隨(sui)著安(an)防視頻(pin)監控(kong)(kong)系(xi)統工程中對夜視監控(kong)(kong)的需(xu)求越來(lai)越廣，紅外攝像(xiang)機(ji)已經進入(ru)了(le)攝像(xiang)機(ji)的主流(liu)市場，銷量與日(ri)俱增，在紅外夜視技術應(ying)用上出現問題(ti)也逐(zhu)漸暴露出來(lai)。

實(shi)際(ji)上，夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)是(shi)借(jie)助于光(guang)電成(cheng)像(xiang)器件實(shi)現夜(ye)(ye)(ye)(ye)間(jian)觀(guan)察(cha)的(de)一種(zhong)光(guang)電技(ji)術(shu)(shu)(shu)。它(ta)包括(kuo)微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)和紅外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)兩類(lei)：微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)是(shi)通過帶像(xiang)增(zeng)強管(guan)的(de)一種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，它(ta)實(shi)際(ji)就是(shi)對(dui)夜(ye)(ye)(ye)(ye)天光(guang)照亮的(de)微弱目標像(xiang)進行增(zeng)強，以供觀(guan)察(cha)的(de)光(guang)電成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。這里主要講主動紅外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，它(ta)是(shi)通過主動照射并利(li)用(yong)目標反射紅外(wai)(wai)源的(de)紅外(wai)(wai)光(guang)來實(shi)施觀(guan)察(cha)的(de)一種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，其對(dui)應裝備為(wei)主動紅外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)儀，實(shi)際(ji)核心就是(shi)紅外(wai)(wai)攝像(xiang)機。

紅(hong)外光源、由(you)非直視型光電成(cheng)像器件CCD或CMOS圖像傳感器為核(he)心(xin)組(zu)成(cheng)的(de)攝(she)像機和成(cheng)像畫面所需的(de)鏡頭(tou)等(deng)配合(he)選(xuan)擇是主導(dao)紅(hong)外攝(she)像機夜間(jian)監視的(de)效果(guo)優劣的(de)三大因素(su)。

一、紅外(wai)光源(yuan)的選擇

紅外光(guang)(guang)是一種(zhong)波長(chang)大(da)于780nm的(de)不可(ke)見(jian)光(guang)(guang)。一般(ban)，產生這種(zhong)不可(ke)見(jian)光(guang)(guang)的(de)方法有下(xia)列(lie)三種(zhong)。

①、直接(jie)使用白熾燈或(huo)氙燈發出的紅(hong)外(wai)光(guang)。即在這兩種燈上安裝可(ke)見(jian)光(guang)濾(lv)鏡，濾(lv)去可(ke)見(jian)光(guang)，只讓看不(bu)見(jian)的紅(hong)外(wai)射(she)線(xian)射(she)出；

②、使用紅(hong)外(wai)發光二極管LED或LED陣列來產生紅(hong)外(wai)光。這種器件是(shi)通過砷(shen)化鎵(GaAs)半(ban)導體(ti)中的(de)電子與空穴復(fu)合(he)來產生紅(hong)外(wai)光；

③、使用(yong)紅外激(ji)光(guang)二極管LD，也(ye)可(ke)作紅外光(guang)源。但它要把(ba)處于較(jiao)低能態的電子激(ji)發(fa)或泵浦到較(jiao)高能態上去，通過(guo)大量粒子分布(bu)反(fan)轉(zhuan)，共振而(er)維持受(shou)激(ji)輻射紅外光(guang)。

第一(yi)種(zhong)光源(yuan)為熱(re)(re)紅(hong)外(wai)光源(yuan)，其最(zui)大的(de)優點(dian)是可制成比較大的(de)功(gong)率和(he)大的(de)輻(fu)照角度，因此照射(she)的(de)距離(li)遠。其最(zui)大不足之處是包含可見(jian)光成份，即有(you)紅(hong)暴，且使(shi)用(yong)壽(shou)命短(duan)(duan)，如果(guo)每天工(gong)作(zuo)10小時(shi)，5000小時(shi)只能(neng)使(shi)用(yong)一(yi)年多，若考慮散熱(re)(re)不夠，壽(shou)命還(huan)要短(duan)(duan)。為提高熱(re)(re)輻(fu)射(she)紅(hong)外(wai)燈的(de)壽(shou)命，使(shi)用(yong)時(shi)還(huan)必須(xu)采用(yong)光控開關(guan)電路，以(yi)(yi)減(jian)小其工(gong)作(zuo)時(shi)間。此外(wai)，還(huan)增(zeng)加了延(yan)時(shi)開關(guan)電路以(yi)(yi)防環境光的(de)干擾(rao)。

第二種是使(shi)用半導體砷化鎵發(fa)光(guang)二極管陣(zhen)列(lie)組成的(de)(de)紅外燈(deng)，尤(you)其(qi)現在使(shi)用新技術開(kai)發(fa)生產的(de)(de)陣(zhen)列(lie)式集成發(fa)光(guang)芯(xin)片(pian)LEDArray。其(qi)一(yi)個LED-Array的(de)(de)光(guang)學輸出達(da)到了800mw-1000mw，而(er)成為普通LED的(de)(de)換代產品，LED-Array的(de)(de)發(fa)光(guang)半功(gong)率角為10-120°(可變角)。

由(you)于(yu)LED-Array為(wei)高度集成的(de)LED，而體積只(zhi)有(you)一個(ge)一分錢硬(ying)幣的(de)大小(xiao)，在室內(nei)可均(jun)勻照(zhao)亮全部(bu)空間(jian)，其壽命為(wei)50，000個(ge)小(xiao)時。它最初是運用在航空飛機上面，近年來由(you)于(yu)民用夜間(jian)監控市(shi)場的(de)發展，LED-Array才逐步(bu)走向民用市(shi)場，成為(wei)高質(zhi)量夜間(jian)監控的(de)一種理(li)想選擇。

雖然，紅(hong)外LED及LED-Array淘汰了熱紅(hong)外光(guang)源，但對于1km以上的超(chao)遠距離(li)場景(jing)的監控，還是(shi)要選(xuan)擇紅(hong)外LD光(guang)源。因為(wei)半導(dao)體激光(guang)器具有(you)比LED亮(liang)度(du)高(gao)、方向(xiang)性(xing)強等特點。

通常，在選(xuan)擇(ze)紅外光源時要注意以下(xia)的幾(ji)個要點(dian)。

A、紅外燈距離(li)選擇(ze)要留(liu)有余(yu)量

選(xuan)擇紅外燈時(shi)，特別(bie)注意標稱(cheng)距離與(yu)實際輻(fu)照(zhao)(zhao)距離的(de)差(cha)距。因為(wei)有些(xie)生產廠標稱(cheng)的(de)可視距離往往偏大，所以在選(xuan)擇紅外燈輻(fu)照(zhao)(zhao)距離時(shi)要進行(xing)實際測(ce)試，并且(qie)要留有充足的(de)余量，才能(neng)使所觀察的(de)場景的(de)照(zhao)(zhao)度可靠。

B、應選(xuan)用穩流源驅(qu)動的光源

因為(wei)LED是電(dian)流(liu)(liu)驅動(dong)器件，其發(fa)光亮度與(yu)功(gong)率同驅動(dong)電(dian)流(liu)(liu)成正比，而不是電(dian)壓(ya)。因此，為(wei)保(bao)持(chi)發(fa)光強度不變，必(bi)須要選用穩流(liu)(liu)源驅動(dong)的光源。

C、要選用散(san)熱好的光源

因為發(fa)光管都有(you)發(fa)熱與散熱問題，尤其(qi)功(gong)率大(da)距離遠的光源發(fa)熱量大(da)，所以必須要選(xuan)用散熱好(hao)的光源，才能(neng)保證工作(zuo)穩(wen)定可靠。

D、要選(xuan)用(yong)有光(guang)控(kong)開關自動控(kong)制電路的供(gong)電電路并與燈板分開的紅外光(guang)源(yuan)

因(yin)為(wei)紅外(wai)燈(deng)的(de)供電(dian)電(dian)路與燈(deng)板不分(fen)開，就會(hui)應發(fa)光管(guan)工作產生(sheng)的(de)熱量(liang)影(ying)響供電(dian)電(dian)路的(de)元件性(xing)能(neng)，從而導致發(fa)光管(guan)發(fa)光不穩定，有了這種(zhong)光控開關(guan)的(de)電(dian)路，就能(neng)使紅外(wai)燈(deng)白天(tian)關(guan)閉(bi)，夜晚(wan)打開。

E、要(yao)根(gen)據監視距離選用紅(hong)外燈

因紅外(wai)(wai)(wai)(wai)發光二(er)極(ji)管LED可(ke)裝在鏡頭上，與(yu)感紅外(wai)(wai)(wai)(wai)攝(she)像機(ji)配用(yong)，或直接裝在攝(she)像機(ji)與(yu)鏡頭接口周(zhou)圍的(de)(de)(de)機(ji)殼(ke)上。顯然，這兩種(zhong)裝配的(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)(wai)LED少(shao)，其(qi)照射(she)的(de)(de)(de)距離(li)肯定(ding)不如(ru)單獨的(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)(wai)LED燈照射(she)的(de)(de)(de)遠。一般，50m以上，最(zui)好選(xuan)用(yong)單獨的(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)(wai)燈為好，另LD多用(yong)于1km以上距離(li)的(de)(de)(de)監控場(chang)景的(de)(de)(de)夜視照明，但LD的(de)(de)(de)光束細(xi)而(er)強，為使(shi)(shi)紅外(wai)(wai)(wai)(wai)光束照亮一定(ding)范圍的(de)(de)(de)場(chang)景，使(shi)(shi)用(yong)時還(huan)需(xu)要通過一個擴(kuo)束鏡頭擴(kuo)束才行。

二、攝(she)像機(ji)的選(xuan)擇

目前攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)感光器件有CMOS與CCD兩種(zhong)。同CCD一(yi)樣，CMOS圖像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)傳感芯片對紅(hong)外光波也有反(fan)應，但它在890-980nm范圍內靈敏度比(bi)CCD圖像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)傳感芯片要高出許多，并隨波長增加而衰減(jian)的(de)梯度也慢一(yi)些。隨著CMOS圖像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)芯片的(de)飛速發(fa)展，其噪(zao)音(yin)訊號進一(yi)步降(jiang)低，且星光級的(de)CMOS攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)也已有面(mian)市。因(yin)此，不一(yi)定局限(xian)在CCD攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)中(zhong)選(xuan)擇，可充分利用各(ge)自(zi)的(de)優勢選(xuan)取。一(yi)般，紅(hong)外攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)選(xuan)擇要點(dian)如下。

A、應(ying)選低照(zhao)度攝像機，其照(zhao)度要求(qiu)一般≤0.02Lux

有些攝(she)像機制(zhi)造商(shang)或銷售商(shang)虛報最(zui)低照度，使夜(ye)視有效距離大(da)大(da)降低，因此(ci)最(zui)好能具體測試。

月光級和(he)星光級等增感度攝像(xiang)(xiang)機可(ke)工作在(zai)很(hen)暗的(de)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下，但有些反光系數小的(de)地(di)方(fang)還(huan)是達不(bu)到要(yao)求，如沙漠(mo)，綠地(di)，林區等。在(zai)這(zhe)種情況下，就需要(yao)采用由高性(xing)能像(xiang)(xiang)增強器和(he)CCIR制(zhi)式(shi)的(de)黑白CCD通(tong)過(guo)纖維面(mian)板和(he)光錐(zhui)直接耦合而成的(de)微光夜視(shi)攝像(xiang)(xiang)機。總(zong)之，照(zhao)度越(yue)低越(yue)好(hao)，由于目前還(huan)不(bu)規(gui)范(fan)，不(bu)能相信(xin)生產廠所標稱的(de)最低照(zhao)度，要(yao)在(zai)實用條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下進行測試(shi)為好(hao)，通(tong)常(chang)照(zhao)度要(yao)求一般≤0.02Lux。

B、選用(yong)的(de)紅(hong)外攝(she)像(xiang)機圖像(xiang)傳感(gan)器(qi)的(de)尺寸越(yue)大越(yue)好(hao)

因(yin)1/4CCD不(bu)能用于15m以上紅外夜視的(de)有(you)效(xiao)距離(li)，因(yin)為1/4CCD的(de)光(guang)(guang)通量(liang)只有(you)1/3CCD的(de)50%。而CCD尺寸大，接(jie)受(shou)的(de)光(guang)(guang)通量(liang)大；CCD尺寸小，接(jie)受(shou)的(de)光(guang)(guang)通量(liang)就少。所(suo)以，夜視攝像(xiang)機多選1/2的(de)CCD，1/3的(de)要測(ce)試(shi)可行的(de)也可，但絕對不(bu)能選1/4的(de)。

C、紅(hong)外攝(she)像(xiang)機要(yao)有自(zi)動電子快門(men)與自(zi)動增益控制(AGC)功能

因為有了這些功能，才(cai)能使信號(hao)調(diao)整到比較好的(de)狀(zhuang)態，以滿足觀察(cha)的(de)效(xiao)果(guo)。

D、需隱蔽場合選(xuan)CMOS超微型攝(she)像機

由于(yu)低功耗、高(gao)集成、小體積只(zhi)有CMOS圖像(xiang)傳感(gan)器才能辦(ban)到，因而可作成襯衫鈕扣(kou)、西裝鈕扣(kou)般大小的CMOS攝(she)(she)像(xiang)機。加上相應的紅外光(guang)源(yuan)的更加小型化，以及高(gao)效能電池的推出，使第(di)三只(zhi)眼(yan)睛將(jiang)會(hui)無處(chu)不(bu)在(zai)。這(zhe)(zhe)樣，帶上一副夜視眼(yan)鏡(jing)和一頂配有紅外光(guang)源(yuan)和CMOS超微型攝(she)(she)像(xiang)機的帽子，黑夜將(jiang)如同白晝。顯然，這(zhe)(zhe)將(jiang)改變我們整個社(she)會(hui)生活的面(mian)貌(mao)。

E、選配好(hao)攝(she)像機的配套穩(wen)壓(ya)小電源

攝像機的(de)電源的(de)選取(qu)要(yao)注意如下兩點

1、選穩壓電(dian)源。因市電(dian)AC220V不(bu)(bu)穩，如只選一交流(liu)變直(zhi)流(liu)12V的變壓器而(er)不(bu)(bu)穩壓就(jiu)會使(shi)攝像(xiang)機中的電(dian)路工作(zuo)不(bu)(bu)穩定，從(cong)而(er)使(shi)攝像(xiang)機的工作(zuo)不(bu)(bu)穩，所需性能就(jiu)達不(bu)(bu)到(dao)要求；

2、選比攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的(de)電流要大近一(yi)倍(bei)以上的(de)小電源為好。如攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的(de)電流為200mA或250mA，一(yi)般選500mA即足夠。若(ruo)選太(tai)大如1A供(gong)1臺(tai)攝(she)(she)像(xiang)機(ji)就體積偏大與價錢(qian)偏貴；太(tai)小如等于攝(she)(she)像(xiang)機(ji)的(de)電流就可能發熱(re)(因連續工(gong)作時間太(tai)長)而影響可靠性與工(gong)作壽命(ming)等。

三、鏡頭(tou)等的選擇

攝(she)像(xiang)機鏡(jing)頭(tou)是紅外攝(she)像(xiang)機的關(guan)鍵設備(bei)，它的質(zhi)量(liang)(指標)優(you)劣(lie)直接影響到(dao)系統的成(cheng)像(xiang)效果，因(yin)此(ci)，鏡(jing)頭(tou)選擇是否恰當即關(guan)系到(dao)系統質(zhi)量(liang)，又(you)關(guan)系到(dao)工程造價。因(yin)此(ci)，在(zai)選擇鏡(jing)頭(tou)時(shi)要注(zhu)意以(yi)下幾個要點：

A、最(zui)好選(xuan)紅外鏡頭

因普通的光學鏡(jing)頭(tou)，物體反射回鏡(jing)頭(tou)的紅外(wai)光不(bu)能有效聚焦到CCD靶面上(shang)，此時紅外(wai)夜視(shi)效果(guo)就會大打折(zhe)扣，因而(er)最好選用(yong)紅外(wai)鏡(jing)頭(tou)。尤(you)其是(shi)彩轉黑攝(she)像(xiang)機(ji)，不(bu)選用(yong)紅外(wai)鏡(jing)頭(tou)就不(bu)能使日(ri)夜監視(shi)焦面一致(zhi)，致(zhi)使日(ri)夜圖像(xiang)不(bu)能都保持清晰。

B、選(xuan)用鏡(jing)頭的成像尺寸(cun)(cun)最(zui)好與攝像機中圖(tu)像傳(chuan)感器的尺寸(cun)(cun)一致(zhi)

選用的(de)鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)尺寸(cun)應與攝像(xiang)機中圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺寸(cun)一致，如圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺寸(cun)是1/2“，則(ze)鏡頭(tou)的(de)成像(xiang)尺寸(cun)必須是1/2“的(de)。

當鏡(jing)頭的(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)感光(guang)面的(de)(de)(de)尺寸(cun)大時，不會(hui)影(ying)響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，但實(shi)際成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)視場角(jiao)要比(bi)該鏡(jing)頭的(de)(de)(de)標稱(cheng)視場角(jiao)小(xiao)，而當鏡(jing)頭的(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺寸(cun)比(bi)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)感光(guang)面的(de)(de)(de)尺寸(cun)小(xiao)時，就會(hui)影(ying)響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，并表現為(wei)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)畫面四(si)周(zhou)被鏡(jing)筒遮擋，在(zai)畫面的(de)(de)(de)四(si)個角(jiao)上就會(hui)出現黑角(jiao)。

由(you)此(ci)可(ke)(ke)知，對1/3“的(de)(de)攝(she)像機(ji)，可(ke)(ke)選(xuan)用(yong)(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)像機(ji)，可(ke)(ke)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)1/2“、2/3“的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)，而不(bu)能用(yong)(yong)(yong)1/3的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)(tou)。因為CCD就像人(ren)的(de)(de)眼(yan)睛，鏡(jing)頭(tou)(tou)就像人(ren)們用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)眼(yan)鏡(jing)，眼(yan)鏡(jing)太小，眼(yan)睛就會看不(bu)清(qing)周邊的(de)(de)事物。

C、最好(hao)選(xuan)鏡頭與攝像機的接口(kou)安裝方式(shi)一(yi)致

鏡(jing)(jing)頭與攝像機(ji)的(de)接(jie)(jie)口(kou)安裝方式有C型安裝和CS型安裝兩(liang)種，兩(liang)者最好一致。如果選用(yong)了C型鏡(jing)(jing)頭，則需加一5mm厚的(de)接(jie)(jie)圈即可。若不加接(jie)(jie)圈就直接(jie)(jie)接(jie)(jie)到(dao)CS接(jie)(jie)口(kou)攝像機(ji)上(shang)，則可能使鏡(jing)(jing)頭的(de)后鏡(jing)(jing)面(mian)碰到(dao)CCD的(de)敏(min)感面(mian)的(de)保護玻璃，而造成CCD攝像機(ji)的(de)損壞(huai)，這(zhe)一點在實用(yong)中需特別引起(qi)注意。

D、最好(hao)選(xuan)自動(dong)光圈鏡頭，以適應晝夜照度很大的變(bian)化

由(you)于日夜監控，其照度變化(hua)范圍(wei)很大，因而最好(hao)選用能自動(dong)根(gen)據照度變化(hua)的自動(dong)光(guang)圈鏡頭，以使圖(tu)像保持清晰(xi)。

E、鏡頭的分辨率與透光率要達到要求

用的(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)鏡頭(tou)的(de)(de)(de)分辨(bian)率(lv)必須要大(da)于攝像(xiang)機的(de)(de)(de)分辨(bian)率(lv)，否則達不到所要求的(de)(de)(de)清晰(xi)效果。并且鏡頭(tou)中鏡片的(de)(de)(de)透光(guang)率(lv)要好，即對光(guang)的(de)(de)(de)衰減(jian)要非(fei)常小。

F、監視距(ju)離1公里(li)以上(shang)，還需選用激光擴束(shu)準(zhun)直鏡頭

要根據欲觀察場(chang)景(jing)的(de)大小(xiao)與(yu)距離選(xuan)擇合適的(de)激(ji)(ji)光(guang)擴束(shu)準直鏡頭，使激(ji)(ji)光(guang)束(shu)能照亮所需監控的(de)場(chang)景(jing)，以便監控場(chang)景(jing)的(de)反(fan)射光(guang)能被攝像機所接收。

G、注(zhu)意(yi)選擇有性能(neng)好的(de)視窗玻璃的(de)防護(hu)罩(zhao)

除選(xuan)紅(hong)外(wai)燈(deng)(deng)、攝像機、鏡頭外(wai)，還要注意防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)、供電電源(yuan)等的(de)成套綜(zong)合考慮(lv)。因為防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)對(dui)紅(hong)外(wai)燈(deng)(deng)的(de)效果就有影響(xiang)，如(ru)(ru)紅(hong)外(wai)光通(tong)過不(bu)同介質，透射(she)率(lv)和反射(she)率(lv)就不(bu)同。例如(ru)(ru)，不(bu)同的(de)視窗(chuang)玻(bo)(bo)璃，特別是自動除霜鍍膜玻(bo)(bo)璃，對(dui)紅(hong)外(wai)光的(de)衰減也不(bu)同，所(suo)以要注意選(xuan)擇具(ju)有性能(neng)好的(de)視窗(chuang)玻(bo)(bo)璃的(de)防(fang)(fang)護(hu)(hu)罩(zhao)。