隨著(zhu)安防視頻(pin)監(jian)控系統工(gong)程中對夜視監(jian)控的(de)需求(qiu)越(yue)來越(yue)廣，紅外攝(she)像機已經(jing)進入(ru)了攝(she)像機的(de)主流市(shi)場(chang)，銷(xiao)量(liang)與日俱增，在紅外夜視技術應用上出現問(wen)題也逐漸(jian)暴露出來。

實際(ji)(ji)上，夜視(shi)技術(shu)(shu)是借助于光(guang)(guang)電(dian)成(cheng)像(xiang)器件(jian)實現夜間觀察(cha)(cha)的(de)一種(zhong)光(guang)(guang)電(dian)技術(shu)(shu)。它(ta)包括微光(guang)(guang)夜視(shi)和紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)兩類：微光(guang)(guang)夜視(shi)技術(shu)(shu)是通過帶(dai)像(xiang)增(zeng)強(qiang)管的(de)一種(zhong)夜視(shi)技術(shu)(shu)，它(ta)實際(ji)(ji)就是對夜天光(guang)(guang)照(zhao)亮的(de)微弱(ruo)目標像(xiang)進行增(zeng)強(qiang)，以供觀察(cha)(cha)的(de)光(guang)(guang)電(dian)成(cheng)像(xiang)技術(shu)(shu)。這里主(zhu)要講主(zhu)動(dong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)技術(shu)(shu)，它(ta)是通過主(zhu)動(dong)照(zhao)射并利用目標反射紅(hong)(hong)外(wai)(wai)源的(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)來實施觀察(cha)(cha)的(de)一種(zhong)夜視(shi)技術(shu)(shu)，其對應裝(zhuang)備為主(zhu)動(dong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜視(shi)儀，實際(ji)(ji)核心(xin)就是紅(hong)(hong)外(wai)(wai)攝像(xiang)機。

紅(hong)外光源、由(you)非直視型(xing)光電成(cheng)像(xiang)器件CCD或(huo)CMOS圖(tu)像(xiang)傳感器為核心組成(cheng)的(de)(de)攝(she)像(xiang)機和成(cheng)像(xiang)畫面所需(xu)的(de)(de)鏡(jing)頭等配合選擇是主(zhu)導紅(hong)外攝(she)像(xiang)機夜(ye)間監視的(de)(de)效果(guo)優劣的(de)(de)三(san)大因(yin)素。

一、紅外光(guang)源(yuan)的選(xuan)擇(ze)

紅外(wai)光(guang)是(shi)一種波長大于780nm的不可(ke)見光(guang)。一般(ban)，產生(sheng)這種不可(ke)見光(guang)的方法有下列三種。

①、直接使(shi)用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出的紅(hong)外(wai)光(guang)。即在這兩種燈(deng)上(shang)安裝可見光(guang)濾鏡，濾去(qu)可見光(guang)，只讓看不見的紅(hong)外(wai)射線射出；

②、使用紅(hong)外發光(guang)二極管LED或LED陣列來產生紅(hong)外光(guang)。這(zhe)種器件是通(tong)過砷化鎵(GaAs)半導體中的電(dian)子與空穴復合來產生紅(hong)外光(guang)；

③、使用紅(hong)外(wai)激光二極管LD，也可作紅(hong)外(wai)光源。但(dan)它要(yao)把處于較(jiao)低(di)能(neng)態的(de)電(dian)子(zi)激發或(huo)泵浦到較(jiao)高(gao)能(neng)態上去(qu)，通過大量粒子(zi)分布反轉，共(gong)振而維持受(shou)激輻射(she)紅(hong)外(wai)光。

第一(yi)種光源為(wei)熱紅外(wai)光源，其最(zui)大的(de)優(you)點是(shi)可(ke)(ke)制成比較大的(de)功率和(he)大的(de)輻(fu)照(zhao)角度(du)，因此照(zhao)射的(de)距離遠。其最(zui)大不足之(zhi)處是(shi)包含可(ke)(ke)見光成份，即有紅暴，且使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)短，如果每天工(gong)作(zuo)10小(xiao)時(shi)，5000小(xiao)時(shi)只(zhi)能(neng)使用(yong)(yong)一(yi)年(nian)多，若考慮散熱不夠，壽(shou)命(ming)還要短。為(wei)提高熱輻(fu)射紅外(wai)燈(deng)的(de)壽(shou)命(ming)，使用(yong)(yong)時(shi)還必須采用(yong)(yong)光控(kong)開關(guan)電(dian)路，以(yi)減小(xiao)其工(gong)作(zuo)時(shi)間。此外(wai)，還增(zeng)加了延時(shi)開關(guan)電(dian)路以(yi)防環境光的(de)干擾。

第(di)二(er)種是使(shi)用半(ban)導體砷化鎵(jia)發光(guang)二(er)極管(guan)陣列(lie)組成的(de)(de)紅外(wai)燈，尤其現在(zai)使(shi)用新技術開發生產(chan)的(de)(de)陣列(lie)式集成發光(guang)芯片LEDArray。其一個LED-Array的(de)(de)光(guang)學輸(shu)出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)(de)換代產(chan)品，LED-Array的(de)(de)發光(guang)半(ban)功率角為10-120°(可變角)。

由于(yu)LED-Array為(wei)(wei)高度(du)集成的(de)(de)LED，而體(ti)積只有一個一分錢(qian)硬幣的(de)(de)大小(xiao)，在(zai)室內(nei)可(ke)均勻照亮(liang)全部空間(jian)，其壽命為(wei)(wei)50，000個小(xiao)時。它(ta)最初是(shi)運用(yong)在(zai)航空飛(fei)機上面，近年來由于(yu)民用(yong)夜(ye)間(jian)監控(kong)市(shi)場的(de)(de)發展(zhan)，LED-Array才逐(zhu)步走向民用(yong)市(shi)場，成為(wei)(wei)高質(zhi)量夜(ye)間(jian)監控(kong)的(de)(de)一種理(li)想(xiang)選擇。

雖然(ran)，紅(hong)外LED及LED-Array淘汰了熱(re)紅(hong)外光(guang)源(yuan)，但對于(yu)1km以上的超遠距離場景的監控，還是要選擇紅(hong)外LD光(guang)源(yuan)。因為半導體激光(guang)器(qi)具有比LED亮度高(gao)、方(fang)向性(xing)強等特點。

通(tong)常，在選擇紅外光(guang)源時要注(zhu)意以下(xia)的幾個要點。

A、紅外(wai)燈距離選擇要留(liu)有余(yu)量(liang)

選擇紅外燈(deng)時(shi)，特別(bie)注(zhu)意(yi)標(biao)稱(cheng)距(ju)離與實際(ji)輻(fu)照(zhao)(zhao)距(ju)離的差(cha)距(ju)。因為有些生產廠標(biao)稱(cheng)的可視距(ju)離往(wang)往(wang)偏大，所(suo)以在(zai)選擇紅外燈(deng)輻(fu)照(zhao)(zhao)距(ju)離時(shi)要(yao)進行實際(ji)測(ce)試，并且要(yao)留(liu)有充足(zu)的余量，才能(neng)使所(suo)觀察的場景的照(zhao)(zhao)度(du)可靠。

B、應選(xuan)用(yong)穩流源驅(qu)動的光源

因為(wei)LED是電(dian)流驅動(dong)器件，其發光(guang)亮度與功率同驅動(dong)電(dian)流成正比，而不是電(dian)壓。因此(ci)，為(wei)保持發光(guang)強度不變(bian)，必須(xu)要選用穩流源(yuan)驅動(dong)的光(guang)源(yuan)。

C、要選用散(san)熱好的(de)光源(yuan)

因為發(fa)光管都有發(fa)熱與散熱問題，尤其(qi)功率大距離遠的光源發(fa)熱量大，所以必(bi)須要選用(yong)散熱好的光源，才能保(bao)證工作(zuo)穩定(ding)可(ke)靠。

D、要選用有光(guang)控開關自動控制電路(lu)的供(gong)電電路(lu)并與燈(deng)板分開的紅外光(guang)源

因為紅外燈的供電電路(lu)與燈板(ban)不分開(kai)，就(jiu)會應發光(guang)管(guan)(guan)工作(zuo)產生的熱量影響(xiang)供電電路(lu)的元件(jian)性能(neng)，從而導致(zhi)發光(guang)管(guan)(guan)發光(guang)不穩定，有了這種光(guang)控開(kai)關的電路(lu)，就(jiu)能(neng)使(shi)紅外燈白天關閉(bi)，夜晚打開(kai)。

E、要根據監視距離選(xuan)用紅外燈

因紅外發光(guang)(guang)(guang)二極(ji)管LED可裝在鏡頭上(shang)(shang)，與(yu)感紅外攝(she)像機配用(yong)，或直接(jie)裝在攝(she)像機與(yu)鏡頭接(jie)口周圍的(de)(de)(de)機殼上(shang)(shang)。顯(xian)然，這兩(liang)種裝配的(de)(de)(de)紅外LED少，其(qi)照(zhao)射的(de)(de)(de)距離肯定不如(ru)單獨的(de)(de)(de)紅外LED燈(deng)照(zhao)射的(de)(de)(de)遠。一(yi)般，50m以(yi)上(shang)(shang)，最好選用(yong)單獨的(de)(de)(de)紅外燈(deng)為好，另LD多用(yong)于1km以(yi)上(shang)(shang)距離的(de)(de)(de)監控場景的(de)(de)(de)夜視照(zhao)明(ming)，但LD的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)束細而強，為使(shi)紅外光(guang)(guang)(guang)束照(zhao)亮一(yi)定范圍的(de)(de)(de)場景，使(shi)用(yong)時(shi)還需要通過(guo)一(yi)個擴(kuo)束鏡頭擴(kuo)束才行。

二(er)、攝像機的選(xuan)擇(ze)

目前攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)感(gan)(gan)光(guang)器件有CMOS與CCD兩種。同CCD一樣，CMOS圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)(gan)芯(xin)(xin)片(pian)對紅(hong)外光(guang)波(bo)也(ye)有反(fan)應，但(dan)它(ta)在890-980nm范圍內靈敏度比CCD圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)(gan)芯(xin)(xin)片(pian)要(yao)高(gao)出許多，并隨(sui)波(bo)長增加而衰減的(de)梯度也(ye)慢一些。隨(sui)著CMOS圖像(xiang)(xiang)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)飛(fei)速發展，其噪音訊(xun)號進一步(bu)降低(di)，且(qie)星光(guang)級的(de)CMOS攝像(xiang)(xiang)機(ji)也(ye)已有面市。因此，不一定局限在CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)中選(xuan)(xuan)擇，可充分利用(yong)各自的(de)優勢(shi)選(xuan)(xuan)取。一般，紅(hong)外攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)選(xuan)(xuan)擇要(yao)點如(ru)下。

A、應(ying)選低照度攝像(xiang)機(ji)，其照度要求一(yi)般(ban)≤0.02Lux

有些攝像機制造商或(huo)銷(xiao)售商虛報最(zui)低照度，使夜視(shi)有效距離大大降低，因此最(zui)好能具體測試(shi)。

月光級和(he)星光級等(deng)增(zeng)感度(du)(du)(du)攝像機(ji)可(ke)工作在(zai)(zai)很暗的(de)(de)條件下，但有些反光系數(shu)小的(de)(de)地(di)方還是(shi)達(da)不到要(yao)求，如沙漠，綠地(di)，林區(qu)等(deng)。在(zai)(zai)這種情況(kuang)下，就需要(yao)采(cai)用由(you)高(gao)性能像增(zeng)強器和(he)CCIR制式的(de)(de)黑白CCD通(tong)過纖維面(mian)板和(he)光錐直(zhi)接耦合(he)而成的(de)(de)微光夜視攝像機(ji)。總之(zhi)，照度(du)(du)(du)越低(di)越好(hao)，由(you)于目前還不規范(fan)，不能相信生產廠所標稱的(de)(de)最(zui)低(di)照度(du)(du)(du)，要(yao)在(zai)(zai)實用條件下進行(xing)測(ce)試(shi)為好(hao)，通(tong)常(chang)照度(du)(du)(du)要(yao)求一(yi)般≤0.02Lux。

B、選用的(de)紅外(wai)攝像機圖像傳感器的(de)尺寸(cun)越大越好

因1/4CCD不(bu)能(neng)用于15m以上紅(hong)外夜視的(de)有效(xiao)距離，因為(wei)1/4CCD的(de)光通(tong)量(liang)只有1/3CCD的(de)50%。而CCD尺(chi)寸大，接受(shou)(shou)的(de)光通(tong)量(liang)大；CCD尺(chi)寸小，接受(shou)(shou)的(de)光通(tong)量(liang)就少。所以，夜視攝像(xiang)機多選1/2的(de)CCD，1/3的(de)要測試可行的(de)也可，但絕對(dui)不(bu)能(neng)選1/4的(de)。

C、紅外攝像機要有自動(dong)電子快(kuai)門與自動(dong)增益控制(AGC)功能(neng)

因為有(you)了這些功(gong)能，才(cai)能使信號調整到比(bi)較好的狀(zhuang)態，以(yi)滿足觀察的效果。

D、需隱(yin)蔽場合(he)選(xuan)CMOS超微型攝(she)像機

由于低(di)功(gong)耗(hao)、高(gao)集成(cheng)、小體積(ji)只(zhi)有(you)CMOS圖像傳感器才(cai)能辦(ban)到，因(yin)而可作(zuo)成(cheng)襯衫鈕(niu)扣、西裝鈕(niu)扣般大小的(de)CMOS攝(she)像機。加上相應的(de)紅(hong)外光源的(de)更加小型化，以及(ji)高(gao)效能電池(chi)的(de)推出(chu)，使第(di)三(san)只(zhi)眼(yan)睛將(jiang)(jiang)會無(wu)處不在。這(zhe)樣，帶上一(yi)副(fu)夜視眼(yan)鏡和一(yi)頂(ding)配有(you)紅(hong)外光源和CMOS超微型攝(she)像機的(de)帽子，黑夜將(jiang)(jiang)如同白(bai)晝。顯然，這(zhe)將(jiang)(jiang)改變我(wo)們整個社會生活的(de)面貌。

E、選配好攝像機的配套穩壓小電源

攝像機的電源的選取要注意如下兩(liang)點

1、選穩(wen)壓電(dian)源。因(yin)市電(dian)AC220V不(bu)穩(wen)，如只選一交流(liu)變(bian)直流(liu)12V的(de)(de)變(bian)壓器而不(bu)穩(wen)壓就會使攝(she)像機中的(de)(de)電(dian)路工作不(bu)穩(wen)定，從而使攝(she)像機的(de)(de)工作不(bu)穩(wen)，所需性能就達不(bu)到要(yao)求；

2、選比攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流要大近一倍以(yi)上的小(xiao)電(dian)源為好。如(ru)攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流為200mA或250mA，一般選500mA即(ji)足(zu)夠。若選太(tai)大如(ru)1A供1臺攝(she)(she)像(xiang)機(ji)就(jiu)體積偏大與(yu)價錢偏貴(gui)；太(tai)小(xiao)如(ru)等于(yu)攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流就(jiu)可能發熱(因連(lian)續工(gong)作時間太(tai)長)而影響可靠性與(yu)工(gong)作壽命等。

三、鏡頭等的(de)選擇(ze)

攝(she)像(xiang)機鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)是紅外(wai)攝(she)像(xiang)機的關(guan)鍵設備，它的質(zhi)(zhi)量(liang)(指(zhi)標)優劣直接影響到(dao)系(xi)(xi)統的成像(xiang)效(xiao)果，因此(ci)，鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)選(xuan)擇(ze)是否(fou)恰(qia)當即關(guan)系(xi)(xi)到(dao)系(xi)(xi)統質(zhi)(zhi)量(liang)，又(you)關(guan)系(xi)(xi)到(dao)工程造價。因此(ci)，在(zai)選(xuan)擇(ze)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)時要注意以下(xia)幾(ji)個(ge)要點：

A、最好選紅外鏡頭

因普(pu)通的(de)光學鏡(jing)頭，物體反(fan)射回(hui)鏡(jing)頭的(de)紅外(wai)(wai)(wai)光不(bu)能(neng)有(you)效聚焦(jiao)到(dao)CCD靶面上，此時紅外(wai)(wai)(wai)夜(ye)視效果就會大打折扣，因而(er)最好選(xuan)用(yong)紅外(wai)(wai)(wai)鏡(jing)頭。尤其是(shi)彩轉黑(hei)攝像機，不(bu)選(xuan)用(yong)紅外(wai)(wai)(wai)鏡(jing)頭就不(bu)能(neng)使(shi)日夜(ye)監(jian)視焦(jiao)面一致，致使(shi)日夜(ye)圖像不(bu)能(neng)都(dou)保持清晰(xi)。

B、選用鏡頭的(de)成像(xiang)尺(chi)寸最好(hao)與(yu)攝(she)像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器(qi)的(de)尺(chi)寸一致

選(xuan)用的(de)(de)(de)(de)鏡頭(tou)的(de)(de)(de)(de)成像(xiang)尺(chi)寸(cun)應與(yu)攝像(xiang)機(ji)中(zhong)圖像(xiang)傳感器的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)一致，如圖像(xiang)傳感器的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)是1/2“，則鏡頭(tou)的(de)(de)(de)(de)成像(xiang)尺(chi)寸(cun)必須是1/2“的(de)(de)(de)(de)。

當鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比攝像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機感(gan)光面(mian)(mian)的(de)尺(chi)寸大時(shi)，不會(hui)影響成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，但實際成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)視場角(jiao)(jiao)要(yao)比該鏡頭(tou)的(de)標稱視場角(jiao)(jiao)小，而當鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比攝像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機的(de)感(gan)光面(mian)(mian)的(de)尺(chi)寸小時(shi)，就(jiu)會(hui)影響成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，并表現為(wei)成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)畫面(mian)(mian)四(si)周被鏡筒遮擋，在(zai)畫面(mian)(mian)的(de)四(si)個(ge)角(jiao)(jiao)上就(jiu)會(hui)出現黑角(jiao)(jiao)。

由此可知，對(dui)1/3“的(de)攝像機，可選用1/3“、1/2“和(he)2/3“的(de)鏡頭(tou)；對(dui)1/2“的(de)攝像機，可選用1/2“、2/3“的(de)鏡頭(tou)，而不能用1/3的(de)鏡頭(tou)。因為CCD就(jiu)像人(ren)(ren)的(de)眼睛，鏡頭(tou)就(jiu)像人(ren)(ren)們用的(de)眼鏡，眼鏡太小，眼睛就(jiu)會看不清周邊的(de)事物。

C、最好選鏡頭(tou)與攝像機的接(jie)口安(an)裝方(fang)式一致(zhi)

鏡(jing)(jing)頭與攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)接(jie)(jie)口(kou)安(an)(an)裝方式有C型(xing)(xing)安(an)(an)裝和CS型(xing)(xing)安(an)(an)裝兩種，兩者最(zui)好一致。如(ru)果選(xuan)用了C型(xing)(xing)鏡(jing)(jing)頭，則需(xu)加一5mm厚的(de)(de)接(jie)(jie)圈即可。若不加接(jie)(jie)圈就直接(jie)(jie)接(jie)(jie)到(dao)CS接(jie)(jie)口(kou)攝像(xiang)(xiang)機(ji)上，則可能使鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)后鏡(jing)(jing)面碰到(dao)CCD的(de)(de)敏(min)感面的(de)(de)保(bao)護玻璃，而造成CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)損壞，這一點在實用中(zhong)需(xu)特別引起注意。

D、最好選(xuan)自(zi)動光(guang)圈鏡頭(tou)，以適應晝夜照度(du)很大的變化

由于日夜監控，其照(zhao)度變化范圍很大(da)，因(yin)而(er)最好選用能自(zi)動根(gen)據照(zhao)度變化的自(zi)動光圈鏡(jing)頭，以使(shi)圖像保持清晰。

E、鏡頭的(de)分辨率與透光率要(yao)達到(dao)要(yao)求(qiu)

用的成像鏡(jing)(jing)頭的分辨率必須要(yao)大(da)于(yu)攝像機的分辨率，否則達(da)不(bu)到所(suo)要(yao)求的清晰效(xiao)果。并且(qie)鏡(jing)(jing)頭中(zhong)鏡(jing)(jing)片的透光率要(yao)好，即對光的衰減要(yao)非常小。

F、監視距離1公里(li)以(yi)上，還(huan)需(xu)選(xuan)用激光擴束準直鏡(jing)頭

要根據欲(yu)觀察場景的(de)(de)大小與距離選擇合適的(de)(de)激(ji)光擴束(shu)準(zhun)直(zhi)鏡頭，使(shi)激(ji)光束(shu)能(neng)照亮所需監控(kong)的(de)(de)場景，以便監控(kong)場景的(de)(de)反射光能(neng)被攝像(xiang)機所接收(shou)。

G、注意選擇有性能(neng)好的(de)視窗玻璃的(de)防護(hu)罩

除選(xuan)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)燈、攝(she)像機、鏡頭外(wai)(wai)(wai)(wai)，還要注(zhu)意(yi)防護罩、供電電源(yuan)等的(de)成(cheng)套綜合考(kao)慮(lv)。因為防護罩對紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)燈的(de)效(xiao)果(guo)就有影響，如(ru)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)光通過(guo)不同(tong)(tong)介質，透射(she)率和反射(she)率就不同(tong)(tong)。例如(ru)，不同(tong)(tong)的(de)視窗玻(bo)璃(li)，特(te)別是自動除霜(shuang)鍍膜玻(bo)璃(li)，對紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)光的(de)衰減(jian)也(ye)不同(tong)(tong)，所以要注(zhu)意(yi)選(xuan)擇(ze)具有性能好的(de)視窗玻(bo)璃(li)的(de)防護罩。