隨著(zhu)安防視頻(pin)監(jian)(jian)控系統工程中對夜視監(jian)(jian)控的需(xu)求越(yue)來越(yue)廣，紅(hong)外攝(she)像(xiang)機(ji)已經(jing)進入了攝(she)像(xiang)機(ji)的主流(liu)市場，銷(xiao)量與日俱增，在紅(hong)外夜視技術(shu)應用上出現問題(ti)也逐漸暴露出來。

實(shi)際上，夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)(shu)(shu)是(shi)借(jie)助于光電成像(xiang)(xiang)器件實(shi)現夜(ye)(ye)(ye)間觀(guan)(guan)察的(de)一(yi)種光電技術(shu)(shu)(shu)。它包括(kuo)微光夜(ye)(ye)(ye)視(shi)和紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)兩類：微光夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)(shu)(shu)是(shi)通過(guo)帶(dai)像(xiang)(xiang)增(zeng)強管(guan)的(de)一(yi)種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)(shu)(shu)，它實(shi)際就是(shi)對(dui)夜(ye)(ye)(ye)天光照(zhao)(zhao)亮的(de)微弱目(mu)標(biao)像(xiang)(xiang)進行增(zeng)強，以供觀(guan)(guan)察的(de)光電成像(xiang)(xiang)技術(shu)(shu)(shu)。這里(li)主要講主動紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)(shu)(shu)，它是(shi)通過(guo)主動照(zhao)(zhao)射并利用目(mu)標(biao)反射紅(hong)(hong)外(wai)(wai)源的(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光來實(shi)施觀(guan)(guan)察的(de)一(yi)種夜(ye)(ye)(ye)視(shi)技術(shu)(shu)(shu)，其(qi)對(dui)應(ying)裝備為主動紅(hong)(hong)外(wai)(wai)夜(ye)(ye)(ye)視(shi)儀，實(shi)際核心(xin)就是(shi)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)攝(she)像(xiang)(xiang)機。

紅外光(guang)源、由非直視(shi)型(xing)光(guang)電(dian)成(cheng)像器件CCD或(huo)CMOS圖像傳感器為核心組成(cheng)的攝(she)像機(ji)和成(cheng)像畫面所需的鏡頭(tou)等配合選擇是(shi)主(zhu)導紅外攝(she)像機(ji)夜間監(jian)視(shi)的效果(guo)優劣的三大(da)因(yin)素。

一、紅外光源的(de)選擇

紅外光(guang)是一種波(bo)長大于780nm的(de)不(bu)可見光(guang)。一般，產生這種不(bu)可見光(guang)的(de)方法有(you)下列三種。

①、直(zhi)接使用白(bai)熾燈或氙燈發出(chu)的紅外光。即在這(zhe)兩種(zhong)燈上安裝可見光濾鏡，濾去可見光，只讓看不見的紅外射線(xian)射出(chu)；

②、使(shi)用紅(hong)(hong)外發光(guang)二極管LED或LED陣列來產生(sheng)紅(hong)(hong)外光(guang)。這種器件是通過砷化(hua)鎵(GaAs)半(ban)導體中的電子與(yu)空穴復合來產生(sheng)紅(hong)(hong)外光(guang)；

③、使(shi)用(yong)紅(hong)外激(ji)光二極(ji)管LD，也可作紅(hong)外光源。但(dan)它要把處于(yu)較(jiao)低(di)能態的電子激(ji)發(fa)或(huo)泵浦到(dao)較(jiao)高能態上去，通(tong)過大量粒子分(fen)布反轉(zhuan)，共振而維持(chi)受激(ji)輻射(she)紅(hong)外光。

第一種光(guang)源(yuan)為熱(re)紅外光(guang)源(yuan)，其(qi)最大(da)的(de)優點是可制成比(bi)較大(da)的(de)功率(lv)和大(da)的(de)輻照角度，因此(ci)照射的(de)距離遠。其(qi)最大(da)不足之處是包含可見光(guang)成份(fen)，即(ji)有紅暴，且使用壽命短(duan)，如(ru)果每天工(gong)作10小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，5000小(xiao)時(shi)(shi)(shi)只能使用一年(nian)多，若考慮散熱(re)不夠(gou)，壽命還(huan)要短(duan)。為提(ti)高熱(re)輻射紅外燈(deng)的(de)壽命，使用時(shi)(shi)(shi)還(huan)必須采用光(guang)控開關電路，以減小(xiao)其(qi)工(gong)作時(shi)(shi)(shi)間。此(ci)外，還(huan)增加(jia)了延時(shi)(shi)(shi)開關電路以防環境(jing)光(guang)的(de)干擾。

第(di)二種是使(shi)用半導體砷化鎵發(fa)光二極管陣列組成的(de)紅外燈，尤(you)其(qi)現在使(shi)用新(xin)技術開發(fa)生(sheng)產(chan)的(de)陣列式集成發(fa)光芯片LEDArray。其(qi)一個LED-Array的(de)光學輸出達(da)到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)換(huan)代(dai)產(chan)品，LED-Array的(de)發(fa)光半功率(lv)角為10-120°(可變角)。

由于(yu)LED-Array為(wei)高度集成的(de)(de)LED，而體(ti)積只(zhi)有一個(ge)一分錢硬(ying)幣的(de)(de)大小(xiao)，在室內可(ke)均勻照亮全部空間(jian)，其壽命為(wei)50，000個(ge)小(xiao)時。它(ta)最初是(shi)運用(yong)在航空飛(fei)機上面，近年(nian)來由于(yu)民(min)用(yong)夜(ye)間(jian)監(jian)控市場的(de)(de)發展，LED-Array才逐步(bu)走向民(min)用(yong)市場，成為(wei)高質量(liang)夜(ye)間(jian)監(jian)控的(de)(de)一種理想選擇(ze)。

雖然(ran)，紅外(wai)LED及LED-Array淘汰了熱紅外(wai)光(guang)源，但對于1km以(yi)上的超遠距離場景的監(jian)控，還是要選擇紅外(wai)LD光(guang)源。因為半(ban)導體激(ji)光(guang)器(qi)具(ju)有比LED亮度高、方向性強等(deng)特(te)點。

通常，在選擇紅外光源時要注意以(yi)下的幾個要點。

A、紅外燈距離(li)選(xuan)擇要留有余量

選擇(ze)紅(hong)外燈(deng)時，特(te)別注(zhu)意標(biao)稱(cheng)距(ju)(ju)(ju)離與實際輻照距(ju)(ju)(ju)離的差距(ju)(ju)(ju)。因為(wei)有些生產廠(chang)標(biao)稱(cheng)的可(ke)視(shi)距(ju)(ju)(ju)離往往偏大，所(suo)以在選擇(ze)紅(hong)外燈(deng)輻照距(ju)(ju)(ju)離時要(yao)進行實際測(ce)試，并且要(yao)留有充足的余量，才能使所(suo)觀察的場(chang)景(jing)的照度可(ke)靠。

B、應選用穩(wen)流源(yuan)(yuan)驅動的光源(yuan)(yuan)

因為LED是(shi)電流驅(qu)動器件，其發光(guang)亮度與功率同驅(qu)動電流成正比，而不(bu)是(shi)電壓。因此，為保持(chi)發光(guang)強度不(bu)變，必須要(yao)選用穩流源驅(qu)動的光(guang)源。

C、要(yao)選(xuan)用散熱好的光源(yuan)

因(yin)為發光(guang)管都有(you)發熱與散(san)熱問題，尤其功率大(da)距(ju)離遠的光(guang)源發熱量大(da)，所(suo)以必須要選用散(san)熱好的光(guang)源，才能(neng)保(bao)證工作穩定(ding)可靠。

D、要(yao)選用(yong)有光(guang)控開關自動(dong)控制(zhi)電路的(de)供電電路并與燈板分(fen)開的(de)紅外(wai)光(guang)源

因為紅外(wai)燈(deng)的(de)供(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)與(yu)燈(deng)板不分(fen)開，就會應發(fa)光(guang)(guang)管工作產生的(de)熱量影(ying)響供(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)的(de)元件性能，從而導致發(fa)光(guang)(guang)管發(fa)光(guang)(guang)不穩定，有了這種光(guang)(guang)控開關的(de)電(dian)(dian)路(lu)，就能使紅外(wai)燈(deng)白天關閉，夜晚(wan)打開。

E、要(yao)根據(ju)監視距離選用紅外燈

因紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)發光二極(ji)管LED可裝在鏡頭上，與感紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)攝像機配用(yong)，或直接裝在攝像機與鏡頭接口周圍的(de)機殼(ke)上。顯然，這兩種裝配的(de)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)LED少，其照射的(de)距(ju)離(li)(li)肯(ken)定不如單獨(du)的(de)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)LED燈照射的(de)遠(yuan)。一般，50m以上，最好(hao)選用(yong)單獨(du)的(de)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)燈為好(hao)，另LD多用(yong)于1km以上距(ju)離(li)(li)的(de)監控場景的(de)夜視(shi)照明，但(dan)LD的(de)光束(shu)(shu)細而強，為使紅(hong)外(wai)(wai)(wai)(wai)光束(shu)(shu)照亮一定范圍的(de)場景，使用(yong)時還需要通過一個擴(kuo)束(shu)(shu)鏡頭擴(kuo)束(shu)(shu)才行。

二(er)、攝像機的(de)選擇(ze)

目(mu)前攝(she)像機的感(gan)(gan)光器件有CMOS與(yu)CCD兩種。同CCD一(yi)(yi)樣，CMOS圖(tu)像傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)對紅(hong)外(wai)(wai)光波也(ye)(ye)有反應(ying)，但它在890-980nm范(fan)圍內靈敏度比(bi)CCD圖(tu)像傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)要高(gao)出許多，并(bing)隨波長增(zeng)加而衰減的梯度也(ye)(ye)慢一(yi)(yi)些(xie)。隨著(zhu)CMOS圖(tu)像芯片(pian)(pian)的飛速發展(zhan)，其噪音訊(xun)號進一(yi)(yi)步降(jiang)低，且星光級的CMOS攝(she)像機也(ye)(ye)已(yi)有面市。因此，不(bu)一(yi)(yi)定局限在CCD攝(she)像機中(zhong)選(xuan)擇(ze)(ze)，可充分利用各自的優勢選(xuan)取。一(yi)(yi)般，紅(hong)外(wai)(wai)攝(she)像機的選(xuan)擇(ze)(ze)要點如下。

A、應(ying)選低照度攝像機，其照度要求一般(ban)≤0.02Lux

有(you)些攝像機制造商或銷售商虛報(bao)最(zui)低照度(du)，使夜視(shi)有(you)效距離大(da)大(da)降低，因此最(zui)好能具體測(ce)試。

月光(guang)(guang)(guang)級和星光(guang)(guang)(guang)級等(deng)增感度攝(she)像機可(ke)工作在很暗的(de)條件(jian)下，但有些反光(guang)(guang)(guang)系數小的(de)地(di)方(fang)還是(shi)達不(bu)到(dao)要求(qiu)(qiu)，如沙漠，綠(lv)地(di)，林區等(deng)。在這(zhe)種(zhong)情況下，就需要采用(yong)由高性(xing)能像增強(qiang)器和CCIR制式的(de)黑白CCD通(tong)過纖(xian)維面板和光(guang)(guang)(guang)錐直接耦合(he)而(er)成的(de)微光(guang)(guang)(guang)夜(ye)視攝(she)像機。總(zong)之(zhi)，照度越低越好(hao)，由于目前(qian)還不(bu)規范(fan)，不(bu)能相信生產(chan)廠所標(biao)稱的(de)最低照度，要在實用(yong)條件(jian)下進行測(ce)試(shi)為好(hao)，通(tong)常(chang)照度要求(qiu)(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選用(yong)的紅外(wai)攝像(xiang)機圖像(xiang)傳感(gan)器的尺寸越大越好

因(yin)(yin)1/4CCD不能用于15m以(yi)上紅(hong)外夜(ye)視(shi)的(de)(de)(de)有(you)效距離，因(yin)(yin)為1/4CCD的(de)(de)(de)光(guang)通量只有(you)1/3CCD的(de)(de)(de)50%。而CCD尺(chi)寸大，接受的(de)(de)(de)光(guang)通量大；CCD尺(chi)寸小，接受的(de)(de)(de)光(guang)通量就少。所以(yi)，夜(ye)視(shi)攝像機多選1/2的(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)要測(ce)試可行的(de)(de)(de)也可，但絕對(dui)不能選1/4的(de)(de)(de)。

C、紅外攝(she)像機要有(you)自動電子快門與自動增益(yi)控制(AGC)功能(neng)

因為(wei)有(you)了這些(xie)功能，才能使信號調整到比較好(hao)的(de)狀態，以(yi)滿足觀察的(de)效果。

D、需(xu)隱蔽場合選CMOS超微型攝(she)像機(ji)

由于低功耗、高集成、小(xiao)體積只(zhi)有(you)CMOS圖像(xiang)傳感器才(cai)能辦到，因而可作成襯衫(shan)鈕(niu)扣、西(xi)裝鈕(niu)扣般大小(xiao)的(de)CMOS攝像(xiang)機(ji)。加(jia)(jia)上(shang)相應的(de)紅外光源的(de)更(geng)加(jia)(jia)小(xiao)型化，以及高效能電池的(de)推出，使第三只(zhi)眼(yan)睛將(jiang)會(hui)無處不在。這樣(yang)，帶上(shang)一(yi)副夜視眼(yan)鏡和一(yi)頂配(pei)有(you)紅外光源和CMOS超微型攝像(xiang)機(ji)的(de)帽(mao)子(zi)，黑夜將(jiang)如同白晝。顯然，這將(jiang)改變我們(men)整個社會(hui)生活的(de)面貌(mao)。

E、選配(pei)好(hao)攝像(xiang)機的(de)配(pei)套穩壓小電源

攝像機的電源的選取(qu)要注意如下兩點

1、選穩(wen)(wen)壓(ya)電源。因市電AC220V不(bu)(bu)穩(wen)(wen)，如只選一交流變直(zhi)流12V的變壓(ya)器而不(bu)(bu)穩(wen)(wen)壓(ya)就會使攝(she)像(xiang)機中(zhong)的電路工作(zuo)不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定(ding)，從而使攝(she)像(xiang)機的工作(zuo)不(bu)(bu)穩(wen)(wen)，所需(xu)性能就達不(bu)(bu)到要求(qiu)；

2、選(xuan)比(bi)攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)(de)電(dian)流(liu)要大(da)近一倍以上的(de)(de)小(xiao)電(dian)源(yuan)為好。如(ru)(ru)攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)(de)電(dian)流(liu)為200mA或250mA，一般選(xuan)500mA即足夠。若選(xuan)太(tai)大(da)如(ru)(ru)1A供1臺攝(she)像(xiang)機(ji)就體積偏(pian)大(da)與(yu)價錢偏(pian)貴(gui)；太(tai)小(xiao)如(ru)(ru)等(deng)于攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)(de)電(dian)流(liu)就可(ke)(ke)能(neng)發熱(因連續工作時間太(tai)長)而影響可(ke)(ke)靠性與(yu)工作壽命等(deng)。

三、鏡頭等的選擇

攝(she)像機鏡頭是紅外攝(she)像機的關鍵(jian)設備(bei)，它的質量(指標)優劣直接影響到系統的成(cheng)像效果，因此(ci)(ci)，鏡頭選(xuan)擇(ze)是否恰當(dang)即關系到系統質量，又關系到工程造(zao)價(jia)。因此(ci)(ci)，在(zai)選(xuan)擇(ze)鏡頭時要注意(yi)以下幾個要點：

A、最好選紅外(wai)鏡頭

因普(pu)通的光學鏡頭，物(wu)體反射回鏡頭的紅(hong)(hong)外光不(bu)(bu)(bu)能有效聚焦(jiao)到(dao)CCD靶(ba)面上，此時(shi)紅(hong)(hong)外夜(ye)(ye)視(shi)效果(guo)就會大(da)打折扣，因而最好(hao)選(xuan)用紅(hong)(hong)外鏡頭。尤其是彩(cai)轉(zhuan)黑攝像機，不(bu)(bu)(bu)選(xuan)用紅(hong)(hong)外鏡頭就不(bu)(bu)(bu)能使日夜(ye)(ye)監視(shi)焦(jiao)面一致(zhi)(zhi)，致(zhi)(zhi)使日夜(ye)(ye)圖像不(bu)(bu)(bu)能都保(bao)持(chi)清晰(xi)。

B、選用(yong)鏡頭的(de)成像尺寸最好(hao)與攝像機中圖像傳感器的(de)尺寸一(yi)致

選用(yong)的(de)(de)(de)鏡頭的(de)(de)(de)成像尺寸(cun)(cun)(cun)應與攝像機中圖像傳感器的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)(cun)一(yi)致，如圖像傳感器的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)(cun)是1/2“，則鏡頭的(de)(de)(de)成像尺寸(cun)(cun)(cun)必須(xu)是1/2“的(de)(de)(de)。

當(dang)鏡(jing)頭的(de)成(cheng)像尺寸(cun)(cun)比攝(she)(she)像機感光面(mian)的(de)尺寸(cun)(cun)大時，不會影響(xiang)成(cheng)像，但實際成(cheng)像的(de)視(shi)場(chang)角(jiao)要(yao)比該鏡(jing)頭的(de)標(biao)稱視(shi)場(chang)角(jiao)小(xiao)，而當(dang)鏡(jing)頭的(de)成(cheng)像尺寸(cun)(cun)比攝(she)(she)像機的(de)感光面(mian)的(de)尺寸(cun)(cun)小(xiao)時，就(jiu)(jiu)會影響(xiang)成(cheng)像，并表現(xian)(xian)為(wei)成(cheng)像的(de)畫面(mian)四(si)周被鏡(jing)筒遮(zhe)擋，在畫面(mian)的(de)四(si)個角(jiao)上就(jiu)(jiu)會出現(xian)(xian)黑角(jiao)。

由此(ci)可(ke)(ke)知(zhi)，對(dui)1/3“的(de)攝像機，可(ke)(ke)選用(yong)(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)鏡(jing)(jing)頭；對(dui)1/2“的(de)攝像機，可(ke)(ke)選用(yong)(yong)1/2“、2/3“的(de)鏡(jing)(jing)頭，而不(bu)能用(yong)(yong)1/3的(de)鏡(jing)(jing)頭。因為(wei)CCD就(jiu)(jiu)像人的(de)眼(yan)(yan)睛，鏡(jing)(jing)頭就(jiu)(jiu)像人們用(yong)(yong)的(de)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)，眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)太(tai)小，眼(yan)(yan)睛就(jiu)(jiu)會看(kan)不(bu)清周邊(bian)的(de)事(shi)物。

C、最好選鏡(jing)頭與攝像機的接口安裝方式一致

鏡頭與攝像(xiang)機(ji)的(de)接口(kou)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)方式有(you)C型(xing)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)和CS型(xing)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)兩種，兩者最(zui)好一致。如果選用(yong)了C型(xing)鏡頭，則需(xu)加一5mm厚的(de)接圈即可(ke)(ke)。若不(bu)加接圈就直接接到CS接口(kou)攝像(xiang)機(ji)上，則可(ke)(ke)能使鏡頭的(de)后鏡面碰(peng)到CCD的(de)敏感面的(de)保(bao)護(hu)玻璃，而造成CCD攝像(xiang)機(ji)的(de)損壞，這一點在實用(yong)中需(xu)特別引起注意。

D、最(zui)好選自動光圈鏡頭(tou)，以適應晝夜照度很大的(de)變化

由于日夜監控，其照度變化范圍很(hen)大(da)，因而最好選用能自動(dong)根(gen)據照度變化的自動(dong)光圈鏡(jing)頭，以使圖像保持清晰。

E、鏡頭的分辨率(lv)與透(tou)光率(lv)要達(da)到要求

用的(de)(de)成像鏡頭的(de)(de)分(fen)辨率(lv)必須要(yao)(yao)大于攝(she)像機的(de)(de)分(fen)辨率(lv)，否(fou)則達(da)不(bu)到所要(yao)(yao)求的(de)(de)清晰效(xiao)果。并且鏡頭中(zhong)鏡片(pian)的(de)(de)透光(guang)率(lv)要(yao)(yao)好(hao)，即對光(guang)的(de)(de)衰(shuai)減要(yao)(yao)非(fei)常小(xiao)。

F、監視(shi)距(ju)離1公里以上，還需選用(yong)激光(guang)擴束準直鏡頭

要根據欲觀(guan)察場景的(de)大小(xiao)與距離選擇合適的(de)激光擴束準直鏡頭(tou)，使激光束能照亮所需監(jian)控的(de)場景，以便(bian)監(jian)控場景的(de)反射光能被(bei)攝像機所接收。

G、注意(yi)選擇有性能好(hao)的(de)視窗(chuang)玻(bo)璃的(de)防護罩

除選紅(hong)外燈、攝像機(ji)、鏡頭外，還要(yao)注意(yi)防(fang)護(hu)罩(zhao)(zhao)、供電電源等的(de)成套綜合考慮。因為防(fang)護(hu)罩(zhao)(zhao)對(dui)紅(hong)外燈的(de)效(xiao)果就(jiu)有影響，如紅(hong)外光通過不(bu)同(tong)介質，透射(she)率和反射(she)率就(jiu)不(bu)同(tong)。例如，不(bu)同(tong)的(de)視窗玻(bo)(bo)璃(li)，特(te)別是自動除霜鍍膜玻(bo)(bo)璃(li)，對(dui)紅(hong)外光的(de)衰減也不(bu)同(tong)，所以要(yao)注意(yi)選擇具有性(xing)能好(hao)的(de)視窗玻(bo)(bo)璃(li)的(de)防(fang)護(hu)罩(zhao)(zhao)。