隨著安防視(shi)頻監(jian)控(kong)系統工程中對夜視(shi)監(jian)控(kong)的(de)(de)需求越來越廣，紅(hong)外攝像機(ji)已經(jing)進入了攝像機(ji)的(de)(de)主(zhu)流市場，銷量(liang)與日俱增，在紅(hong)外夜視(shi)技(ji)術應用上出現問題也逐漸暴露(lu)出來。

實(shi)(shi)際上，夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)(shu)(shu)是(shi)(shi)(shi)借(jie)助于光(guang)(guang)(guang)電成像(xiang)器件實(shi)(shi)現夜(ye)(ye)(ye)間(jian)觀察的(de)(de)一種光(guang)(guang)(guang)電技術(shu)(shu)(shu)。它(ta)包括微(wei)光(guang)(guang)(guang)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)和(he)紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)兩類：微(wei)光(guang)(guang)(guang)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)(shu)(shu)是(shi)(shi)(shi)通過(guo)帶像(xiang)增(zeng)強管的(de)(de)一種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)(shu)(shu)，它(ta)實(shi)(shi)際就(jiu)是(shi)(shi)(shi)對(dui)夜(ye)(ye)(ye)天(tian)光(guang)(guang)(guang)照亮的(de)(de)微(wei)弱目標像(xiang)進(jin)行增(zeng)強，以供觀察的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)電成像(xiang)技術(shu)(shu)(shu)。這里主(zhu)要(yao)講(jiang)主(zhu)動紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)(shu)(shu)，它(ta)是(shi)(shi)(shi)通過(guo)主(zhu)動照射并(bing)利用目標反射紅外(wai)源(yuan)的(de)(de)紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)來實(shi)(shi)施觀察的(de)(de)一種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)(shu)(shu)，其對(dui)應裝備為主(zhu)動紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)儀，實(shi)(shi)際核心就(jiu)是(shi)(shi)(shi)紅外(wai)攝像(xiang)機。

紅外光(guang)源、由非直視型光(guang)電成像器件CCD或CMOS圖像傳感器為核心組成的攝像機和(he)成像畫面所需的鏡頭等配合(he)選(xuan)擇是主(zhu)導(dao)紅外攝像機夜間監視的效(xiao)果(guo)優劣的三大因素。

一、紅外光(guang)源(yuan)的選擇

紅外光是(shi)一(yi)種(zhong)波長(chang)大(da)于780nm的不可見光。一(yi)般，產生(sheng)這種(zhong)不可見光的方法有下(xia)列三種(zhong)。

①、直接使用(yong)白熾燈或氙燈發出的紅外光(guang)(guang)。即在這兩種(zhong)燈上安裝可見(jian)光(guang)(guang)濾鏡，濾去(qu)可見(jian)光(guang)(guang)，只(zhi)讓看不見(jian)的紅外射線(xian)射出；

②、使用紅外(wai)發光(guang)二極管LED或(huo)LED陣列來(lai)產(chan)生紅外(wai)光(guang)。這種器件是通過砷(shen)化鎵(GaAs)半導(dao)體中(zhong)的(de)電子(zi)與空穴復(fu)合來(lai)產(chan)生紅外(wai)光(guang)；

③、使用紅外(wai)激(ji)光二極管LD，也(ye)可作(zuo)紅外(wai)光源(yuan)。但它(ta)要(yao)把處于較低能(neng)態的電子激(ji)發或泵浦到(dao)較高(gao)能(neng)態上去，通過(guo)大量粒子分布反轉，共振而維持受激(ji)輻(fu)射(she)紅外(wai)光。

第一種光(guang)源為(wei)熱(re)紅外(wai)光(guang)源，其(qi)(qi)最(zui)大(da)(da)的(de)優(you)點是(shi)可(ke)制成比(bi)較(jiao)大(da)(da)的(de)功率和大(da)(da)的(de)輻照角度，因此照射的(de)距(ju)離遠。其(qi)(qi)最(zui)大(da)(da)不足之處是(shi)包含可(ke)見光(guang)成份，即(ji)有紅暴(bao)，且使用壽命短(duan)，如果每天工(gong)作10小時(shi)，5000小時(shi)只(zhi)能(neng)使用一年多(duo)，若(ruo)考慮散熱(re)不夠(gou)，壽命還要短(duan)。為(wei)提高熱(re)輻射紅外(wai)燈的(de)壽命，使用時(shi)還必須采(cai)用光(guang)控開(kai)關(guan)電(dian)(dian)路(lu)，以減小其(qi)(qi)工(gong)作時(shi)間。此外(wai)，還增加了延時(shi)開(kai)關(guan)電(dian)(dian)路(lu)以防環境光(guang)的(de)干擾。

第二(er)種是使用(yong)半導體(ti)砷化鎵發(fa)光(guang)二(er)極管陣列組(zu)成(cheng)的紅外(wai)燈，尤(you)其(qi)現在使用(yong)新技術(shu)開發(fa)生產(chan)的陣列式集成(cheng)發(fa)光(guang)芯片LEDArray。其(qi)一(yi)個LED-Array的光(guang)學輸出達到了(le)800mw-1000mw，而成(cheng)為(wei)(wei)普通LED的換代產(chan)品，LED-Array的發(fa)光(guang)半功率角為(wei)(wei)10-120°(可變角)。

由于LED-Array為高度集成(cheng)的(de)(de)LED，而體積(ji)只有一(yi)(yi)個一(yi)(yi)分錢(qian)硬(ying)幣的(de)(de)大小，在室內(nei)可均勻照亮(liang)全部(bu)空(kong)間(jian)(jian)，其壽命為50，000個小時。它最初是運用(yong)在航空(kong)飛機上面，近年來(lai)由于民(min)用(yong)夜間(jian)(jian)監(jian)控市場(chang)的(de)(de)發展，LED-Array才逐步走(zou)向(xiang)民(min)用(yong)市場(chang)，成(cheng)為高質(zhi)量夜間(jian)(jian)監(jian)控的(de)(de)一(yi)(yi)種理想(xiang)選擇。

雖(sui)然，紅外(wai)LED及LED-Array淘汰了熱紅外(wai)光源，但對于1km以上的超(chao)遠(yuan)距離場(chang)景的監控，還(huan)是要(yao)選擇紅外(wai)LD光源。因為(wei)半導體激光器具(ju)有比(bi)LED亮(liang)度高、方向性強等特點。

通常，在選擇紅(hong)外光源時要注(zhu)意以下的(de)幾個要點。

A、紅外燈(deng)距離選擇要(yao)留有余量(liang)

選擇(ze)紅(hong)外燈時，特別注意(yi)標稱距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)與(yu)實際輻照距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)的差(cha)距(ju)(ju)(ju)。因為有些生產廠標稱的可(ke)視距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)往往偏(pian)大，所以在選擇(ze)紅(hong)外燈輻照距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)時要(yao)進行實際測試，并且要(yao)留有充足的余量，才(cai)能使所觀察的場景的照度可(ke)靠。

B、應選用穩流源驅動的光源

因(yin)為(wei)LED是電流(liu)驅(qu)動器件，其發(fa)光(guang)亮(liang)度與功率同(tong)驅(qu)動電流(liu)成正比，而不是電壓。因(yin)此，為(wei)保持發(fa)光(guang)強度不變，必(bi)須要選用(yong)穩流(liu)源驅(qu)動的光(guang)源。

C、要選用散熱好的光(guang)源(yuan)

因為發(fa)光(guang)管(guan)都有發(fa)熱與散熱問題，尤(you)其(qi)功率(lv)大(da)距(ju)離遠的光(guang)源發(fa)熱量大(da)，所以必(bi)須要(yao)選用散熱好的光(guang)源，才(cai)能(neng)保證工(gong)作穩定可靠。

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

因為紅外燈的(de)供(gong)電電路與燈板不(bu)分開(kai)，就會應發(fa)光(guang)管工作產生的(de)熱量(liang)影響(xiang)供(gong)電電路的(de)元件性能，從而(er)導致發(fa)光(guang)管發(fa)光(guang)不(bu)穩定(ding)，有了這(zhe)種光(guang)控開(kai)關(guan)的(de)電路，就能使(shi)紅外燈白天關(guan)閉(bi)，夜晚打開(kai)。

E、要(yao)根據監視距離選用(yong)紅外(wai)燈(deng)

因紅(hong)外(wai)發(fa)光二(er)極管LED可(ke)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)鏡(jing)頭上(shang)，與感紅(hong)外(wai)攝(she)像機配(pei)(pei)用，或直接裝(zhuang)(zhuang)在(zai)攝(she)像機與鏡(jing)頭接口(kou)周圍的(de)(de)機殼上(shang)。顯然，這兩(liang)種裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)的(de)(de)紅(hong)外(wai)LED少，其照(zhao)(zhao)射的(de)(de)距離肯定(ding)不如單(dan)獨(du)的(de)(de)紅(hong)外(wai)LED燈照(zhao)(zhao)射的(de)(de)遠。一(yi)般，50m以(yi)上(shang)，最好選用單(dan)獨(du)的(de)(de)紅(hong)外(wai)燈為好，另LD多用于1km以(yi)上(shang)距離的(de)(de)監控(kong)場(chang)景(jing)的(de)(de)夜視照(zhao)(zhao)明，但LD的(de)(de)光束(shu)細而強，為使(shi)紅(hong)外(wai)光束(shu)照(zhao)(zhao)亮(liang)一(yi)定(ding)范圍的(de)(de)場(chang)景(jing)，使(shi)用時還需要通(tong)過一(yi)個擴束(shu)鏡(jing)頭擴束(shu)才行。

二、攝(she)像機的選擇

目(mu)前(qian)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)感(gan)(gan)光器件有CMOS與CCD兩種。同(tong)CCD一樣，CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)對紅外光波(bo)也(ye)有反應(ying)，但它在890-980nm范圍內靈敏度比CCD圖(tu)像(xiang)(xiang)傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)要(yao)高出許多，并隨波(bo)長增加(jia)而衰減的(de)(de)(de)梯度也(ye)慢一些。隨著CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)飛速發(fa)展，其噪音訊號進一步降(jiang)低，且星光級的(de)(de)(de)CMOS攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機也(ye)已(yi)有面市(shi)。因此，不一定局限在CCD攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機中選(xuan)擇，可充分利用各(ge)自(zi)的(de)(de)(de)優勢選(xuan)取。一般(ban)，紅外攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)選(xuan)擇要(yao)點如下。

A、應選低照(zhao)度攝像機(ji)，其(qi)照(zhao)度要(yao)求一般(ban)≤0.02Lux

有些(xie)攝像機制造商或銷(xiao)售商虛報最低照度，使夜視有效(xiao)距離大(da)大(da)降(jiang)低，因此最好能(neng)具(ju)體測試(shi)。

月光(guang)級和(he)星光(guang)級等增(zeng)感(gan)度(du)(du)攝像機(ji)可工作在(zai)很暗的(de)條件下，但有些反光(guang)系數小的(de)地方還是達不(bu)到要求(qiu)，如沙漠，綠地，林區等。在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，就需(xu)要采用由(you)高性能像增(zeng)強器和(he)CCIR制式的(de)黑白CCD通過纖維面(mian)板和(he)光(guang)錐直接耦(ou)合而(er)成的(de)微光(guang)夜視攝像機(ji)。總之，照度(du)(du)越低(di)越好(hao)，由(you)于目前還不(bu)規范，不(bu)能相信(xin)生(sheng)產廠所(suo)標稱的(de)最(zui)低(di)照度(du)(du)，要在(zai)實用條件下進行測試為(wei)好(hao)，通常(chang)照度(du)(du)要求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選用的紅外攝像機圖像傳感(gan)器的尺寸越大越好

因(yin)1/4CCD不能用于15m以上紅外夜視(shi)的(de)有效距離，因(yin)為1/4CCD的(de)光(guang)通(tong)量只有1/3CCD的(de)50%。而(er)CCD尺寸大，接受(shou)的(de)光(guang)通(tong)量大；CCD尺寸小，接受(shou)的(de)光(guang)通(tong)量就少。所以，夜視(shi)攝(she)像機多選(xuan)1/2的(de)CCD，1/3的(de)要測試可(ke)行的(de)也可(ke)，但絕對(dui)不能選(xuan)1/4的(de)。

C、紅外(wai)攝像機要有自動電(dian)子快門與自動增益控制(AGC)功能

因為有了這(zhe)些(xie)功能，才能使信號調(diao)整(zheng)到(dao)比較(jiao)好的狀態，以滿足觀察的效果(guo)。

D、需隱蔽場合選CMOS超微型攝像(xiang)機

由于低功耗、高集(ji)成、小(xiao)體積只有(you)CMOS圖像(xiang)傳感(gan)器才能辦到(dao)，因而可作成襯衫鈕扣、西裝鈕扣般(ban)大小(xiao)的(de)CMOS攝(she)像(xiang)機(ji)。加上(shang)相應的(de)紅外光源(yuan)的(de)更加小(xiao)型(xing)化，以(yi)及高效能電池的(de)推出(chu)，使第三只眼(yan)睛將(jiang)會無處不在。這樣(yang)，帶上(shang)一副夜視(shi)眼(yan)鏡和(he)一頂配有(you)紅外光源(yuan)和(he)CMOS超微型(xing)攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)帽子，黑夜將(jiang)如(ru)同白(bai)晝。顯然，這將(jiang)改變我們整個(ge)社會生活的(de)面貌。

E、選配好攝(she)像機的配套(tao)穩壓小電源

攝像機的(de)電源(yuan)的(de)選取要(yao)注(zhu)意如下兩(liang)點

1、選(xuan)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)電源。因市(shi)電AC220V不(bu)穩(wen)，如只選(xuan)一交流(liu)變(bian)直流(liu)12V的變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器而(er)不(bu)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)就會使攝像機中的電路(lu)工作不(bu)穩(wen)定，從而(er)使攝像機的工作不(bu)穩(wen)，所(suo)需性(xing)能就達不(bu)到要求；

2、選(xuan)(xuan)比攝像機(ji)的(de)(de)電(dian)流要大(da)近(jin)一(yi)倍(bei)以上的(de)(de)小電(dian)源為(wei)好。如攝像機(ji)的(de)(de)電(dian)流為(wei)200mA或250mA，一(yi)般選(xuan)(xuan)500mA即(ji)足夠。若選(xuan)(xuan)太大(da)如1A供1臺攝像機(ji)就(jiu)體積偏大(da)與(yu)價(jia)錢偏貴；太小如等于攝像機(ji)的(de)(de)電(dian)流就(jiu)可(ke)能發熱(因連續(xu)工作時間太長)而影響可(ke)靠性與(yu)工作壽命等。

三、鏡頭(tou)等(deng)的選擇(ze)

攝像機鏡(jing)(jing)頭是紅外攝像機的(de)關(guan)(guan)鍵設備，它的(de)質量(liang)(指標)優劣直接(jie)影響(xiang)到(dao)(dao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統的(de)成(cheng)像效果，因此，鏡(jing)(jing)頭選擇是否恰(qia)當即關(guan)(guan)系(xi)(xi)(xi)(xi)到(dao)(dao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統質量(liang)，又關(guan)(guan)系(xi)(xi)(xi)(xi)到(dao)(dao)工程造價。因此，在選擇鏡(jing)(jing)頭時要注意以下幾(ji)個要點：

A、最好(hao)選紅(hong)外鏡(jing)頭

因(yin)普(pu)通的光(guang)學(xue)鏡(jing)(jing)頭，物體反(fan)射回鏡(jing)(jing)頭的紅(hong)外(wai)光(guang)不(bu)能(neng)有效聚焦(jiao)到CCD靶面上，此時紅(hong)外(wai)夜視效果就會大打折(zhe)扣，因(yin)而(er)最好選用(yong)紅(hong)外(wai)鏡(jing)(jing)頭。尤其是彩轉(zhuan)黑攝像機(ji)，不(bu)選用(yong)紅(hong)外(wai)鏡(jing)(jing)頭就不(bu)能(neng)使日夜監視焦(jiao)面一致，致使日夜圖像不(bu)能(neng)都保持清晰。

B、選用鏡頭的成(cheng)像尺寸最好與攝(she)像機中圖像傳感器(qi)的尺寸一致

選用的(de)(de)(de)鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)尺寸應與(yu)攝像(xiang)(xiang)機中圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器的(de)(de)(de)尺寸一致，如圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器的(de)(de)(de)尺寸是1/2“，則鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)尺寸必須是1/2“的(de)(de)(de)。

當鏡頭(tou)的(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)比攝(she)像(xiang)(xiang)機感(gan)光(guang)面(mian)的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)大(da)時，不會(hui)影響(xiang)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，但實際成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)視場角(jiao)要比該鏡頭(tou)的(de)(de)標(biao)稱視場角(jiao)小(xiao)，而當鏡頭(tou)的(de)(de)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)比攝(she)像(xiang)(xiang)機的(de)(de)感(gan)光(guang)面(mian)的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)小(xiao)時，就(jiu)會(hui)影響(xiang)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)，并表現為成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)(de)畫面(mian)四周被鏡筒(tong)遮(zhe)擋，在畫面(mian)的(de)(de)四個(ge)角(jiao)上就(jiu)會(hui)出現黑角(jiao)。

由此可(ke)知，對1/3“的攝像(xiang)機，可(ke)選用(yong)(yong)(yong)1/3“、1/2“和2/3“的鏡(jing)頭；對1/2“的攝像(xiang)機，可(ke)選用(yong)(yong)(yong)1/2“、2/3“的鏡(jing)頭，而不能用(yong)(yong)(yong)1/3的鏡(jing)頭。因為CCD就(jiu)(jiu)(jiu)像(xiang)人的眼睛，鏡(jing)頭就(jiu)(jiu)(jiu)像(xiang)人們用(yong)(yong)(yong)的眼鏡(jing)，眼鏡(jing)太(tai)小，眼睛就(jiu)(jiu)(jiu)會看不清周邊的事物。

C、最(zui)好(hao)選鏡(jing)頭與攝像機的接(jie)口安裝(zhuang)方式(shi)一致

鏡(jing)頭(tou)與攝像機的(de)(de)(de)接口(kou)安裝方式有(you)C型(xing)安裝和CS型(xing)安裝兩種，兩者最好一(yi)致。如果選用了C型(xing)鏡(jing)頭(tou)，則需加(jia)一(yi)5mm厚的(de)(de)(de)接圈即可。若不加(jia)接圈就直接接到CS接口(kou)攝像機上，則可能使鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)(de)后鏡(jing)面碰到CCD的(de)(de)(de)敏感面的(de)(de)(de)保護玻(bo)璃，而造成CCD攝像機的(de)(de)(de)損壞(huai)，這一(yi)點在(zai)實用中需特別引起注意(yi)。

D、最(zui)好選自動光(guang)圈鏡頭，以適應晝夜照度(du)很大的變化

由于日(ri)夜(ye)監控，其(qi)照(zhao)度變化范圍很大，因而最好選用能自動根據照(zhao)度變化的自動光圈(quan)鏡頭，以使圖(tu)像保持清晰。

E、鏡頭的分辨(bian)率(lv)與透光率(lv)要達到要求

用的(de)(de)(de)成像(xiang)鏡頭的(de)(de)(de)分辨率(lv)必須(xu)要(yao)大于(yu)攝像(xiang)機的(de)(de)(de)分辨率(lv)，否則達不到(dao)所要(yao)求的(de)(de)(de)清晰效(xiao)果。并且鏡頭中鏡片的(de)(de)(de)透光率(lv)要(yao)好(hao)，即對光的(de)(de)(de)衰減要(yao)非(fei)常小。

F、監視距離1公里以(yi)上(shang)，還(huan)需選(xuan)用激(ji)光擴(kuo)束準直(zhi)鏡(jing)頭

要根據欲觀(guan)察場景(jing)(jing)的大小(xiao)與距(ju)離選擇合(he)適的激(ji)(ji)光擴束準直(zhi)鏡頭，使激(ji)(ji)光束能照亮所需監控的場景(jing)(jing)，以便監控場景(jing)(jing)的反射光能被攝像機所接(jie)收。

G、注(zhu)意(yi)選(xuan)擇(ze)有(you)性(xing)能好的(de)視(shi)窗玻(bo)璃(li)的(de)防護(hu)罩

除選(xuan)(xuan)紅(hong)外(wai)燈、攝像(xiang)機、鏡頭外(wai)，還要(yao)注意防護(hu)(hu)罩、供電電源等的(de)(de)成套(tao)綜合考慮。因為防護(hu)(hu)罩對紅(hong)外(wai)燈的(de)(de)效(xiao)果就有影響，如(ru)紅(hong)外(wai)光通過不(bu)同(tong)(tong)介質(zhi)，透射率和反射率就不(bu)同(tong)(tong)。例(li)如(ru)，不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)視窗玻(bo)璃(li)，特別(bie)是自動(dong)除霜鍍(du)膜玻(bo)璃(li)，對紅(hong)外(wai)光的(de)(de)衰減也不(bu)同(tong)(tong)，所以要(yao)注意選(xuan)(xuan)擇具有性能(neng)好的(de)(de)視窗玻(bo)璃(li)的(de)(de)防護(hu)(hu)罩。