隨著安防視頻(pin)監控系統工程中對(dui)夜視監控的需求越(yue)來越(yue)廣，紅外攝像機已經進入(ru)了攝像機的主(zhu)流市場，銷(xiao)量與日(ri)俱增，在紅外夜視技術應(ying)用上出現(xian)問題(ti)也逐(zhu)漸暴露出來。

實(shi)(shi)際上，夜(ye)(ye)視技術(shu)是借助(zhu)于(yu)光電(dian)成像(xiang)器件實(shi)(shi)現夜(ye)(ye)間觀察(cha)的一(yi)(yi)種光電(dian)技術(shu)。它(ta)包括微光夜(ye)(ye)視和(he)紅(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)視兩類：微光夜(ye)(ye)視技術(shu)是通(tong)過帶像(xiang)增強(qiang)管的一(yi)(yi)種夜(ye)(ye)視技術(shu)，它(ta)實(shi)(shi)際就(jiu)是對(dui)夜(ye)(ye)天光照亮的微弱目(mu)(mu)標像(xiang)進行增強(qiang)，以(yi)供觀察(cha)的光電(dian)成像(xiang)技術(shu)。這里主(zhu)(zhu)要講主(zhu)(zhu)動紅(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)視技術(shu)，它(ta)是通(tong)過主(zhu)(zhu)動照射(she)并利用目(mu)(mu)標反射(she)紅(hong)外(wai)(wai)源的紅(hong)外(wai)(wai)光來實(shi)(shi)施觀察(cha)的一(yi)(yi)種夜(ye)(ye)視技術(shu)，其對(dui)應裝備為主(zhu)(zhu)動紅(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)視儀，實(shi)(shi)際核心(xin)就(jiu)是紅(hong)外(wai)(wai)攝像(xiang)機。

紅外光(guang)源、由(you)非直視型光(guang)電成像(xiang)(xiang)器件CCD或CMOS圖像(xiang)(xiang)傳感器為核心組成的(de)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)和成像(xiang)(xiang)畫(hua)面所(suo)需的(de)鏡頭等配合選擇是主(zhu)導紅外攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)夜間監視的(de)效果優劣的(de)三大因素。

一、紅外(wai)光源的選擇

紅外光是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)波(bo)長大于780nm的(de)(de)不(bu)可見光。一(yi)般，產生(sheng)這(zhe)種(zhong)(zhong)不(bu)可見光的(de)(de)方法(fa)有下列三種(zhong)(zhong)。

①、直接(jie)使用白(bai)熾燈(deng)或氙燈(deng)發出(chu)的(de)紅(hong)外(wai)光。即在這兩(liang)種燈(deng)上(shang)安裝可見光濾(lv)鏡，濾(lv)去可見光，只讓(rang)看不見的(de)紅(hong)外(wai)射線射出(chu)；

②、使(shi)用(yong)紅(hong)外發光二極管(guan)LED或LED陣列來產(chan)生(sheng)紅(hong)外光。這種器件是通過砷化(hua)鎵(GaAs)半導體(ti)中的(de)電子與空穴(xue)復(fu)合來產(chan)生(sheng)紅(hong)外光；

③、使用紅外激光二極管LD，也可作紅外光源。但它(ta)要把處(chu)于(yu)較低(di)能態(tai)的電(dian)子激發或泵浦到較高能態(tai)上去，通過大量粒子分布反轉，共振而維(wei)持受(shou)激輻(fu)射紅外光。

第(di)一種光(guang)(guang)源為熱(re)紅(hong)外光(guang)(guang)源，其最大(da)的優點是可制(zhi)成(cheng)比較大(da)的功率和(he)大(da)的輻照角(jiao)度，因(yin)此照射的距(ju)離遠(yuan)。其最大(da)不(bu)足之處是包含可見(jian)光(guang)(guang)成(cheng)份，即有紅(hong)暴，且使用(yong)壽命(ming)短，如果每天工作10小(xiao)(xiao)(xiao)時，5000小(xiao)(xiao)(xiao)時只(zhi)能使用(yong)一年多，若(ruo)考慮(lv)散熱(re)不(bu)夠，壽命(ming)還(huan)(huan)要短。為提高熱(re)輻射紅(hong)外燈的壽命(ming)，使用(yong)時還(huan)(huan)必(bi)須采用(yong)光(guang)(guang)控(kong)開關電路，以減小(xiao)(xiao)(xiao)其工作時間(jian)。此外，還(huan)(huan)增加了延時開關電路以防環境光(guang)(guang)的干擾。

第二(er)種是使用(yong)半導體砷化(hua)鎵(jia)發光(guang)二(er)極管陣(zhen)列組(zu)成(cheng)的(de)紅外燈，尤其(qi)現在使用(yong)新(xin)技術(shu)開發生產的(de)陣(zhen)列式集成(cheng)發光(guang)芯(xin)片LEDArray。其(qi)一個LED-Array的(de)光(guang)學輸出(chu)達到了800mw-1000mw，而(er)成(cheng)為普(pu)通(tong)LED的(de)換(huan)代產品，LED-Array的(de)發光(guang)半功率角為10-120°(可變角)。

由(you)于(yu)LED-Array為(wei)高度集成(cheng)的LED，而(er)體積只(zhi)有一(yi)個一(yi)分錢硬幣的大小(xiao)，在室內可均勻(yun)照亮全部空間，其壽命(ming)為(wei)50，000個小(xiao)時。它最初是運用(yong)(yong)在航(hang)空飛機上面，近(jin)年(nian)來(lai)由(you)于(yu)民用(yong)(yong)夜間監控市場的發展(zhan)，LED-Array才逐步走向民用(yong)(yong)市場，成(cheng)為(wei)高質(zhi)量夜間監控的一(yi)種理(li)想選擇(ze)。

雖然，紅(hong)外LED及(ji)LED-Array淘汰了(le)熱(re)紅(hong)外光(guang)源，但(dan)對(dui)于1km以上的(de)超遠距離場景的(de)監控，還(huan)是要選擇紅(hong)外LD光(guang)源。因(yin)為半導體(ti)激光(guang)器(qi)具有比LED亮(liang)度高、方向性強等(deng)特(te)點。

通常，在(zai)選擇紅(hong)外光源時要(yao)注意以下的幾個要(yao)點。

A、紅外燈距離(li)選擇要留有余量

選(xuan)擇紅外(wai)燈時(shi)，特別注意標(biao)(biao)稱(cheng)距(ju)(ju)(ju)離與實際輻照(zhao)距(ju)(ju)(ju)離的(de)差距(ju)(ju)(ju)。因為有些(xie)生產(chan)廠標(biao)(biao)稱(cheng)的(de)可視距(ju)(ju)(ju)離往(wang)往(wang)偏大，所以(yi)在選(xuan)擇紅外(wai)燈輻照(zhao)距(ju)(ju)(ju)離時(shi)要(yao)進行實際測試(shi)，并且要(yao)留(liu)有充足的(de)余量，才能使(shi)所觀察的(de)場景的(de)照(zhao)度可靠。

B、應選用(yong)穩流源驅動的光源

因為LED是電流驅(qu)動(dong)器件(jian)，其發光(guang)亮度(du)與功率同驅(qu)動(dong)電流成正(zheng)比(bi)，而不(bu)是電壓。因此(ci)，為保持發光(guang)強度(du)不(bu)變，必須要選用穩流源(yuan)驅(qu)動(dong)的光(guang)源(yuan)。

C、要選用(yong)散熱好的光源(yuan)

因(yin)為(wei)發(fa)(fa)光管都有發(fa)(fa)熱與(yu)散熱問題(ti)，尤其功率(lv)大(da)距(ju)離遠的光源發(fa)(fa)熱量大(da)，所以(yi)必(bi)須要選用散熱好(hao)的光源，才能保證工作穩定可靠。

D、要選用有光控開關自動控制(zhi)電(dian)路的供電(dian)電(dian)路并與(yu)燈板分開的紅外光源

因為紅外燈的(de)供電(dian)電(dian)路(lu)與燈板(ban)不分開，就會應發(fa)光(guang)管工(gong)作產生(sheng)的(de)熱量(liang)影響(xiang)供電(dian)電(dian)路(lu)的(de)元件性(xing)能，從而導致發(fa)光(guang)管發(fa)光(guang)不穩定，有了(le)這種光(guang)控(kong)開關的(de)電(dian)路(lu)，就能使紅外燈白天關閉，夜晚打(da)開。

E、要根據監視距離選用紅(hong)外燈(deng)

因紅(hong)外(wai)發光(guang)二(er)極(ji)管LED可(ke)裝在(zai)鏡(jing)頭(tou)上，與感紅(hong)外(wai)攝(she)像機配(pei)用(yong)，或直接裝在(zai)攝(she)像機與鏡(jing)頭(tou)接口周圍的(de)機殼上。顯(xian)然(ran)，這兩種裝配(pei)的(de)紅(hong)外(wai)LED少，其照射的(de)距離(li)肯定(ding)不(bu)如(ru)單獨的(de)紅(hong)外(wai)LED燈照射的(de)遠。一(yi)般，50m以上，最好選用(yong)單獨的(de)紅(hong)外(wai)燈為好，另LD多用(yong)于1km以上距離(li)的(de)監控場(chang)景的(de)夜視照明(ming)，但LD的(de)光(guang)束(shu)細而強，為使紅(hong)外(wai)光(guang)束(shu)照亮一(yi)定(ding)范圍的(de)場(chang)景，使用(yong)時還需要通過一(yi)個擴(kuo)束(shu)鏡(jing)頭(tou)擴(kuo)束(shu)才行。

二、攝(she)像機(ji)的選擇

目前(qian)攝(she)像機的(de)感光(guang)器件有CMOS與(yu)CCD兩種。同CCD一(yi)樣，CMOS圖像傳(chuan)感芯(xin)片(pian)對紅外(wai)光(guang)波也(ye)(ye)有反應(ying)，但它在(zai)890-980nm范圍內靈(ling)敏度比CCD圖像傳(chuan)感芯(xin)片(pian)要(yao)高出(chu)許多，并(bing)隨波長增加(jia)而衰減(jian)的(de)梯度也(ye)(ye)慢一(yi)些。隨著(zhu)CMOS圖像芯(xin)片(pian)的(de)飛速發展，其噪(zao)音訊號進(jin)一(yi)步降低，且(qie)星光(guang)級的(de)CMOS攝(she)像機也(ye)(ye)已有面(mian)市。因此，不一(yi)定局限在(zai)CCD攝(she)像機中選(xuan)擇，可充分(fen)利用各自的(de)優勢(shi)選(xuan)取。一(yi)般(ban)，紅外(wai)攝(she)像機的(de)選(xuan)擇要(yao)點如(ru)下。

A、應(ying)選低照度攝像機，其照度要(yao)求一般≤0.02Lux

有(you)些攝像機制造商或(huo)銷售商虛報最(zui)低照度，使夜視有(you)效距離大大降低，因(yin)此最(zui)好能具(ju)體測試。

月光(guang)級和(he)星光(guang)級等(deng)增感度(du)(du)攝像(xiang)機(ji)可(ke)工作在(zai)(zai)很暗的(de)條(tiao)件(jian)下，但有些(xie)反光(guang)系(xi)數小(xiao)的(de)地方還(huan)是達不到要求(qiu)，如沙漠，綠地，林區(qu)等(deng)。在(zai)(zai)這種情(qing)況下，就需要采用由高性能像(xiang)增強器和(he)CCIR制式的(de)黑白CCD通(tong)過纖(xian)維(wei)面(mian)板和(he)光(guang)錐直(zhi)接耦(ou)合而成的(de)微光(guang)夜視攝像(xiang)機(ji)。總之，照(zhao)(zhao)度(du)(du)越低越好(hao)，由于目前(qian)還(huan)不規范(fan)，不能相信生產(chan)廠所(suo)標稱的(de)最低照(zhao)(zhao)度(du)(du)，要在(zai)(zai)實(shi)用條(tiao)件(jian)下進行測試為好(hao)，通(tong)常照(zhao)(zhao)度(du)(du)要求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選(xuan)用的(de)紅外攝(she)像(xiang)機圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺(chi)寸越(yue)大越(yue)好

因1/4CCD不能用于15m以上紅(hong)外(wai)夜視(shi)的(de)(de)有效距離，因為1/4CCD的(de)(de)光(guang)通量只有1/3CCD的(de)(de)50%。而(er)CCD尺寸(cun)大，接受(shou)的(de)(de)光(guang)通量大；CCD尺寸(cun)小，接受(shou)的(de)(de)光(guang)通量就少。所以，夜視(shi)攝像機(ji)多選(xuan)1/2的(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)要測試可行的(de)(de)也(ye)可，但絕對不能選(xuan)1/4的(de)(de)。

C、紅外攝像機要有自(zi)動電(dian)子快門與自(zi)動增益控制(zhi)(AGC)功(gong)能(neng)

因為有了這些功能(neng)，才能(neng)使信號(hao)調整到比(bi)較好的(de)狀態，以(yi)滿足觀察的(de)效(xiao)果。

D、需(xu)隱(yin)蔽(bi)場合選CMOS超(chao)微型攝(she)像機

由于低功耗(hao)、高集成、小(xiao)體積只有CMOS圖像傳感(gan)器才能(neng)辦(ban)到，因而可作成襯衫(shan)鈕(niu)扣(kou)、西裝鈕(niu)扣(kou)般大小(xiao)的(de)(de)CMOS攝像機。加上(shang)相應(ying)的(de)(de)紅外(wai)光源(yuan)的(de)(de)更(geng)加小(xiao)型化(hua)，以及高效(xiao)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)(de)推出(chu)，使(shi)第三只眼睛將會(hui)無(wu)處(chu)不在(zai)。這樣，帶上(shang)一副(fu)夜(ye)視眼鏡和(he)一頂配有紅外(wai)光源(yuan)和(he)CMOS超微(wei)型攝像機的(de)(de)帽(mao)子，黑夜(ye)將如同白(bai)晝。顯然，這將改變我們整個社會(hui)生(sheng)活(huo)的(de)(de)面貌。

E、選(xuan)配(pei)好攝(she)像(xiang)機的配(pei)套穩壓小電源

攝(she)像機的(de)電源的(de)選取要注意(yi)如(ru)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)變直流(liu)12V的(de)變壓(ya)(ya)器而不穩(wen)壓(ya)(ya)就(jiu)會使(shi)攝(she)像機(ji)中的(de)電路(lu)工(gong)(gong)作不穩(wen)定(ding)，從而使(shi)攝(she)像機(ji)的(de)工(gong)(gong)作不穩(wen)，所需性能就(jiu)達(da)不到要求；

2、選(xuan)(xuan)比攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)(dian)流要大近一倍以上的(de)小(xiao)電(dian)(dian)源(yuan)為好。如攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)(dian)流為200mA或(huo)250mA，一般選(xuan)(xuan)500mA即足(zu)夠。若選(xuan)(xuan)太(tai)大如1A供(gong)1臺攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)就(jiu)(jiu)體積偏大與(yu)(yu)價錢(qian)偏貴；太(tai)小(xiao)如等(deng)于攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)電(dian)(dian)流就(jiu)(jiu)可(ke)能(neng)發(fa)熱(因連(lian)續工作時間太(tai)長(chang))而影響可(ke)靠性與(yu)(yu)工作壽命等(deng)。

三、鏡頭等(deng)的選擇

攝像機鏡頭是紅外攝像機的關(guan)(guan)鍵設備，它的質量(指標)優劣直接影(ying)響到系統的成像效果(guo)，因此(ci)，鏡頭選(xuan)擇是否(fou)恰當(dang)即關(guan)(guan)系到系統質量，又關(guan)(guan)系到工程(cheng)造(zao)價。因此(ci)，在(zai)選(xuan)擇鏡頭時要注意以下幾(ji)個要點：

A、最好選紅(hong)外鏡頭

因普通(tong)的光學(xue)鏡(jing)頭(tou)，物體反(fan)射回鏡(jing)頭(tou)的紅(hong)(hong)(hong)外(wai)光不(bu)能有效聚焦到CCD靶面上，此時紅(hong)(hong)(hong)外(wai)夜視(shi)效果就會(hui)大打(da)折(zhe)扣，因而最(zui)好選用紅(hong)(hong)(hong)外(wai)鏡(jing)頭(tou)。尤其是彩轉黑攝像(xiang)機，不(bu)選用紅(hong)(hong)(hong)外(wai)鏡(jing)頭(tou)就不(bu)能使日夜監視(shi)焦面一致(zhi)，致(zhi)使日夜圖像(xiang)不(bu)能都(dou)保持清晰。

B、選(xuan)用鏡頭的(de)成像(xiang)尺寸最好與攝(she)像(xiang)機中圖像(xiang)傳感器的(de)尺寸一致(zhi)

選用的鏡頭(tou)的成像(xiang)(xiang)尺寸應與攝像(xiang)(xiang)機中圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器的尺寸一致(zhi)，如圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器的尺寸是(shi)1/2“，則(ze)鏡頭(tou)的成像(xiang)(xiang)尺寸必須是(shi)1/2“的。

當鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)機(ji)感(gan)光面的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)大時，不會(hui)影響成(cheng)像(xiang)(xiang)，但實(shi)際成(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)視(shi)場角(jiao)要比(bi)該鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)標稱視(shi)場角(jiao)小，而(er)當鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)感(gan)光面的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)小時，就會(hui)影響成(cheng)像(xiang)(xiang)，并表現(xian)為成(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)畫面四周被鏡(jing)筒遮擋，在(zai)畫面的(de)(de)四個角(jiao)上就會(hui)出現(xian)黑角(jiao)。

由此可知，對1/3“的攝像機，可選用1/3“、1/2“和2/3“的鏡(jing)頭(tou)；對1/2“的攝像機，可選用1/2“、2/3“的鏡(jing)頭(tou)，而不能用1/3的鏡(jing)頭(tou)。因為CCD就像人的眼(yan)(yan)睛(jing)，鏡(jing)頭(tou)就像人們用的眼(yan)(yan)鏡(jing)，眼(yan)(yan)鏡(jing)太小，眼(yan)(yan)睛(jing)就會看不清周(zhou)邊的事(shi)物。

C、最好選鏡(jing)頭與攝像機(ji)的接口安裝方式一致

鏡頭與攝像(xiang)機的接口安裝(zhuang)方式有C型(xing)安裝(zhuang)和CS型(xing)安裝(zhuang)兩(liang)種，兩(liang)者最(zui)好一(yi)致。如(ru)果(guo)選用(yong)了C型(xing)鏡頭，則(ze)需(xu)加一(yi)5mm厚的接圈(quan)即可。若不(bu)加接圈(quan)就(jiu)直接接到(dao)CS接口攝像(xiang)機上，則(ze)可能使鏡頭的后(hou)鏡面(mian)碰到(dao)CCD的敏感面(mian)的保護玻璃，而造(zao)成(cheng)CCD攝像(xiang)機的損壞，這(zhe)一(yi)點在實用(yong)中需(xu)特別引起注意。

D、最好選自動光圈鏡(jing)頭，以適應晝(zhou)夜(ye)照度很大的變化

由于日夜(ye)監控，其照度變化范(fan)圍很大(da)，因而最好(hao)選用(yong)能(neng)自(zi)動(dong)根(gen)據照度變化的自(zi)動(dong)光圈鏡(jing)頭，以使圖(tu)像保(bao)持清晰(xi)。

E、鏡頭的分辨(bian)率(lv)與透光率(lv)要(yao)達到要(yao)求

用的(de)成像鏡頭的(de)分(fen)辨率(lv)必須(xu)要大于攝像機(ji)的(de)分(fen)辨率(lv)，否則達不到所要求(qiu)的(de)清晰效(xiao)果。并且鏡頭中鏡片的(de)透光(guang)率(lv)要好，即對光(guang)的(de)衰減要非常(chang)小。

F、監視距離1公里以(yi)上，還需選用(yong)激光擴束準直鏡頭

要(yao)根據(ju)欲(yu)觀察(cha)場(chang)景的大小與距(ju)離選擇合適(shi)的激光(guang)擴(kuo)束準直(zhi)鏡(jing)頭(tou)，使激光(guang)束能照亮所(suo)(suo)需(xu)監(jian)控(kong)的場(chang)景，以便監(jian)控(kong)場(chang)景的反射光(guang)能被攝像機(ji)所(suo)(suo)接收(shou)。

G、注意選擇(ze)有性能好的視窗玻璃(li)的防護罩

除選(xuan)紅外(wai)(wai)燈(deng)(deng)、攝像機、鏡頭外(wai)(wai)，還要注意(yi)防護(hu)罩、供電(dian)電(dian)源等的成套綜合考慮。因為防護(hu)罩對紅外(wai)(wai)燈(deng)(deng)的效(xiao)果就有影響(xiang)，如紅外(wai)(wai)光通過(guo)不(bu)同介質(zhi)，透射率和反射率就不(bu)同。例如，不(bu)同的視窗玻璃，特別是自動除霜(shuang)鍍膜玻璃，對紅外(wai)(wai)光的衰減也不(bu)同，所以要注意(yi)選(xuan)擇(ze)具(ju)有性(xing)能好的視窗玻璃的防護(hu)罩。