隨著安防視(shi)頻(pin)監(jian)控系(xi)統工程中(zhong)對夜視(shi)監(jian)控的需求越(yue)來越(yue)廣，紅外攝像機已經進(jin)入了攝像機的主流市場，銷(xiao)量與日(ri)俱增，在紅外夜視(shi)技術應用上出(chu)現問題也逐漸(jian)暴露出(chu)來。

實際(ji)上(shang)，夜(ye)(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)是(shi)借助(zhu)于光(guang)電(dian)(dian)成像(xiang)器件實現(xian)夜(ye)(ye)(ye)(ye)間觀(guan)察的(de)一種光(guang)電(dian)(dian)技術(shu)(shu)。它(ta)包括(kuo)微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視和紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視兩類：微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)是(shi)通過帶像(xiang)增強管的(de)一種夜(ye)(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)，它(ta)實際(ji)就是(shi)對夜(ye)(ye)(ye)(ye)天光(guang)照亮的(de)微(wei)弱目標像(xiang)進行增強，以(yi)供(gong)觀(guan)察的(de)光(guang)電(dian)(dian)成像(xiang)技術(shu)(shu)。這里主要講主動(dong)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)，它(ta)是(shi)通過主動(dong)照射并(bing)利用目標反射紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)源的(de)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)光(guang)來實施觀(guan)察的(de)一種夜(ye)(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)，其(qi)對應(ying)裝備為主動(dong)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視儀，實際(ji)核心就是(shi)紅(hong)(hong)(hong)外(wai)(wai)(wai)攝像(xiang)機。

紅外光源、由非直(zhi)視型光電成(cheng)像(xiang)(xiang)器件CCD或CMOS圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器為核心組成(cheng)的(de)攝像(xiang)(xiang)機和成(cheng)像(xiang)(xiang)畫面所(suo)需的(de)鏡頭等配(pei)合選擇是主(zhu)導紅外攝像(xiang)(xiang)機夜間(jian)監視的(de)效(xiao)果優劣的(de)三大(da)因(yin)素。

一、紅(hong)外光源的選擇

紅外光是一種(zhong)波長(chang)大于780nm的不可見光。一般(ban)，產生這種(zhong)不可見光的方(fang)法(fa)有(you)下列三種(zhong)。

①、直接使用白熾燈或(huo)氙(xian)燈發出的紅(hong)外光。即在這兩種燈上安裝可見光濾鏡(jing)，濾去可見光，只讓看不見的紅(hong)外射線射出；

②、使(shi)用紅(hong)外(wai)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)LED或LED陣列來產生紅(hong)外(wai)光(guang)。這種器件是通(tong)過砷化鎵(GaAs)半導體(ti)中的電子與空穴復合(he)來產生紅(hong)外(wai)光(guang)；

③、使用紅外激光二極管LD，也可作(zuo)紅外光源。但它要(yao)把處于(yu)較(jiao)低能態的電(dian)子激發(fa)或泵浦(pu)到(dao)較(jiao)高能態上去，通過大量粒子分布(bu)反轉(zhuan)，共振而維持受激輻射紅外光。

第一種光源(yuan)為(wei)熱(re)紅(hong)外(wai)光源(yuan)，其最(zui)(zui)大的(de)優點(dian)是可制成比較大的(de)功率和大的(de)輻(fu)照(zhao)角度，因(yin)此照(zhao)射的(de)距(ju)離遠。其最(zui)(zui)大不足之處是包(bao)含(han)可見光成份(fen)，即有紅(hong)暴，且使用壽命(ming)短，如果每(mei)天工(gong)作(zuo)10小(xiao)(xiao)時，5000小(xiao)(xiao)時只(zhi)能使用一年多，若(ruo)考(kao)慮散熱(re)不夠，壽命(ming)還(huan)要短。為(wei)提(ti)高熱(re)輻(fu)射紅(hong)外(wai)燈(deng)的(de)壽命(ming)，使用時還(huan)必須采用光控開關(guan)電(dian)路(lu)，以減小(xiao)(xiao)其工(gong)作(zuo)時間。此外(wai)，還(huan)增加(jia)了(le)延時開關(guan)電(dian)路(lu)以防環境光的(de)干(gan)擾。

第二種是使用(yong)半導體砷化鎵發(fa)光(guang)二極管陣(zhen)列組成的(de)(de)紅外燈，尤其現在使用(yong)新技術開發(fa)生產的(de)(de)陣(zhen)列式集成發(fa)光(guang)芯片LEDArray。其一個LED-Array的(de)(de)光(guang)學輸出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)(de)換(huan)代產品(pin)，LED-Array的(de)(de)發(fa)光(guang)半功率角為10-120°(可(ke)變角)。

由(you)于(yu)LED-Array為高(gao)度集成的(de)LED，而體積只有一個一分錢硬幣的(de)大小，在室(shi)內可(ke)均勻照(zhao)亮全部(bu)空間(jian)，其壽(shou)命(ming)為50，000個小時。它最初(chu)是運用(yong)在航空飛(fei)機上(shang)面，近年來由(you)于(yu)民(min)用(yong)夜間(jian)監(jian)控市場的(de)發(fa)展，LED-Array才逐步走(zou)向(xiang)民(min)用(yong)市場，成為高(gao)質量夜間(jian)監(jian)控的(de)一種(zhong)理想(xiang)選擇。

雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱紅外光(guang)源，但對于1km以上的超遠距(ju)離場景的監(jian)控，還是(shi)要選擇紅外LD光(guang)源。因為(wei)半導(dao)體激光(guang)器具有(you)比(bi)LED亮度高、方向性強等特點(dian)。

通(tong)常，在選擇(ze)紅外光源時(shi)要(yao)注意以下的幾個(ge)要(yao)點。

A、紅外燈距(ju)離選擇要留有余(yu)量(liang)

選(xuan)擇(ze)紅外(wai)(wai)燈時，特別注(zhu)意標(biao)稱(cheng)距(ju)(ju)離(li)與實際輻照(zhao)(zhao)距(ju)(ju)離(li)的(de)差距(ju)(ju)。因為有些生產廠標(biao)稱(cheng)的(de)可視距(ju)(ju)離(li)往(wang)往(wang)偏大，所以(yi)在選(xuan)擇(ze)紅外(wai)(wai)燈輻照(zhao)(zhao)距(ju)(ju)離(li)時要進行實際測試(shi)，并且(qie)要留有充足的(de)余量，才能使(shi)所觀察的(de)場景的(de)照(zhao)(zhao)度可靠。

B、應選用穩(wen)流源驅動的光源

因(yin)為LED是電(dian)流驅(qu)動(dong)器件，其發光(guang)(guang)亮度(du)與功率同驅(qu)動(dong)電(dian)流成(cheng)正比，而不是電(dian)壓。因(yin)此(ci)，為保持發光(guang)(guang)強度(du)不變(bian)，必須要選用穩流源驅(qu)動(dong)的光(guang)(guang)源。

C、要選用散熱(re)好的光源

因為發光管都有發熱(re)(re)與散熱(re)(re)問題(ti)，尤其功率大距離遠(yuan)的光源(yuan)(yuan)發熱(re)(re)量大，所以必須要選用散熱(re)(re)好的光源(yuan)(yuan)，才能保證工(gong)作穩定(ding)可靠。

D、要選用有光(guang)控(kong)開關自動控(kong)制電(dian)路的(de)供電(dian)電(dian)路并(bing)與燈板(ban)分開的(de)紅(hong)外光(guang)源

因為紅外燈(deng)(deng)的供電(dian)電(dian)路(lu)(lu)與燈(deng)(deng)板不(bu)分(fen)開(kai)，就會應(ying)發光管(guan)工作產生的熱量影響供電(dian)電(dian)路(lu)(lu)的元(yuan)件性能，從而導致發光管(guan)發光不(bu)穩定，有了這(zhe)種光控開(kai)關的電(dian)路(lu)(lu)，就能使紅外燈(deng)(deng)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(yin)紅(hong)外(wai)發光二極管LED可裝(zhuang)在鏡頭(tou)上，與感紅(hong)外(wai)攝像(xiang)機配(pei)用(yong)，或直(zhi)接(jie)裝(zhuang)在攝像(xiang)機與鏡頭(tou)接(jie)口周圍(wei)的(de)(de)機殼上。顯然(ran)，這(zhe)兩種(zhong)裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)紅(hong)外(wai)LED少，其照(zhao)射(she)的(de)(de)距離肯定(ding)不如單(dan)獨(du)(du)的(de)(de)紅(hong)外(wai)LED燈(deng)照(zhao)射(she)的(de)(de)遠(yuan)。一般，50m以(yi)上，最好選用(yong)單(dan)獨(du)(du)的(de)(de)紅(hong)外(wai)燈(deng)為(wei)好，另LD多(duo)用(yong)于1km以(yi)上距離的(de)(de)監(jian)控場景的(de)(de)夜視照(zhao)明，但(dan)LD的(de)(de)光束(shu)細(xi)而強，為(wei)使紅(hong)外(wai)光束(shu)照(zhao)亮一定(ding)范(fan)圍(wei)的(de)(de)場景，使用(yong)時還(huan)需要通過一個擴束(shu)鏡頭(tou)擴束(shu)才行。

二(er)、攝像(xiang)機的選擇(ze)

目前攝(she)像(xiang)(xiang)機的(de)(de)感(gan)(gan)光器件有CMOS與CCD兩(liang)種。同CCD一(yi)樣，CMOS圖像(xiang)(xiang)傳感(gan)(gan)芯(xin)片(pian)(pian)對紅外(wai)光波也有反應(ying)，但(dan)它在890-980nm范圍(wei)內靈敏度比CCD圖像(xiang)(xiang)傳感(gan)(gan)芯(xin)片(pian)(pian)要高出許多，并隨(sui)波長增加而衰減的(de)(de)梯度也慢一(yi)些。隨(sui)著CMOS圖像(xiang)(xiang)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)飛速發展，其噪音訊(xun)號進一(yi)步降低，且星光級(ji)的(de)(de)CMOS攝(she)像(xiang)(xiang)機也已有面市。因(yin)此(ci)，不一(yi)定局限在CCD攝(she)像(xiang)(xiang)機中(zhong)選擇(ze)，可充分利(li)用(yong)各自的(de)(de)優勢選取。一(yi)般(ban)，紅外(wai)攝(she)像(xiang)(xiang)機的(de)(de)選擇(ze)要點如下。

A、應選低照(zhao)度(du)攝像機，其照(zhao)度(du)要求一般≤0.02Lux

有些攝(she)像機(ji)制(zhi)造商(shang)或(huo)銷售商(shang)虛報最(zui)低(di)照度，使夜視有效距離大(da)大(da)降低(di)，因此最(zui)好(hao)能具體測(ce)試。

月光(guang)(guang)級和星光(guang)(guang)級等增感度(du)攝像機(ji)可工作在很(hen)暗(an)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，但有些(xie)反光(guang)(guang)系數小的(de)(de)地方還(huan)是達不(bu)到(dao)要求，如沙漠，綠地，林區等。在這種情況下，就需要采用(yong)由高(gao)性能像增強器和CCIR制式的(de)(de)黑白CCD通(tong)過纖維面板和光(guang)(guang)錐直接耦合(he)而(er)成的(de)(de)微光(guang)(guang)夜視(shi)攝像機(ji)。總(zong)之，照(zhao)(zhao)度(du)越低越好，由于目(mu)前(qian)還(huan)不(bu)規范(fan)，不(bu)能相信生產廠所標稱的(de)(de)最低照(zhao)(zhao)度(du)，要在實用(yong)條(tiao)件(jian)下進行(xing)測試(shi)為好，通(tong)常(chang)照(zhao)(zhao)度(du)要求一般≤0.02Lux。

B、選用的(de)紅外(wai)攝像(xiang)機圖(tu)像(xiang)傳感器(qi)的(de)尺寸越大越好

因(yin)1/4CCD不能(neng)用于(yu)15m以上紅外夜(ye)視的(de)(de)(de)有(you)效距離，因(yin)為1/4CCD的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量只(zhi)有(you)1/3CCD的(de)(de)(de)50%。而(er)CCD尺(chi)寸大(da)，接受的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量大(da)；CCD尺(chi)寸小(xiao)，接受的(de)(de)(de)光(guang)通(tong)(tong)量就少。所以，夜(ye)視攝(she)像機多選1/2的(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)要測試(shi)可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)也可(ke)，但絕(jue)對不能(neng)選1/4的(de)(de)(de)。

C、紅外(wai)攝(she)像機要有自(zi)動電子快門(men)與自(zi)動增(zeng)益控制(AGC)功能

因為(wei)有了這些功能(neng)，才能(neng)使信(xin)號調整到比較好的(de)狀態，以滿足觀察的(de)效果。

D、需(xu)隱(yin)蔽場合選CMOS超微(wei)型攝(she)像機(ji)

由于低功(gong)耗、高集成(cheng)、小(xiao)體積只(zhi)(zhi)有CMOS圖像(xiang)傳感器(qi)才能辦到，因而可作成(cheng)襯衫鈕(niu)扣(kou)、西裝鈕(niu)扣(kou)般大小(xiao)的(de)(de)CMOS攝像(xiang)機。加上(shang)相應的(de)(de)紅(hong)外光源的(de)(de)更加小(xiao)型化，以及高效能電池的(de)(de)推出，使(shi)第三只(zhi)(zhi)眼(yan)睛將(jiang)會無處不在。這樣，帶(dai)上(shang)一副(fu)夜視眼(yan)鏡和一頂配有紅(hong)外光源和CMOS超(chao)微型攝像(xiang)機的(de)(de)帽子，黑夜將(jiang)如(ru)同白晝(zhou)。顯然，這將(jiang)改變我們整個社會生活的(de)(de)面貌。

E、選配好(hao)攝像機的配套穩(wen)壓小電源

攝像機的(de)電源的(de)選取要注意如下兩點(dian)

1、選(xuan)穩(wen)壓(ya)(ya)電源。因市電AC220V不穩(wen)，如只選(xuan)一交流(liu)變(bian)直流(liu)12V的(de)變(bian)壓(ya)(ya)器而不穩(wen)壓(ya)(ya)就(jiu)會使(shi)(shi)攝像機中的(de)電路工(gong)作(zuo)不穩(wen)定，從而使(shi)(shi)攝像機的(de)工(gong)作(zuo)不穩(wen)，所需性(xing)能就(jiu)達(da)不到要(yao)求；

2、選比(bi)攝(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流要大(da)近一倍以上(shang)的小電(dian)源為好。如攝(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流為200mA或(huo)250mA，一般(ban)選500mA即足夠。若(ruo)選太(tai)大(da)如1A供1臺攝(she)像(xiang)機(ji)就(jiu)體積偏大(da)與價(jia)錢偏貴；太(tai)小如等于攝(she)像(xiang)機(ji)的電(dian)流就(jiu)可能發(fa)熱(因連續工作時間太(tai)長)而(er)影(ying)響可靠性與工作壽命等。

三、鏡頭等的(de)選擇

攝像(xiang)機(ji)鏡頭是紅(hong)外攝像(xiang)機(ji)的關(guan)(guan)鍵設(she)備，它的質(zhi)(zhi)量(指標)優劣直接影響到(dao)系(xi)統(tong)的成像(xiang)效果(guo)，因(yin)此，鏡頭選擇是否(fou)恰當(dang)即(ji)關(guan)(guan)系(xi)到(dao)系(xi)統(tong)質(zhi)(zhi)量，又關(guan)(guan)系(xi)到(dao)工程(cheng)造價。因(yin)此，在(zai)選擇鏡頭時要注(zhu)意(yi)以下幾個要點：

A、最好選紅外鏡頭

因普通的光學鏡頭(tou)，物體(ti)反射回(hui)鏡頭(tou)的紅(hong)外(wai)光不(bu)能(neng)有效(xiao)聚(ju)焦到CCD靶面上，此(ci)時(shi)紅(hong)外(wai)夜視效(xiao)果就會大打折(zhe)扣，因而最好選用(yong)(yong)紅(hong)外(wai)鏡頭(tou)。尤其是彩轉黑(hei)攝像機，不(bu)選用(yong)(yong)紅(hong)外(wai)鏡頭(tou)就不(bu)能(neng)使日夜監(jian)視焦面一致，致使日夜圖像不(bu)能(neng)都保持清晰。

B、選(xuan)用(yong)鏡頭的(de)成像(xiang)(xiang)尺寸最好與(yu)攝像(xiang)(xiang)機(ji)中圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器的(de)尺寸一致

選用的(de)鏡頭的(de)成像尺(chi)寸應與攝像機中圖像傳感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸一致(zhi)，如圖像傳感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸是1/2“，則鏡頭的(de)成像尺(chi)寸必須是1/2“的(de)。

當鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)機感光面的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)大時，不會(hui)影響成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，但實(shi)際成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)視場角要比(bi)該(gai)鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)標(biao)稱視場角小(xiao)(xiao)，而(er)當鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)(de)感光面的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)小(xiao)(xiao)時，就(jiu)會(hui)影響成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，并表現為(wei)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)畫面四周(zhou)被鏡(jing)筒(tong)遮擋，在(zai)畫面的(de)(de)(de)(de)四個(ge)角上就(jiu)會(hui)出現黑(hei)角。

由此可(ke)知，對1/3“的(de)(de)攝(she)像機，可(ke)選用(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)；對1/2“的(de)(de)攝(she)像機，可(ke)選用(yong)1/2“、2/3“的(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)，而不(bu)(bu)能用(yong)1/3的(de)(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)。因為(wei)CCD就(jiu)像人(ren)的(de)(de)眼(yan)睛，鏡(jing)(jing)頭(tou)就(jiu)像人(ren)們用(yong)的(de)(de)眼(yan)鏡(jing)(jing)，眼(yan)鏡(jing)(jing)太小，眼(yan)睛就(jiu)會(hui)看不(bu)(bu)清周(zhou)邊的(de)(de)事物。

C、最好選(xuan)鏡(jing)頭(tou)與(yu)攝像機(ji)的接口安(an)裝方(fang)式一致

鏡(jing)頭與攝像(xiang)機的接(jie)口安裝(zhuang)方式有C型(xing)安裝(zhuang)和CS型(xing)安裝(zhuang)兩種，兩者最好一(yi)致(zhi)。如果選(xuan)用(yong)了C型(xing)鏡(jing)頭，則需加(jia)一(yi)5mm厚的接(jie)圈即可(ke)。若不加(jia)接(jie)圈就直接(jie)接(jie)到(dao)CS接(jie)口攝像(xiang)機上，則可(ke)能(neng)使鏡(jing)頭的后鏡(jing)面碰(peng)到(dao)CCD的敏感面的保護玻璃，而造成CCD攝像(xiang)機的損壞，這一(yi)點在實用(yong)中需特別引起注意(yi)。

D、最好選自動光圈鏡頭，以適應晝夜照度很大的變化

由于日(ri)夜(ye)監控，其(qi)照(zhao)度變化范圍(wei)很大，因而最好選用能自動根據照(zhao)度變化的(de)自動光圈鏡頭，以使(shi)圖像保持(chi)清(qing)晰。

E、鏡頭的(de)分辨率(lv)與透(tou)光率(lv)要達到要求

用的(de)成像鏡頭的(de)分(fen)辨率(lv)必須(xu)要大(da)于攝像機的(de)分(fen)辨率(lv)，否則達不到所要求的(de)清晰(xi)效果。并且鏡頭中鏡片的(de)透(tou)光率(lv)要好(hao)，即對光的(de)衰減要非常(chang)小。

F、監視距離1公里以上，還需選用激光擴束準直(zhi)鏡頭

要根據(ju)欲觀(guan)察場景(jing)的(de)大小與(yu)距離選擇(ze)合適的(de)激(ji)光擴束準直鏡頭(tou)，使激(ji)光束能照亮所需(xu)監控的(de)場景(jing)，以便監控場景(jing)的(de)反射(she)光能被攝像機所接收(shou)。

G、注意選擇有性能(neng)好的視窗玻璃的防護(hu)罩

除(chu)選(xuan)紅外(wai)燈、攝像(xiang)機、鏡頭外(wai)，還(huan)要注意防(fang)護(hu)罩、供電電源等的(de)成套綜合(he)考慮(lv)。因(yin)為防(fang)護(hu)罩對(dui)紅外(wai)燈的(de)效果就有(you)影(ying)響，如(ru)紅外(wai)光(guang)通過(guo)不(bu)同(tong)介質，透射率(lv)和反射率(lv)就不(bu)同(tong)。例(li)如(ru)，不(bu)同(tong)的(de)視窗玻(bo)(bo)璃(li)(li)，特別(bie)是自動除(chu)霜(shuang)鍍(du)膜(mo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)，對(dui)紅外(wai)光(guang)的(de)衰減也不(bu)同(tong)，所以要注意選(xuan)擇(ze)具有(you)性能(neng)好的(de)視窗玻(bo)(bo)璃(li)(li)的(de)防(fang)護(hu)罩。