隨(sui)著安防(fang)視頻(pin)監控(kong)系統工程中對(dui)夜視監控(kong)的(de)需(xu)求越來越廣，紅(hong)外(wai)(wai)攝(she)像機已經進(jin)入了(le)攝(she)像機的(de)主(zhu)流市場，銷(xiao)量與(yu)日(ri)俱增，在紅(hong)外(wai)(wai)夜視技術應用上出現(xian)問(wen)題(ti)也逐漸暴露出來。

實(shi)際(ji)上，夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術是借助于光(guang)電成(cheng)像(xiang)器件實(shi)現(xian)夜(ye)(ye)(ye)(ye)間觀(guan)察的(de)一(yi)種(zhong)光(guang)電技術。它包括微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)兩類：微光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術是通過帶像(xiang)增(zeng)強管的(de)一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術，它實(shi)際(ji)就(jiu)是對夜(ye)(ye)(ye)(ye)天光(guang)照(zhao)(zhao)亮的(de)微弱目標像(xiang)進(jin)行增(zeng)強，以供觀(guan)察的(de)光(guang)電成(cheng)像(xiang)技術。這里(li)主要講主動紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術，它是通過主動照(zhao)(zhao)射(she)并利用目標反射(she)紅外(wai)源的(de)紅外(wai)光(guang)來實(shi)施觀(guan)察的(de)一(yi)種(zhong)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術，其對應(ying)裝備為主動紅外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)儀，實(shi)際(ji)核心就(jiu)是紅外(wai)攝像(xiang)機(ji)。

紅(hong)外光源、由非直視型光電成像(xiang)(xiang)器(qi)件CCD或CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)傳感器(qi)為核(he)心組(zu)成的(de)攝像(xiang)(xiang)機和成像(xiang)(xiang)畫面所(suo)需的(de)鏡(jing)頭等配合選擇是(shi)主(zhu)導(dao)紅(hong)外攝像(xiang)(xiang)機夜間(jian)監視的(de)效果(guo)優劣的(de)三(san)大(da)因素。

一、紅外(wai)光源的選擇

紅(hong)外光是(shi)一種波(bo)長大于780nm的不(bu)(bu)可見光。一般(ban)，產生(sheng)這種不(bu)(bu)可見光的方法有下列(lie)三種。

①、直接使用白熾(chi)燈或(huo)氙燈發出的紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)。即在這兩種燈上安裝可(ke)見光(guang)濾鏡(jing)，濾去可(ke)見光(guang)，只讓看(kan)不見的紅(hong)(hong)外(wai)射線射出；

②、使用紅(hong)外(wai)發(fa)光(guang)二極管LED或LED陣(zhen)列來產生(sheng)紅(hong)外(wai)光(guang)。這種器(qi)件(jian)是通過砷化鎵(jia)(GaAs)半(ban)導(dao)體(ti)中的電子(zi)與(yu)空穴復合來產生(sheng)紅(hong)外(wai)光(guang)；

③、使用(yong)紅(hong)外激光二極管(guan)LD，也可作紅(hong)外光源。但(dan)它要把處于較低(di)能(neng)態的(de)電(dian)子激發或泵(beng)浦(pu)到較高能(neng)態上去(qu)，通過大量(liang)粒子分布反轉，共振而維持(chi)受激輻射紅(hong)外光。

第一種光(guang)源為(wei)熱(re)紅外光(guang)源，其(qi)最(zui)大(da)的(de)(de)優點是可(ke)(ke)制成比較大(da)的(de)(de)功率和大(da)的(de)(de)輻照角度(du)，因此照射的(de)(de)距離遠。其(qi)最(zui)大(da)不足之(zhi)處是包含可(ke)(ke)見光(guang)成份(fen)，即有紅暴，且使用壽命(ming)短，如果每(mei)天(tian)工(gong)作(zuo)10小(xiao)時，5000小(xiao)時只能使用一年多，若考慮散熱(re)不夠，壽命(ming)還要短。為(wei)提(ti)高熱(re)輻射紅外燈的(de)(de)壽命(ming)，使用時還必須采(cai)用光(guang)控開關電路(lu)，以減小(xiao)其(qi)工(gong)作(zuo)時間(jian)。此外，還增加了延時開關電路(lu)以防環境光(guang)的(de)(de)干擾。

第二種是使用半(ban)導體砷化鎵發(fa)光二極管陣列(lie)組成的(de)紅外燈(deng)，尤其(qi)現(xian)在使用新(xin)技術開發(fa)生產的(de)陣列(lie)式(shi)集成發(fa)光芯片LEDArray。其(qi)一個(ge)LED-Array的(de)光學輸(shu)出達到了800mw-1000mw，而成為普通LED的(de)換(huan)代產品，LED-Array的(de)發(fa)光半(ban)功(gong)率角為10-120°(可變角)。

由于(yu)LED-Array為(wei)高(gao)度集成的(de)LED，而體積(ji)只有一個(ge)一分(fen)錢硬(ying)幣的(de)大小，在(zai)室內可均勻照亮全部(bu)空(kong)間(jian)(jian)，其(qi)壽命為(wei)50，000個(ge)小時。它最(zui)初是運用在(zai)航(hang)空(kong)飛機上面，近(jin)年來由于(yu)民用夜間(jian)(jian)監控市場的(de)發展，LED-Array才逐步走向(xiang)民用市場，成為(wei)高(gao)質量夜間(jian)(jian)監控的(de)一種理想選擇。

雖然，紅外LED及(ji)LED-Array淘(tao)汰了(le)熱紅外光源，但(dan)對于(yu)1km以上的超遠距離場景的監控，還是要選擇(ze)紅外LD光源。因(yin)為半導體激光器具有比LED亮(liang)度高(gao)、方向(xiang)性強等特點(dian)。

通常，在(zai)選擇紅外光源時要注意(yi)以下(xia)的幾(ji)個(ge)要點。

A、紅外燈(deng)距離選(xuan)擇要(yao)留有余量

選擇(ze)紅(hong)外(wai)燈時，特(te)別注意(yi)標稱距(ju)(ju)(ju)離與(yu)實(shi)際輻照距(ju)(ju)(ju)離的差距(ju)(ju)(ju)。因為有些生產廠(chang)標稱的可(ke)視距(ju)(ju)(ju)離往(wang)往(wang)偏大，所(suo)以在選擇(ze)紅(hong)外(wai)燈輻照距(ju)(ju)(ju)離時要進(jin)行實(shi)際測試，并且(qie)要留有充足的余(yu)量，才能(neng)使所(suo)觀察(cha)的場(chang)景的照度可(ke)靠。

B、應選用穩流源(yuan)驅動的光(guang)源(yuan)

因為LED是電流(liu)(liu)驅動器件，其發光亮度與功(gong)率同(tong)驅動電流(liu)(liu)成(cheng)正比，而不是電壓。因此，為保持發光強度不變，必須(xu)要選用穩(wen)流(liu)(liu)源驅動的光源。

C、要選用散(san)熱(re)好(hao)的光(guang)源

因為(wei)發(fa)光(guang)管都有發(fa)熱與(yu)散(san)熱問題(ti)，尤(you)其功率大距離遠的光(guang)源(yuan)(yuan)發(fa)熱量(liang)大，所(suo)以必須要選用散(san)熱好的光(guang)源(yuan)(yuan)，才(cai)能(neng)保證工作穩定(ding)可(ke)靠。

D、要選用有光控開關自動控制電路的供電電路并與燈板分開的紅外(wai)光源

因為紅外燈的供電(dian)電(dian)路與燈板不(bu)分開，就會應發光管(guan)工作(zuo)產生的熱量影響(xiang)供電(dian)電(dian)路的元件性(xing)能(neng)，從而(er)導致發光管(guan)發光不(bu)穩定，有了這(zhe)種光控開關(guan)的電(dian)路，就能(neng)使紅外燈白(bai)天(tian)關(guan)閉，夜晚打開。

E、要根據監視距離選用(yong)紅外燈

因紅(hong)(hong)外發(fa)光(guang)二(er)極管LED可裝(zhuang)(zhuang)在鏡(jing)頭上，與感紅(hong)(hong)外攝像機配(pei)(pei)用(yong)，或直接裝(zhuang)(zhuang)在攝像機與鏡(jing)頭接口周圍的(de)機殼上。顯然，這兩種(zhong)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)的(de)紅(hong)(hong)外LED少，其照射的(de)距離肯定(ding)不如單獨的(de)紅(hong)(hong)外LED燈照射的(de)遠。一(yi)(yi)般，50m以(yi)上，最好選(xuan)用(yong)單獨的(de)紅(hong)(hong)外燈為好，另LD多用(yong)于(yu)1km以(yi)上距離的(de)監(jian)控場景(jing)的(de)夜視(shi)照明，但LD的(de)光(guang)束(shu)(shu)細而強，為使紅(hong)(hong)外光(guang)束(shu)(shu)照亮一(yi)(yi)定(ding)范圍的(de)場景(jing)，使用(yong)時(shi)還需要通過(guo)一(yi)(yi)個(ge)擴束(shu)(shu)鏡(jing)頭擴束(shu)(shu)才行。

二、攝像(xiang)機(ji)的選擇

目前攝(she)像機(ji)的(de)感光(guang)(guang)器件有CMOS與CCD兩種。同CCD一(yi)樣(yang)，CMOS圖(tu)像傳感芯(xin)片(pian)對紅外(wai)光(guang)(guang)波(bo)也有反應，但它在890-980nm范(fan)圍內靈(ling)敏度(du)比CCD圖(tu)像傳感芯(xin)片(pian)要(yao)高出許多，并隨波(bo)長(chang)增加(jia)而衰減的(de)梯度(du)也慢一(yi)些(xie)。隨著CMOS圖(tu)像芯(xin)片(pian)的(de)飛速發展，其噪音訊號進一(yi)步降(jiang)低，且星光(guang)(guang)級的(de)CMOS攝(she)像機(ji)也已有面(mian)市。因此，不一(yi)定局限在CCD攝(she)像機(ji)中選(xuan)擇(ze)，可充分利用各自的(de)優勢(shi)選(xuan)取。一(yi)般(ban)，紅外(wai)攝(she)像機(ji)的(de)選(xuan)擇(ze)要(yao)點(dian)如下。

A、應選低照度攝像機，其照度要(yao)求一般≤0.02Lux

有些攝像機制造商(shang)或(huo)銷售商(shang)虛報最(zui)低照度，使(shi)夜視(shi)有效(xiao)距離大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低，因此最(zui)好能具體測試。

月光級和(he)(he)星光級等(deng)增(zeng)感度(du)攝像(xiang)機可工作在很暗的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)，但有些(xie)反光系數小的(de)(de)(de)地方還是達不(bu)到要(yao)求(qiu)，如(ru)沙漠，綠地，林(lin)區等(deng)。在這種情況(kuang)下(xia)(xia)，就需要(yao)采用(yong)由高性能像(xiang)增(zeng)強器和(he)(he)CCIR制(zhi)式的(de)(de)(de)黑白CCD通過纖維面(mian)板(ban)和(he)(he)光錐直(zhi)接耦合而成的(de)(de)(de)微(wei)光夜視(shi)攝像(xiang)機。總之，照度(du)越低越好，由于目前還不(bu)規范(fan)，不(bu)能相信生(sheng)產廠所(suo)標稱的(de)(de)(de)最(zui)低照度(du)，要(yao)在實用(yong)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)進行測試為好，通常(chang)照度(du)要(yao)求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選(xuan)用的紅(hong)外(wai)攝像機圖像傳感器的尺寸越(yue)大越(yue)好

因(yin)1/4CCD不能(neng)用于15m以(yi)上紅外夜(ye)視的(de)(de)(de)(de)有(you)效距離(li)，因(yin)為(wei)1/4CCD的(de)(de)(de)(de)光通(tong)量只有(you)1/3CCD的(de)(de)(de)(de)50%。而CCD尺寸大(da)，接受的(de)(de)(de)(de)光通(tong)量大(da)；CCD尺寸小，接受的(de)(de)(de)(de)光通(tong)量就少。所(suo)以(yi)，夜(ye)視攝(she)像機多(duo)選(xuan)1/2的(de)(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)(de)要測(ce)試可行(xing)的(de)(de)(de)(de)也可，但絕對不能(neng)選(xuan)1/4的(de)(de)(de)(de)。

C、紅外攝像(xiang)機(ji)要(yao)有(you)自(zi)動(dong)電子快門與自(zi)動(dong)增益(yi)控(kong)制(zhi)(AGC)功能(neng)

因為有了這些(xie)功能，才能使信號調整(zheng)到(dao)比較(jiao)好的狀(zhuang)態，以滿足(zu)觀察的效果(guo)。

D、需隱蔽場合選(xuan)CMOS超微型攝像(xiang)機

由于(yu)低功耗(hao)、高集(ji)成(cheng)、小體(ti)積只(zhi)有CMOS圖像(xiang)傳感器才能辦到，因而(er)可作成(cheng)襯(chen)衫鈕扣、西裝鈕扣般大小的(de)(de)CMOS攝(she)像(xiang)機。加上相應的(de)(de)紅外光源的(de)(de)更加小型化，以及高效能電(dian)池的(de)(de)推出，使第三只(zhi)眼睛將會無(wu)處不(bu)在。這(zhe)樣，帶上一副夜視眼鏡和(he)一頂配(pei)有紅外光源和(he)CMOS超微型攝(she)像(xiang)機的(de)(de)帽子，黑夜將如同白晝。顯(xian)然，這(zhe)將改變我(wo)們整(zheng)個社會生(sheng)活的(de)(de)面貌(mao)。

E、選(xuan)配好(hao)攝像(xiang)機的配套(tao)穩壓小電源

攝像機的電(dian)源(yuan)的選取要注意(yi)如下兩(liang)點

1、選穩壓電(dian)源(yuan)。因(yin)市電(dian)AC220V不(bu)穩，如只選一交(jiao)流(liu)變直流(liu)12V的變壓器而不(bu)穩壓就(jiu)會使攝像機中的電(dian)路工(gong)(gong)作(zuo)不(bu)穩定(ding)，從而使攝像機的工(gong)(gong)作(zuo)不(bu)穩，所需性能就(jiu)達不(bu)到要(yao)求；

2、選(xuan)比攝像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)電流要大(da)近一(yi)倍以上的(de)(de)小(xiao)電源(yuan)為好。如攝像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)電流為200mA或(huo)250mA，一(yi)般(ban)選(xuan)500mA即足(zu)夠。若選(xuan)太(tai)(tai)大(da)如1A供(gong)1臺攝像(xiang)機(ji)(ji)就(jiu)體積偏(pian)(pian)大(da)與價(jia)錢(qian)偏(pian)(pian)貴；太(tai)(tai)小(xiao)如等于攝像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)電流就(jiu)可(ke)能發熱(因連續工作時間太(tai)(tai)長)而影(ying)響可(ke)靠性與工作壽命等。

三、鏡頭(tou)等(deng)的(de)選擇

攝像機鏡(jing)頭是(shi)紅外攝像機的關鍵設備，它的質(zhi)(zhi)量(liang)(指標)優劣直接影(ying)響到(dao)(dao)系統的成像效果，因此，鏡(jing)頭選(xuan)擇是(shi)否恰當即關系到(dao)(dao)系統質(zhi)(zhi)量(liang)，又關系到(dao)(dao)工程造價。因此，在選(xuan)擇鏡(jing)頭時(shi)要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)以下幾個要(yao)(yao)點(dian)：

A、最好選紅外鏡頭

因普通的(de)光學鏡(jing)(jing)頭(tou)，物(wu)體反射回(hui)鏡(jing)(jing)頭(tou)的(de)紅(hong)外光不能有效聚焦到CCD靶(ba)面(mian)上，此時紅(hong)外夜視效果就會大打(da)折扣，因而最好選用(yong)紅(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)。尤其(qi)是彩轉黑攝像機，不選用(yong)紅(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)就不能使(shi)日(ri)夜監(jian)視焦面(mian)一致，致使(shi)日(ri)夜圖像不能都保持清(qing)晰。

B、選用(yong)鏡(jing)頭的(de)(de)成像尺寸最好與攝像機中(zhong)圖像傳感器的(de)(de)尺寸一致(zhi)

選用的(de)(de)鏡頭的(de)(de)成像尺(chi)寸(cun)應與攝像機中(zhong)圖像傳感器的(de)(de)尺(chi)寸(cun)一致，如(ru)圖像傳感器的(de)(de)尺(chi)寸(cun)是(shi)1/2“，則鏡頭的(de)(de)成像尺(chi)寸(cun)必(bi)須是(shi)1/2“的(de)(de)。

當(dang)鏡(jing)(jing)頭的(de)成(cheng)像(xiang)尺寸比(bi)攝像(xiang)機感(gan)光(guang)面的(de)尺寸大時，不會(hui)影(ying)響成(cheng)像(xiang)，但實際成(cheng)像(xiang)的(de)視場角(jiao)(jiao)要比(bi)該鏡(jing)(jing)頭的(de)標稱視場角(jiao)(jiao)小，而當(dang)鏡(jing)(jing)頭的(de)成(cheng)像(xiang)尺寸比(bi)攝像(xiang)機的(de)感(gan)光(guang)面的(de)尺寸小時，就(jiu)會(hui)影(ying)響成(cheng)像(xiang)，并(bing)表現(xian)為(wei)成(cheng)像(xiang)的(de)畫(hua)面四(si)(si)周被鏡(jing)(jing)筒遮擋，在畫(hua)面的(de)四(si)(si)個角(jiao)(jiao)上就(jiu)會(hui)出現(xian)黑角(jiao)(jiao)。

由(you)此可知，對1/3“的(de)攝像機，可選用(yong)1/3“、1/2“和2/3“的(de)鏡頭(tou)；對1/2“的(de)攝像機，可選用(yong)1/2“、2/3“的(de)鏡頭(tou)，而不能用(yong)1/3的(de)鏡頭(tou)。因為CCD就像人(ren)的(de)眼(yan)睛(jing)，鏡頭(tou)就像人(ren)們用(yong)的(de)眼(yan)鏡，眼(yan)鏡太小，眼(yan)睛(jing)就會(hui)看不清周邊的(de)事物。

C、最好選(xuan)鏡頭與(yu)攝像機的接口安(an)裝方式一致

鏡(jing)(jing)頭與(yu)攝(she)像機(ji)的接(jie)口安裝方(fang)式有C型(xing)安裝和(he)CS型(xing)安裝兩種，兩者最(zui)好一致(zhi)。如果(guo)選(xuan)用(yong)了C型(xing)鏡(jing)(jing)頭，則(ze)需加(jia)一5mm厚的接(jie)圈即可。若(ruo)不(bu)加(jia)接(jie)圈就直接(jie)接(jie)到(dao)CS接(jie)口攝(she)像機(ji)上(shang)，則(ze)可能(neng)使(shi)鏡(jing)(jing)頭的后鏡(jing)(jing)面碰(peng)到(dao)CCD的敏感(gan)面的保護玻璃，而造成CCD攝(she)像機(ji)的損壞，這一點在實(shi)用(yong)中需特(te)別引起注(zhu)意。

D、最好選自動(dong)光圈鏡頭，以(yi)適(shi)應晝夜照度很大的變化

由于日夜監(jian)控，其照度(du)變化范圍很大，因而最好選(xuan)用能自(zi)動根據照度(du)變化的自(zi)動光(guang)圈鏡頭，以(yi)使圖像(xiang)保(bao)持清(qing)晰。

E、鏡(jing)頭的分(fen)辨率與(yu)透光(guang)率要(yao)達到要(yao)求

用的成像鏡頭的分辨(bian)(bian)率必須(xu)要(yao)(yao)大于攝像機的分辨(bian)(bian)率，否則達(da)不到所要(yao)(yao)求的清晰效(xiao)果。并且鏡頭中鏡片的透(tou)光(guang)率要(yao)(yao)好，即(ji)對光(guang)的衰減(jian)要(yao)(yao)非常(chang)小。

F、監視(shi)距離1公里以上，還需選用激光擴束(shu)準直鏡頭

要根據欲觀察場景(jing)的大小與(yu)距(ju)離(li)選擇合(he)適的激光(guang)(guang)擴束準(zhun)直鏡頭(tou)，使激光(guang)(guang)束能(neng)照亮所需監控的場景(jing)，以便監控場景(jing)的反射光(guang)(guang)能(neng)被攝像機所接(jie)收。

G、注意選擇(ze)有(you)性能好的視窗玻璃(li)的防護罩

除(chu)選紅(hong)外燈、攝像機、鏡頭外，還要注意防護罩(zhao)、供電(dian)電(dian)源等的(de)成套(tao)綜合考(kao)慮(lv)。因為防護罩(zhao)對紅(hong)外燈的(de)效果就有影響，如紅(hong)外光通過(guo)不(bu)(bu)同(tong)介質，透(tou)射率和反射率就不(bu)(bu)同(tong)。例如，不(bu)(bu)同(tong)的(de)視窗玻(bo)璃，特別(bie)是自動(dong)除(chu)霜鍍膜玻(bo)璃，對紅(hong)外光的(de)衰減(jian)也不(bu)(bu)同(tong)，所以要注意選擇具有性(xing)能好的(de)視窗玻(bo)璃的(de)防護罩(zhao)。