隨著安防視頻監(jian)控系統工程中(zhong)對夜視監(jian)控的需求(qiu)越來越廣，紅外(wai)攝像機(ji)已經進入了攝像機(ji)的主流市場(chang)，銷(xiao)量(liang)與日俱增，在紅外(wai)夜視技術(shu)應(ying)用上(shang)出(chu)現問題也逐漸暴露出(chu)來。

實(shi)(shi)際(ji)上(shang)，夜(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)借助于光電(dian)成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)器件實(shi)(shi)現夜(ye)(ye)間觀(guan)(guan)察(cha)(cha)的(de)一(yi)種光電(dian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)。它(ta)包括微光夜(ye)(ye)視和紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視兩類：微光夜(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)是(shi)通過帶像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增強管的(de)一(yi)種夜(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，它(ta)實(shi)(shi)際(ji)就(jiu)是(shi)對夜(ye)(ye)天光照亮的(de)微弱目(mu)標像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)進行增強，以供觀(guan)(guan)察(cha)(cha)的(de)光電(dian)成像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)。這里主要講主動(dong)紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，它(ta)是(shi)通過主動(dong)照射并利用(yong)目(mu)標反(fan)射紅(hong)外(wai)源(yuan)的(de)紅(hong)外(wai)光來實(shi)(shi)施(shi)觀(guan)(guan)察(cha)(cha)的(de)一(yi)種夜(ye)(ye)視技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，其(qi)對應(ying)裝備為主動(dong)紅(hong)外(wai)夜(ye)(ye)視儀，實(shi)(shi)際(ji)核(he)心(xin)就(jiu)是(shi)紅(hong)外(wai)攝像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機。

紅(hong)外(wai)光源、由非直視型光電(dian)成(cheng)(cheng)像(xiang)器(qi)件CCD或CMOS圖像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)為核(he)心組成(cheng)(cheng)的(de)攝(she)(she)像(xiang)機(ji)和(he)成(cheng)(cheng)像(xiang)畫面所(suo)需的(de)鏡頭(tou)等配合選擇(ze)是主導紅(hong)外(wai)攝(she)(she)像(xiang)機(ji)夜(ye)間監視的(de)效果優(you)劣的(de)三大因素。

一、紅(hong)外光源(yuan)的選(xuan)擇

紅外光(guang)(guang)是一(yi)種(zhong)(zhong)波長大于780nm的不可見(jian)光(guang)(guang)。一(yi)般，產生這種(zhong)(zhong)不可見(jian)光(guang)(guang)的方(fang)法有下列(lie)三(san)種(zhong)(zhong)。

①、直接(jie)使用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出(chu)的紅外(wai)光(guang)(guang)。即在這兩種燈(deng)上安裝(zhuang)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)濾(lv)(lv)鏡，濾(lv)(lv)去可(ke)見(jian)光(guang)(guang)，只讓看不見(jian)的紅外(wai)射(she)線(xian)射(she)出(chu)；

②、使用紅(hong)外(wai)發光二(er)極管(guan)LED或LED陣列來(lai)產(chan)(chan)生(sheng)紅(hong)外(wai)光。這種(zhong)器(qi)件是通過(guo)砷化鎵(GaAs)半導(dao)體中的電子與空穴復合來(lai)產(chan)(chan)生(sheng)紅(hong)外(wai)光；

③、使用紅外激(ji)(ji)光(guang)二極管LD，也可作紅外光(guang)源。但(dan)它要把處于較低能態(tai)(tai)的電子激(ji)(ji)發或(huo)泵浦到較高(gao)能態(tai)(tai)上(shang)去，通過大量粒子分布(bu)反轉(zhuan)，共振而維持受激(ji)(ji)輻射紅外光(guang)。

第一種(zhong)光(guang)源為熱(re)紅外(wai)光(guang)源，其(qi)最(zui)大的優點是(shi)可(ke)制(zhi)成比較大的功(gong)率和大的輻(fu)照(zhao)角度，因此照(zhao)射的距離遠。其(qi)最(zui)大不(bu)足(zu)之處是(shi)包含可(ke)見(jian)光(guang)成份(fen)，即有紅暴，且使(shi)用壽命短(duan)，如果每天工(gong)作10小時(shi)(shi)，5000小時(shi)(shi)只能(neng)使(shi)用一年(nian)多，若考慮散熱(re)不(bu)夠，壽命還要短(duan)。為提(ti)高熱(re)輻(fu)射紅外(wai)燈的壽命，使(shi)用時(shi)(shi)還必須(xu)采用光(guang)控開(kai)關(guan)電(dian)路，以(yi)減小其(qi)工(gong)作時(shi)(shi)間。此外(wai)，還增加了延時(shi)(shi)開(kai)關(guan)電(dian)路以(yi)防環(huan)境光(guang)的干擾(rao)。

第二(er)種是(shi)使(shi)用半(ban)導體砷化鎵發光(guang)(guang)二(er)極管陣列(lie)組成的(de)紅外燈，尤其現(xian)在使(shi)用新技術開發生(sheng)產(chan)的(de)陣列(lie)式集(ji)成發光(guang)(guang)芯片LEDArray。其一個LED-Array的(de)光(guang)(guang)學輸(shu)出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)換代產(chan)品(pin)，LED-Array的(de)發光(guang)(guang)半(ban)功率角為10-120°(可變角)。

由于LED-Array為(wei)(wei)高(gao)(gao)度集成(cheng)的(de)(de)LED，而體(ti)積(ji)只有一個(ge)一分錢硬幣的(de)(de)大小，在(zai)室內可均勻照亮全部空間，其壽(shou)命為(wei)(wei)50，000個(ge)小時。它最(zui)初是運用在(zai)航空飛機上面(mian)，近年來(lai)由于民用夜(ye)間監(jian)(jian)控市(shi)場(chang)的(de)(de)發展，LED-Array才逐步走(zou)向民用市(shi)場(chang)，成(cheng)為(wei)(wei)高(gao)(gao)質量(liang)夜(ye)間監(jian)(jian)控的(de)(de)一種(zhong)理(li)想(xiang)選擇。

雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱紅外光(guang)源，但對(dui)于1km以上的(de)超遠距離場景(jing)的(de)監控(kong)，還是要選擇紅外LD光(guang)源。因(yin)為半(ban)導體激光(guang)器具有比LED亮度高、方向性強等(deng)特點。

通(tong)常，在選擇(ze)紅外光源(yuan)時要(yao)注意(yi)以下的幾個要(yao)點(dian)。

A、紅外(wai)燈(deng)距離選(xuan)擇要留有余量

選擇(ze)紅(hong)外燈時(shi)，特別注意標稱距(ju)離與實際(ji)輻(fu)照(zhao)(zhao)距(ju)離的(de)差距(ju)。因(yin)為有(you)些生產廠標稱的(de)可(ke)視(shi)距(ju)離往往偏(pian)大，所以在選擇(ze)紅(hong)外燈輻(fu)照(zhao)(zhao)距(ju)離時(shi)要進(jin)行實際(ji)測試，并且(qie)要留有(you)充(chong)足的(de)余量，才(cai)能使所觀察(cha)的(de)場景(jing)的(de)照(zhao)(zhao)度可(ke)靠。

B、應選用穩流源驅動的光源

因(yin)為LED是電(dian)流驅動器件，其發(fa)光亮度與(yu)功(gong)率同驅動電(dian)流成正比(bi)，而不(bu)是電(dian)壓。因(yin)此，為保(bao)持發(fa)光強(qiang)度不(bu)變，必須要選(xuan)用(yong)穩(wen)流源驅動的光源。

C、要選用(yong)散熱好的光源

因為發光(guang)管都有發熱與(yu)散熱問題，尤其功(gong)率大距離遠(yuan)的光(guang)源(yuan)發熱量(liang)大，所以必(bi)須(xu)要(yao)選用散熱好的光(guang)源(yuan)，才(cai)能保證工作(zuo)穩定可靠。

D、要選用有(you)光(guang)控開(kai)關自動控制電路(lu)的供電電路(lu)并與(yu)燈(deng)板分開(kai)的紅(hong)外光(guang)源

因為紅(hong)外(wai)燈的(de)(de)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)(lu)與燈板不分開，就會應(ying)發光管工(gong)作產生的(de)(de)熱(re)量影響供電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)元件性能，從而導致發光管發光不穩定，有了這種光控(kong)開關的(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)，就能使紅(hong)外(wai)燈白天關閉，夜晚(wan)打(da)開。

E、要根(gen)據監(jian)視距離選(xuan)用(yong)紅外(wai)燈

因紅(hong)(hong)外(wai)發光二極管LED可裝在鏡頭上(shang)，與感紅(hong)(hong)外(wai)攝(she)像機配(pei)用(yong)(yong)，或直接裝在攝(she)像機與鏡頭接口周圍的(de)機殼上(shang)。顯然，這兩(liang)種裝配(pei)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)LED少，其照射的(de)距離肯(ken)定不如單(dan)(dan)獨(du)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)LED燈照射的(de)遠。一(yi)(yi)(yi)般，50m以上(shang)，最好(hao)選用(yong)(yong)單(dan)(dan)獨(du)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)燈為(wei)好(hao)，另LD多用(yong)(yong)于1km以上(shang)距離的(de)監控(kong)場(chang)景(jing)的(de)夜視照明(ming)，但LD的(de)光束細而強，為(wei)使紅(hong)(hong)外(wai)光束照亮一(yi)(yi)(yi)定范(fan)圍的(de)場(chang)景(jing)，使用(yong)(yong)時還需要通過一(yi)(yi)(yi)個擴束鏡頭擴束才行。

二、攝像機的選擇

目前攝(she)像機(ji)的感光(guang)器件(jian)有CMOS與CCD兩種。同CCD一(yi)樣，CMOS圖(tu)像傳(chuan)感芯(xin)片對紅(hong)外光(guang)波也(ye)有反應(ying)，但它在890-980nm范圍內靈敏(min)度(du)(du)比CCD圖(tu)像傳(chuan)感芯(xin)片要高(gao)出許多(duo)，并隨(sui)波長(chang)增加而(er)衰減的梯度(du)(du)也(ye)慢一(yi)些(xie)。隨(sui)著CMOS圖(tu)像芯(xin)片的飛速(su)發(fa)展，其噪音訊(xun)號(hao)進一(yi)步降低(di)，且星光(guang)級(ji)的CMOS攝(she)像機(ji)也(ye)已有面市。因此，不一(yi)定局限(xian)在CCD攝(she)像機(ji)中選(xuan)擇，可充分利用各自(zi)的優勢選(xuan)取(qu)。一(yi)般，紅(hong)外攝(she)像機(ji)的選(xuan)擇要點如下。

A、應選低照度(du)攝像機，其照度(du)要求一(yi)般≤0.02Lux

有些攝像(xiang)機制造商(shang)或銷售商(shang)虛報最(zui)低照(zhao)度(du)，使夜視有效距(ju)離大(da)大(da)降(jiang)低，因此(ci)最(zui)好能(neng)具體測試。

月光(guang)級和(he)星光(guang)級等(deng)(deng)增感(gan)度(du)攝(she)像(xiang)機可工作(zuo)在(zai)很暗的(de)條(tiao)件下(xia)(xia)，但有些反光(guang)系數小的(de)地方還是達(da)不到要求(qiu)(qiu)，如沙漠，綠地，林區等(deng)(deng)。在(zai)這種(zhong)情況下(xia)(xia)，就需要采用(yong)由高性能像(xiang)增強器和(he)CCIR制(zhi)式(shi)的(de)黑(hei)白CCD通過纖維(wei)面板和(he)光(guang)錐直接耦合而成(cheng)的(de)微光(guang)夜視攝(she)像(xiang)機。總之，照度(du)越低越好，由于(yu)目前還不規范(fan)，不能相(xiang)信(xin)生產廠所標(biao)稱的(de)最低照度(du)，要在(zai)實用(yong)條(tiao)件下(xia)(xia)進行測試為好，通常照度(du)要求(qiu)(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選用的(de)紅外(wai)攝像(xiang)機(ji)圖像(xiang)傳(chuan)感器的(de)尺寸越大越好(hao)

因1/4CCD不能用于15m以上紅外(wai)夜(ye)視的(de)有(you)效(xiao)距離，因為1/4CCD的(de)光通(tong)(tong)量只有(you)1/3CCD的(de)50%。而(er)CCD尺(chi)寸大，接受的(de)光通(tong)(tong)量大；CCD尺(chi)寸小(xiao)，接受的(de)光通(tong)(tong)量就少。所以，夜(ye)視攝(she)像機(ji)多(duo)選1/2的(de)CCD，1/3的(de)要測(ce)試可(ke)行的(de)也可(ke)，但(dan)絕對不能選1/4的(de)。

C、紅外攝像機(ji)要有(you)自動(dong)電子快門與自動(dong)增益控制(AGC)功(gong)能

因為有了這些(xie)功(gong)能，才能使(shi)信號調整到(dao)比較(jiao)好的(de)狀態(tai)，以滿足觀(guan)察的(de)效(xiao)果。

D、需隱蔽場合(he)選(xuan)CMOS超微型攝(she)像(xiang)機

由于低功耗、高(gao)集成(cheng)、小(xiao)體積只有CMOS圖像傳(chuan)感器才能(neng)(neng)辦到，因(yin)而(er)可作成(cheng)襯衫鈕扣、西裝鈕扣般(ban)大小(xiao)的(de)CMOS攝像機(ji)。加(jia)上(shang)相應的(de)紅(hong)外(wai)光源(yuan)的(de)更加(jia)小(xiao)型化，以及高(gao)效能(neng)(neng)電池的(de)推出，使第三只眼睛將會無(wu)處不(bu)在。這樣，帶上(shang)一副(fu)夜視眼鏡和一頂(ding)配有紅(hong)外(wai)光源(yuan)和CMOS超微型攝像機(ji)的(de)帽子(zi)，黑夜將如(ru)同白(bai)晝。顯然，這將改(gai)變我們整(zheng)個社會生活的(de)面貌。

E、選配好(hao)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點

1、選穩壓電(dian)(dian)源。因市電(dian)(dian)AC220V不(bu)(bu)穩，如只(zhi)選一交流變直(zhi)流12V的變壓器(qi)而(er)不(bu)(bu)穩壓就會(hui)使(shi)(shi)攝(she)像機中的電(dian)(dian)路工作(zuo)不(bu)(bu)穩定，從而(er)使(shi)(shi)攝(she)像機的工作(zuo)不(bu)(bu)穩，所需性能就達不(bu)(bu)到要求；

2、選比攝像機(ji)(ji)(ji)的電流要大近一倍以上的小(xiao)電源(yuan)為(wei)好。如(ru)(ru)攝像機(ji)(ji)(ji)的電流為(wei)200mA或250mA，一般選500mA即足夠。若選太大如(ru)(ru)1A供1臺攝像機(ji)(ji)(ji)就體積偏大與價錢(qian)偏貴；太小(xiao)如(ru)(ru)等于攝像機(ji)(ji)(ji)的電流就可能(neng)發(fa)熱(因連續(xu)工(gong)作時間太長(chang))而(er)影(ying)響可靠性與工(gong)作壽命等。

三、鏡頭等的選(xuan)擇

攝(she)像機(ji)鏡(jing)頭是紅外攝(she)像機(ji)的(de)關鍵設備(bei)，它的(de)質量(liang)(指標)優劣直接影響到(dao)(dao)系統的(de)成像效(xiao)果，因(yin)此，鏡(jing)頭選(xuan)擇是否恰當即關系到(dao)(dao)系統質量(liang)，又關系到(dao)(dao)工程造價。因(yin)此，在選(xuan)擇鏡(jing)頭時(shi)要(yao)注(zhu)意以下幾個要(yao)點：

A、最好選紅外鏡頭

因普通(tong)的光(guang)學鏡頭(tou)(tou)，物(wu)體反射回鏡頭(tou)(tou)的紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)不能(neng)(neng)有效(xiao)聚焦(jiao)到CCD靶面(mian)上，此時紅(hong)(hong)外(wai)夜視(shi)效(xiao)果就會大打折扣，因而最(zui)好選(xuan)用紅(hong)(hong)外(wai)鏡頭(tou)(tou)。尤其是彩轉黑攝(she)像(xiang)機，不選(xuan)用紅(hong)(hong)外(wai)鏡頭(tou)(tou)就不能(neng)(neng)使日夜監視(shi)焦(jiao)面(mian)一致，致使日夜圖像(xiang)不能(neng)(neng)都保持(chi)清晰(xi)。

B、選用鏡頭的成像(xiang)尺寸最好與攝像(xiang)機中圖(tu)像(xiang)傳感器的尺寸一致

選用(yong)的(de)鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)尺(chi)寸(cun)應與攝像(xiang)機中(zhong)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸(cun)一致，如圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸(cun)是1/2“，則鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)尺(chi)寸(cun)必須是1/2“的(de)。

當鏡頭的(de)(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比(bi)(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機感光面(mian)(mian)的(de)(de)尺(chi)寸大時，不會影(ying)響(xiang)成像(xiang)(xiang)(xiang)，但實際(ji)成像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)視(shi)場角(jiao)(jiao)要比(bi)(bi)該鏡頭的(de)(de)標稱(cheng)視(shi)場角(jiao)(jiao)小(xiao)，而當鏡頭的(de)(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比(bi)(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機的(de)(de)感光面(mian)(mian)的(de)(de)尺(chi)寸小(xiao)時，就會影(ying)響(xiang)成像(xiang)(xiang)(xiang)，并表現為成像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)畫面(mian)(mian)四周(zhou)被鏡筒遮擋，在(zai)畫面(mian)(mian)的(de)(de)四個角(jiao)(jiao)上就會出現黑角(jiao)(jiao)。

由此可(ke)(ke)知，對1/3“的(de)攝(she)(she)像機，可(ke)(ke)選(xuan)用(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)鏡(jing)頭(tou)；對1/2“的(de)攝(she)(she)像機，可(ke)(ke)選(xuan)用(yong)1/2“、2/3“的(de)鏡(jing)頭(tou)，而不能用(yong)1/3的(de)鏡(jing)頭(tou)。因為CCD就(jiu)像人(ren)的(de)眼睛，鏡(jing)頭(tou)就(jiu)像人(ren)們用(yong)的(de)眼鏡(jing)，眼鏡(jing)太小，眼睛就(jiu)會看不清(qing)周邊的(de)事物。

C、最好選鏡(jing)頭與攝(she)像機的接(jie)口(kou)安裝方式一致

鏡(jing)(jing)頭與(yu)攝像(xiang)機的(de)接口(kou)安裝方(fang)式(shi)有C型安裝和CS型安裝兩(liang)種，兩(liang)者最(zui)好一致。如(ru)果選用了C型鏡(jing)(jing)頭，則需加一5mm厚的(de)接圈即可。若不(bu)加接圈就直接接到CS接口(kou)攝像(xiang)機上(shang)，則可能使鏡(jing)(jing)頭的(de)后鏡(jing)(jing)面碰(peng)到CCD的(de)敏感面的(de)保護玻璃，而造成CCD攝像(xiang)機的(de)損(sun)壞，這一點在實用中需特別(bie)引(yin)起(qi)注(zhu)意。

D、最好選(xuan)自(zi)動光圈(quan)鏡頭，以適應晝夜照度(du)很(hen)大的變化

由于日夜監控，其照(zhao)度變化范圍很大，因(yin)而最好選用能(neng)自動(dong)根據(ju)照(zhao)度變化的自動(dong)光圈(quan)鏡頭(tou)，以使圖像(xiang)保持清晰。

E、鏡頭的(de)分辨率與(yu)透光(guang)率要(yao)達到要(yao)求

用(yong)的(de)(de)成像鏡頭(tou)的(de)(de)分辨率(lv)必(bi)須(xu)要大于攝像機的(de)(de)分辨率(lv)，否則達不到所要求的(de)(de)清晰效果。并且(qie)鏡頭(tou)中鏡片(pian)的(de)(de)透光(guang)率(lv)要好，即對(dui)光(guang)的(de)(de)衰(shuai)減要非常小。

F、監視距離1公(gong)里以上，還需選用激光擴(kuo)束準(zhun)直鏡頭(tou)

要根(gen)據(ju)欲觀察場景的(de)(de)大小與距離選擇合適的(de)(de)激光(guang)擴束準直鏡頭，使激光(guang)束能照亮所需監控的(de)(de)場景，以(yi)便監控場景的(de)(de)反射(she)光(guang)能被攝像機所接(jie)收(shou)。

G、注意選擇(ze)有性能好的視窗(chuang)玻璃的防護罩(zhao)

除選紅(hong)(hong)外燈(deng)、攝像(xiang)機(ji)、鏡頭(tou)外，還要注意防(fang)(fang)護罩(zhao)、供電電源等的(de)成套綜合考慮。因(yin)為(wei)防(fang)(fang)護罩(zhao)對紅(hong)(hong)外燈(deng)的(de)效果就(jiu)有影響，如(ru)紅(hong)(hong)外光通過不同(tong)介(jie)質，透射率和反(fan)射率就(jiu)不同(tong)。例如(ru)，不同(tong)的(de)視(shi)窗玻(bo)璃，特別是自(zi)動(dong)除霜鍍(du)膜玻(bo)璃，對紅(hong)(hong)外光的(de)衰減也(ye)不同(tong)，所以要注意選擇具有性能好的(de)視(shi)窗玻(bo)璃的(de)防(fang)(fang)護罩(zhao)。