隨(sui)著(zhu)安防視(shi)頻(pin)監控系統工程中對夜視(shi)監控的(de)需求(qiu)越來越廣，紅外攝像(xiang)機(ji)已經進入了攝像(xiang)機(ji)的(de)主(zhu)流市場，銷量與(yu)日俱增，在紅外夜視(shi)技(ji)術應用上出現問(wen)題也逐漸暴(bao)露出來。

實際(ji)(ji)上，夜(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)(shu)是(shi)借助于光電成像(xiang)(xiang)(xiang)器件實現夜(ye)(ye)(ye)間觀(guan)(guan)察(cha)的一(yi)種(zhong)光電技術(shu)(shu)(shu)。它(ta)包括(kuo)微光夜(ye)(ye)(ye)視和(he)紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視兩類：微光夜(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)(shu)是(shi)通過(guo)帶像(xiang)(xiang)(xiang)增強管的一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)(shu)，它(ta)實際(ji)(ji)就是(shi)對夜(ye)(ye)(ye)天(tian)光照(zhao)亮的微弱目標像(xiang)(xiang)(xiang)進(jin)行增強，以供觀(guan)(guan)察(cha)的光電成像(xiang)(xiang)(xiang)技術(shu)(shu)(shu)。這里主要講主動紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)(shu)，它(ta)是(shi)通過(guo)主動照(zhao)射并利(li)用目標反射紅(hong)(hong)外(wai)源的紅(hong)(hong)外(wai)光來實施觀(guan)(guan)察(cha)的一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)視技術(shu)(shu)(shu)，其對應裝備為主動紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視儀，實際(ji)(ji)核(he)心(xin)就是(shi)紅(hong)(hong)外(wai)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機。

紅(hong)外光源、由(you)非直視型光電成像器(qi)件CCD或CMOS圖像傳感器(qi)為核(he)心組成的(de)攝(she)像機(ji)和成像畫面(mian)所需(xu)的(de)鏡頭等配合(he)選擇(ze)是主(zhu)導(dao)紅(hong)外攝(she)像機(ji)夜間監視的(de)效果優劣的(de)三大因素(su)。

一、紅外(wai)光源的選(xuan)擇(ze)

紅(hong)外光是一種波長(chang)大于(yu)780nm的(de)不可見光。一般，產生(sheng)這種不可見光的(de)方法(fa)有下列三(san)種。

①、直接使用白(bai)熾燈或(huo)氙燈發出(chu)的紅外(wai)光。即在這兩種燈上安裝可見(jian)光濾鏡，濾去可見(jian)光，只讓看不見(jian)的紅外(wai)射線射出(chu)；

②、使用紅外(wai)(wai)發光(guang)二極管LED或LED陣列(lie)來(lai)產生(sheng)紅外(wai)(wai)光(guang)。這種器件(jian)是通過砷化鎵(GaAs)半導體中的(de)電子與空穴復(fu)合(he)來(lai)產生(sheng)紅外(wai)(wai)光(guang)；

③、使用(yong)紅外激(ji)光二極管(guan)LD，也(ye)可作紅外光源(yuan)。但它要把處(chu)于較低能態(tai)的電子(zi)(zi)激(ji)發或泵浦(pu)到較高能態(tai)上(shang)去(qu)，通過大量粒子(zi)(zi)分布反(fan)轉，共振而維持受激(ji)輻(fu)射紅外光。

第(di)一(yi)種光(guang)源(yuan)為(wei)熱紅(hong)外(wai)光(guang)源(yuan)，其最大的(de)優點是可(ke)(ke)制(zhi)成(cheng)比較大的(de)功率和大的(de)輻(fu)照角度，因此照射(she)的(de)距離遠。其最大不足(zu)之(zhi)處是包含可(ke)(ke)見光(guang)成(cheng)份，即(ji)有紅(hong)暴，且使用壽命短，如果(guo)每天工作(zuo)10小時，5000小時只能使用一(yi)年多(duo)，若考慮散熱不夠，壽命還要短。為(wei)提高(gao)熱輻(fu)射(she)紅(hong)外(wai)燈(deng)的(de)壽命，使用時還必須采(cai)用光(guang)控開關電路，以減小其工作(zuo)時間。此外(wai)，還增加了延時開關電路以防環境光(guang)的(de)干擾。

第(di)二種是(shi)使(shi)用半導體砷化鎵(jia)發(fa)光(guang)二極管陣列組成的紅外燈(deng)，尤其現在(zai)使(shi)用新技術開(kai)發(fa)生產的陣列式集成發(fa)光(guang)芯片LEDArray。其一個LED-Array的光(guang)學輸出達到了(le)800mw-1000mw，而成為普通LED的換代(dai)產品(pin)，LED-Array的發(fa)光(guang)半功率(lv)角為10-120°(可(ke)變角)。

由于LED-Array為(wei)高度(du)集成(cheng)(cheng)的LED，而(er)體積只有一(yi)(yi)個一(yi)(yi)分錢(qian)硬幣(bi)的大小，在室(shi)內可均勻照亮全部空間(jian)(jian)，其壽命為(wei)50，000個小時。它(ta)最初是(shi)運用在航(hang)空飛機上面，近年來由于民(min)用夜(ye)間(jian)(jian)監控(kong)市場(chang)的發展，LED-Array才逐步走向民(min)用市場(chang)，成(cheng)(cheng)為(wei)高質量夜(ye)間(jian)(jian)監控(kong)的一(yi)(yi)種(zhong)理想選擇。

雖(sui)然(ran)，紅外(wai)LED及LED-Array淘汰了熱紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)，但對于1km以上的超遠距離場景的監控，還(huan)是要選擇(ze)紅外(wai)LD光(guang)(guang)(guang)源(yuan)。因(yin)為半導體(ti)激光(guang)(guang)(guang)器具有比LED亮度高(gao)、方(fang)向(xiang)性強(qiang)等特點。

通常，在(zai)選擇(ze)紅外光源(yuan)時(shi)要(yao)注意以下的幾(ji)個要(yao)點。

A、紅外燈(deng)距離(li)選擇要(yao)留有余量

選擇(ze)紅(hong)外(wai)燈(deng)時，特別注意標稱距離(li)與實際(ji)輻照距離(li)的差(cha)距。因為有些生(sheng)產(chan)廠(chang)標稱的可視距離(li)往往偏大，所以在選擇(ze)紅(hong)外(wai)燈(deng)輻照距離(li)時要(yao)進行實際(ji)測試(shi)，并且要(yao)留有充足(zu)的余量，才能使(shi)所觀察的場景的照度可靠。

B、應選(xuan)用穩(wen)流源(yuan)驅動的光源(yuan)

因為LED是電(dian)(dian)流(liu)驅(qu)動器件，其發光(guang)(guang)亮度與功率(lv)同驅(qu)動電(dian)(dian)流(liu)成正比，而不是電(dian)(dian)壓(ya)。因此(ci)，為保持發光(guang)(guang)強度不變，必須要(yao)選(xuan)用(yong)穩流(liu)源(yuan)驅(qu)動的光(guang)(guang)源(yuan)。

C、要選用(yong)散熱好的(de)光(guang)源

因為發光(guang)管都有發熱(re)與散熱(re)問題，尤其功(gong)率(lv)大(da)距離遠的光(guang)源(yuan)發熱(re)量大(da)，所以必須要選用散熱(re)好的光(guang)源(yuan)，才能保(bao)證(zheng)工作穩定(ding)可靠。

D、要(yao)選(xuan)用有(you)光控開關自動(dong)控制電路的(de)供電電路并與燈(deng)板分(fen)開的(de)紅外光源

因(yin)為(wei)紅外燈(deng)(deng)的(de)供電電路(lu)與燈(deng)(deng)板不分開，就(jiu)會應發(fa)光(guang)管工作產生的(de)熱量(liang)影響供電電路(lu)的(de)元件性能，從而導致發(fa)光(guang)管發(fa)光(guang)不穩(wen)定(ding)，有了這種光(guang)控開關的(de)電路(lu)，就(jiu)能使紅外燈(deng)(deng)白天關閉，夜晚打開。

E、要根據監視(shi)距(ju)離選用紅外燈

因紅(hong)(hong)外(wai)(wai)發(fa)光二極管LED可裝(zhuang)在鏡頭(tou)上(shang)，與感紅(hong)(hong)外(wai)(wai)攝(she)像機配(pei)用(yong)，或直接裝(zhuang)在攝(she)像機與鏡頭(tou)接口周圍的(de)(de)(de)(de)機殼上(shang)。顯然，這兩種裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)LED少，其照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)(de)距離肯定不如單獨(du)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)LED燈照(zhao)射(she)的(de)(de)(de)(de)遠。一般，50m以上(shang)，最(zui)好選用(yong)單獨(du)的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)燈為(wei)好，另LD多(duo)用(yong)于1km以上(shang)距離的(de)(de)(de)(de)監控場景的(de)(de)(de)(de)夜視照(zhao)明，但LD的(de)(de)(de)(de)光束細而強(qiang)，為(wei)使(shi)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光束照(zhao)亮一定范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)場景，使(shi)用(yong)時還需要通過一個擴束鏡頭(tou)擴束才行。

二、攝像機(ji)的選擇

目前攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)感(gan)光(guang)器件有CMOS與CCD兩種。同(tong)CCD一樣，CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳感(gan)芯(xin)(xin)片對(dui)紅(hong)外光(guang)波也有反應，但它(ta)在890-980nm范(fan)圍(wei)內靈敏度(du)(du)比CCD圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳感(gan)芯(xin)(xin)片要高出許多，并隨(sui)波長增加(jia)而衰減的(de)(de)梯度(du)(du)也慢一些(xie)。隨(sui)著CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)芯(xin)(xin)片的(de)(de)飛(fei)速發展，其噪(zao)音(yin)訊號進一步降低，且星光(guang)級的(de)(de)CMOS攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)也已(yi)有面市。因此，不(bu)一定局限在CCD攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)中選擇(ze)(ze)，可充分利用各自的(de)(de)優(you)勢選取。一般(ban)，紅(hong)外攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)選擇(ze)(ze)要點如(ru)下。

A、應選低(di)照度(du)攝(she)像機，其(qi)照度(du)要(yao)求一般(ban)≤0.02Lux

有些攝像機制造商(shang)或銷售(shou)商(shang)虛報最(zui)低照度，使夜(ye)視有效距(ju)離大(da)(da)大(da)(da)降低，因此最(zui)好能具體測(ce)試。

月光(guang)級(ji)和星光(guang)級(ji)等(deng)增感度(du)(du)攝像(xiang)機(ji)可工作在(zai)(zai)很暗(an)的條(tiao)件下(xia)，但有些反光(guang)系數小的地(di)方(fang)還(huan)是(shi)達(da)不(bu)到要(yao)求(qiu)，如沙漠(mo)，綠地(di)，林區(qu)等(deng)。在(zai)(zai)這種情況下(xia)，就需要(yao)采用(yong)由高性能像(xiang)增強器(qi)和CCIR制式的黑白CCD通過纖維面板(ban)和光(guang)錐(zhui)直接(jie)耦合而成的微光(guang)夜視攝像(xiang)機(ji)。總(zong)之(zhi)，照度(du)(du)越低越好(hao)，由于目前還(huan)不(bu)規范，不(bu)能相信生產廠所標稱的最低照度(du)(du)，要(yao)在(zai)(zai)實用(yong)條(tiao)件下(xia)進行(xing)測試(shi)為(wei)好(hao)，通常照度(du)(du)要(yao)求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選用的紅外攝像機圖像傳(chuan)感器的尺寸越(yue)大(da)越(yue)好

因(yin)1/4CCD不能(neng)用于15m以上紅外夜視(shi)的(de)(de)有效距離，因(yin)為1/4CCD的(de)(de)光通量只有1/3CCD的(de)(de)50%。而CCD尺寸(cun)大，接受的(de)(de)光通量大；CCD尺寸(cun)小，接受的(de)(de)光通量就少(shao)。所以，夜視(shi)攝像機(ji)多選(xuan)1/2的(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)要測(ce)試可行的(de)(de)也可，但絕對不能(neng)選(xuan)1/4的(de)(de)。

C、紅外攝像機要有自動(dong)電子快門與自動(dong)增(zeng)益控制(zhi)(AGC)功(gong)能(neng)

因為有了這些(xie)功能，才(cai)能使信號調整到比較好的(de)狀態，以滿足觀察的(de)效果。

D、需隱(yin)蔽場合選CMOS超微型攝像機

由于低功耗(hao)、高集成、小(xiao)體(ti)積只有CMOS圖像傳感器才能辦到，因而可作成襯衫鈕扣(kou)、西裝鈕扣(kou)般大(da)小(xiao)的CMOS攝像機。加(jia)上相應的紅(hong)外(wai)光(guang)源的更(geng)加(jia)小(xiao)型(xing)化，以及高效能電(dian)池的推出，使第三只眼睛將(jiang)會(hui)無處不在。這樣，帶上一(yi)副夜(ye)視眼鏡(jing)和一(yi)頂配有紅(hong)外(wai)光(guang)源和CMOS超微(wei)型(xing)攝像機的帽子，黑夜(ye)將(jiang)如同(tong)白晝(zhou)。顯(xian)然，這將(jiang)改變我(wo)們整個社會(hui)生(sheng)活的面貌(mao)。

E、選配好攝像機(ji)的配套穩壓小電源

攝像(xiang)機的(de)電源的(de)選取要注意(yi)如(ru)下兩點(dian)

1、選穩(wen)(wen)壓電源。因(yin)市(shi)電AC220V不(bu)(bu)穩(wen)(wen)，如只選一(yi)交流變直(zhi)流12V的變壓器而不(bu)(bu)穩(wen)(wen)壓就會使攝(she)像機中的電路工(gong)作不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定，從而使攝(she)像機的工(gong)作不(bu)(bu)穩(wen)(wen)，所需性能就達不(bu)(bu)到要求；

2、選比攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電流要大(da)近一倍以(yi)上的(de)小電源為(wei)好。如(ru)(ru)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電流為(wei)200mA或250mA，一般選500mA即足夠。若選太(tai)大(da)如(ru)(ru)1A供(gong)1臺攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)就(jiu)體積偏(pian)大(da)與(yu)價(jia)錢(qian)偏(pian)貴；太(tai)小如(ru)(ru)等(deng)于攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電流就(jiu)可能發熱(因連續工作時間太(tai)長)而影響可靠(kao)性與(yu)工作壽命等(deng)。

三、鏡頭等的選擇

攝像機鏡頭(tou)是紅外攝像機的關(guan)(guan)鍵(jian)設備，它的質量(指標)優劣(lie)直接影響到系(xi)統的成像效果，因此(ci)(ci)，鏡頭(tou)選擇(ze)是否(fou)恰當(dang)即(ji)關(guan)(guan)系(xi)到系(xi)統質量，又關(guan)(guan)系(xi)到工程造價。因此(ci)(ci)，在(zai)選擇(ze)鏡頭(tou)時要注意以下幾(ji)個要點：

A、最好選紅外鏡頭

因(yin)普(pu)通的光(guang)(guang)學鏡頭(tou)(tou)，物體反射回(hui)鏡頭(tou)(tou)的紅外光(guang)(guang)不能(neng)(neng)有效聚焦到CCD靶面上，此時紅外夜視效果就會大打折扣，因(yin)而最好選用(yong)紅外鏡頭(tou)(tou)。尤其是彩轉黑(hei)攝像機，不選用(yong)紅外鏡頭(tou)(tou)就不能(neng)(neng)使日(ri)(ri)夜監視焦面一致(zhi)，致(zhi)使日(ri)(ri)夜圖像不能(neng)(neng)都(dou)保持(chi)清(qing)晰。

B、選用(yong)鏡(jing)頭的成像尺寸最好與攝像機(ji)中圖像傳感器的尺寸一致

選用的鏡頭(tou)的成(cheng)像(xiang)尺(chi)(chi)寸應與攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器(qi)的尺(chi)(chi)寸一致，如圖像(xiang)傳感器(qi)的尺(chi)(chi)寸是(shi)(shi)1/2“，則(ze)鏡頭(tou)的成(cheng)像(xiang)尺(chi)(chi)寸必(bi)須是(shi)(shi)1/2“的。

當鏡頭(tou)的成(cheng)(cheng)像(xiang)尺寸比攝(she)像(xiang)機感光面(mian)的尺寸大(da)時，不會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)成(cheng)(cheng)像(xiang)，但實(shi)際成(cheng)(cheng)像(xiang)的視(shi)(shi)場角要比該鏡頭(tou)的標稱視(shi)(shi)場角小(xiao)，而當鏡頭(tou)的成(cheng)(cheng)像(xiang)尺寸比攝(she)像(xiang)機的感光面(mian)的尺寸小(xiao)時，就會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)成(cheng)(cheng)像(xiang)，并表現(xian)為(wei)成(cheng)(cheng)像(xiang)的畫面(mian)四(si)周(zhou)被鏡筒遮擋，在畫面(mian)的四(si)個角上就會(hui)(hui)出現(xian)黑角。

由此可知，對1/3“的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)機，可選(xuan)用(yong)(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)；對1/2“的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)機，可選(xuan)用(yong)(yong)1/2“、2/3“的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)，而不(bu)能用(yong)(yong)1/3的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)。因為(wei)CCD就像(xiang)(xiang)人的(de)(de)眼(yan)睛，鏡(jing)頭(tou)(tou)就像(xiang)(xiang)人們用(yong)(yong)的(de)(de)眼(yan)鏡(jing)，眼(yan)鏡(jing)太小(xiao)，眼(yan)睛就會(hui)看(kan)不(bu)清(qing)周邊的(de)(de)事物。

C、最好(hao)選鏡頭與攝像機的接口安裝(zhuang)方式一致

鏡頭與攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)口安裝(zhuang)方式有C型安裝(zhuang)和CS型安裝(zhuang)兩種，兩者最好一致。如(ru)果(guo)選用(yong)了C型鏡頭，則需(xu)加一5mm厚的(de)(de)(de)接(jie)(jie)圈即可。若不加接(jie)(jie)圈就直接(jie)(jie)接(jie)(jie)到CS接(jie)(jie)口攝(she)像(xiang)機(ji)上(shang)，則可能使鏡頭的(de)(de)(de)后鏡面(mian)碰到CCD的(de)(de)(de)敏感面(mian)的(de)(de)(de)保(bao)護玻璃，而(er)造成CCD攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)損(sun)壞，這一點在實用(yong)中需(xu)特別引起注(zhu)意。

D、最好(hao)選自動光圈鏡頭(tou)，以適應晝(zhou)夜照度很大(da)的(de)變(bian)化

由(you)于(yu)日夜監控，其(qi)照(zhao)度變(bian)(bian)化(hua)范圍很大(da)，因而最好選用能(neng)自動(dong)(dong)根據(ju)照(zhao)度變(bian)(bian)化(hua)的自動(dong)(dong)光(guang)圈(quan)鏡(jing)頭，以使圖像保(bao)持清晰。

E、鏡頭的分辨率與透光率要(yao)(yao)達到要(yao)(yao)求

用(yong)的(de)成(cheng)像鏡頭(tou)的(de)分辨率(lv)必須(xu)要大于(yu)攝像機的(de)分辨率(lv)，否則達不到所要求(qiu)的(de)清(qing)晰效果。并(bing)且鏡頭(tou)中鏡片的(de)透光(guang)率(lv)要好，即對光(guang)的(de)衰減(jian)要非常小。

F、監視(shi)距離1公里(li)以(yi)上，還需選用(yong)激光(guang)擴(kuo)束準直鏡(jing)頭(tou)

要根據(ju)欲觀察場景的(de)(de)大(da)小與距(ju)離選擇合適的(de)(de)激(ji)光(guang)擴束(shu)準直(zhi)鏡(jing)頭，使激(ji)光(guang)束(shu)能照亮所需監(jian)控的(de)(de)場景，以便監(jian)控場景的(de)(de)反射光(guang)能被攝(she)像機所接收。

G、注意選擇(ze)有(you)性能好(hao)的視(shi)窗玻璃的防(fang)護罩

除(chu)選紅(hong)(hong)外燈(deng)、攝(she)像(xiang)機、鏡頭外，還要注意(yi)(yi)防護(hu)罩、供電電源等的(de)(de)成套綜(zong)合考慮。因為防護(hu)罩對紅(hong)(hong)外燈(deng)的(de)(de)效果就(jiu)有(you)影響，如紅(hong)(hong)外光(guang)通過不(bu)(bu)同介(jie)質，透(tou)射率(lv)(lv)和反(fan)射率(lv)(lv)就(jiu)不(bu)(bu)同。例(li)如，不(bu)(bu)同的(de)(de)視窗玻璃(li)，特別是自動(dong)除(chu)霜鍍膜玻璃(li)，對紅(hong)(hong)外光(guang)的(de)(de)衰減也不(bu)(bu)同，所以要注意(yi)(yi)選擇具有(you)性能好的(de)(de)視窗玻璃(li)的(de)(de)防護(hu)罩。