(tou)；對(dui)1/2“的攝(she)像(xiang)(xiang)機，可選用1/2“、2/3“的鏡(jing)(jing)頭(tou)，而不(bu)能(neng)用1/3的鏡(jing)(jing)頭(tou)。因為CCD就像(xiang)(xiang)人(ren)的眼(yan)(yan)睛(jing)(jing)，鏡(jing)(jing)頭(tou)就像(xiang)(xiang)人(ren)們用的眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)，眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)太小，眼(yan)(yan)睛(jing)(jing)就會(hui)看不(bu)清周邊的事物。

C、最好(hao)選鏡頭與攝像機的接(jie)口安裝方(fang)式一致

鏡(jing)頭(tou)與攝(she)像機的(de)接(jie)口(kou)安裝(zhuang)方式有C型(xing)安裝(zhuang)和CS型(xing)安裝(zhuang)兩種，兩者(zhe)最好一致。如果選用了(le)C型(xing)鏡(jing)頭(tou)，則(ze)需(xu)加一5mm厚的(de)接(jie)圈即可(ke)。若不加接(jie)圈就直接(jie)接(jie)到CS接(jie)口(kou)攝(she)像機上，則(ze)可(ke)能使鏡(jing)頭(tou)的(de)后鏡(jing)面碰到CCD的(de)敏感面的(de)保(bao)護玻璃，而造成CCD攝(she)像機的(de)損壞，這一點(dian)在實用中需(xu)特(te)別引起注意(yi)。

D、最(zui)好選自動(dong)光圈鏡頭，以適(shi)應晝夜(ye)照度很大的變化

由于日夜監(jian)控，其(qi)照(zhao)度變化范圍很大，因而最好(hao)選用能自動(dong)根據(ju)照(zhao)度變化的自動(dong)光圈鏡頭，以使(shi)圖像保持清(qing)晰。

E、鏡頭的分(fen)辨(bian)率與透光(guang)率要達到要求

用(yong)的成像(xiang)鏡頭的分(fen)辨率(lv)必(bi)須(xu)要(yao)大于攝(she)像(xiang)機的分(fen)辨率(lv)，否則達不到所要(yao)求的清晰(xi)效果。并且鏡頭中鏡片的透光率(lv)要(yao)好，即對光的衰減要(yao)非常小。

F、監視距離(li)1公里(li)以上，還需選用激光擴束準直鏡頭

要根據欲觀察場(chang)景(jing)的(de)大小(xiao)與距離選擇合適(shi)的(de)激光(guang)擴束(shu)準(zhun)直鏡頭(tou)，使激光(guang)束(shu)能照亮所需監(jian)控(kong)的(de)場(chang)景(jing)，以便(bian)監(jian)控(kong)場(chang)景(jing)的(de)反射(she)光(guang)能被攝像機所接(jie)收。

G、注(zhu)意選擇有性能好的視(shi)窗玻璃(li)的防護罩

除(chu)選紅外(wai)燈、攝像機、鏡頭外(wai)，還要注意防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)、供電電源等的(de)成套綜合(he)考慮。因為防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)對(dui)紅外(wai)燈的(de)效(xiao)果就(jiu)有影響，如紅外(wai)光通過不同(tong)介(jie)質，透射率和反射率就(jiu)不同(tong)。例如，不同(tong)的(de)視窗(chuang)玻璃，特別(bie)是自動除(chu)霜鍍膜玻璃，對(dui)紅外(wai)光的(de)衰減(jian)也不同(tong)，所(suo)以要注意選擇(ze)具有性能好的(de)視窗(chuang)玻璃的(de)防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)。