隨(sui)著安防視(shi)(shi)頻監(jian)控系(xi)統工程中對夜(ye)視(shi)(shi)監(jian)控的需求(qiu)越來(lai)越廣，紅外攝(she)像機已經進入了攝(she)像機的主(zhu)流市場(chang)，銷(xiao)量與日俱增，在紅外夜(ye)視(shi)(shi)技(ji)術應用上出現問題(ti)也逐漸暴(bao)露出來(lai)。

實(shi)際上，夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)是(shi)(shi)借助于(yu)光(guang)電成像器件實(shi)現夜(ye)(ye)(ye)(ye)間觀(guan)察的一(yi)種光(guang)電技(ji)術(shu)。它包括微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)和紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)兩類：微(wei)光(guang)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)是(shi)(shi)通過帶像增(zeng)強(qiang)管的一(yi)種夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)，它實(shi)際就是(shi)(shi)對夜(ye)(ye)(ye)(ye)天光(guang)照亮(liang)的微(wei)弱(ruo)目(mu)標像進行(xing)增(zeng)強(qiang)，以(yi)供觀(guan)察的光(guang)電成像技(ji)術(shu)。這(zhe)里主要講主動(dong)紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)，它是(shi)(shi)通過主動(dong)照射并利(li)用目(mu)標反射紅(hong)(hong)外(wai)源的紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)來實(shi)施觀(guan)察的一(yi)種夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)，其對應裝備為主動(dong)紅(hong)(hong)外(wai)夜(ye)(ye)(ye)(ye)視(shi)(shi)(shi)儀，實(shi)際核心(xin)就是(shi)(shi)紅(hong)(hong)外(wai)攝像機。

紅(hong)外(wai)光(guang)源、由非直(zhi)視(shi)型光(guang)電成像(xiang)器件CCD或CMOS圖像(xiang)傳感器為核心組成的(de)攝像(xiang)機(ji)和成像(xiang)畫面所需的(de)鏡頭(tou)等配合(he)選擇是主(zhu)導紅(hong)外(wai)攝像(xiang)機(ji)夜間(jian)監視(shi)的(de)效果優(you)劣的(de)三(san)大因素(su)。

一(yi)、紅外光(guang)源的選擇

紅(hong)外光是(shi)一種(zhong)波(bo)長(chang)大于780nm的不(bu)可見(jian)光。一般，產生這(zhe)種(zhong)不(bu)可見(jian)光的方(fang)法(fa)有下列(lie)三種(zhong)。

①、直接(jie)使用白熾燈(deng)或氙燈(deng)發出(chu)的(de)紅(hong)外光(guang)。即(ji)在這兩種燈(deng)上安裝可(ke)見(jian)光(guang)濾(lv)鏡，濾(lv)去可(ke)見(jian)光(guang)，只讓(rang)看不見(jian)的(de)紅(hong)外射(she)(she)線射(she)(she)出(chu)；

②、使用紅外(wai)發光二極管LED或LED陣列來產生紅外(wai)光。這種器件(jian)是通過砷(shen)化鎵(GaAs)半導體中的電子與空穴復合來產生紅外(wai)光；

③、使用紅(hong)(hong)外(wai)(wai)激(ji)光二極(ji)管LD，也可作(zuo)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光源。但(dan)它要把處于較(jiao)低能態的電子激(ji)發或(huo)泵浦到(dao)較(jiao)高(gao)能態上去，通(tong)過(guo)大(da)量粒子分布反轉，共振而維(wei)持受激(ji)輻射紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光。

第一(yi)種光源(yuan)為熱紅外(wai)光源(yuan)，其最(zui)大(da)(da)的(de)優點是可制成比較大(da)(da)的(de)功率和大(da)(da)的(de)輻照角度，因此照射(she)的(de)距離遠。其最(zui)大(da)(da)不足之處是包(bao)含可見光成份，即有紅暴，且(qie)使(shi)用壽(shou)命短(duan)，如果每天工作10小時(shi)，5000小時(shi)只(zhi)能使(shi)用一(yi)年多，若考慮散熱不夠，壽(shou)命還(huan)要短(duan)。為提高熱輻射(she)紅外(wai)燈(deng)的(de)壽(shou)命，使(shi)用時(shi)還(huan)必須采用光控開關(guan)(guan)電路，以減小其工作時(shi)間(jian)。此外(wai)，還(huan)增加了延時(shi)開關(guan)(guan)電路以防環境光的(de)干擾(rao)。

第(di)二(er)種(zhong)是使(shi)用(yong)半導體砷化(hua)鎵(jia)發(fa)光二(er)極管陣列組成的紅外(wai)燈(deng)，尤其(qi)現在使(shi)用(yong)新技(ji)術開發(fa)生產的陣列式(shi)集成發(fa)光芯片LEDArray。其(qi)一個(ge)LED-Array的光學輸出達到(dao)了800mw-1000mw，而成為(wei)普(pu)通LED的換代產品，LED-Array的發(fa)光半功率(lv)角為(wei)10-120°(可變(bian)角)。

由于LED-Array為高(gao)度集成(cheng)的LED，而體積只有一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)分錢硬幣的大(da)小，在(zai)室內可(ke)均勻照亮全(quan)部空間(jian)，其(qi)壽命(ming)為50，000個(ge)小時。它最初是運(yun)用在(zai)航空飛機(ji)上(shang)面，近年來由于民用夜間(jian)監控(kong)市場的發展，LED-Array才逐步走向民用市場，成(cheng)為高(gao)質量夜間(jian)監控(kong)的一(yi)(yi)種理想(xiang)選擇。

雖然，紅(hong)外(wai)LED及LED-Array淘汰了熱紅(hong)外(wai)光源，但(dan)對于(yu)1km以上的(de)超遠距離場(chang)景的(de)監控，還是要(yao)選擇紅(hong)外(wai)LD光源。因為半導體激光器(qi)具有比LED亮度高、方向(xiang)性強等特點。

通常，在選(xuan)擇(ze)紅外光源時要(yao)注意以(yi)下(xia)的幾個要(yao)點。

A、紅(hong)外燈距離選擇要留(liu)有(you)余量

選擇紅外(wai)燈時，特別注意標稱(cheng)距(ju)離與實際輻照(zhao)距(ju)離的差距(ju)。因為(wei)有些生產廠標稱(cheng)的可視距(ju)離往往偏大(da)，所以在選擇紅外(wai)燈輻照(zhao)距(ju)離時要(yao)進行實際測試，并且要(yao)留有充足的余量，才能使所觀察的場景(jing)的照(zhao)度可靠。

B、應選用穩流源驅動(dong)的光源

因為(wei)(wei)LED是電流驅動器件，其(qi)發光亮度(du)與功率同驅動電流成正比，而不是電壓。因此，為(wei)(wei)保(bao)持(chi)發光強度(du)不變(bian)，必須要選用穩(wen)流源驅動的光源。

C、要選用散(san)熱好的光源

因為發光管都有發熱與散(san)熱問題，尤其(qi)功率大(da)距離遠的光源(yuan)發熱量大(da)，所以必須要選(xuan)用散(san)熱好的光源(yuan)，才(cai)能保證工作(zuo)穩定可(ke)靠。

D、要選用有光(guang)控開關自動(dong)控制電路的供電電路并與燈板分開的紅(hong)外光(guang)源

因為紅外燈的(de)供電(dian)電(dian)路(lu)與(yu)燈板(ban)不(bu)分(fen)開，就(jiu)會(hui)應發光管(guan)工作產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量影響供電(dian)電(dian)路(lu)的(de)元件性能，從而(er)導致發光管(guan)發光不(bu)穩(wen)定，有(you)了(le)這種光控開關的(de)電(dian)路(lu)，就(jiu)能使(shi)紅外燈白天關閉，夜晚打開。

E、要根據監視距離(li)選用紅外燈

因紅外(wai)(wai)(wai)發光二(er)極(ji)管(guan)LED可裝在鏡(jing)頭上(shang)，與感(gan)紅外(wai)(wai)(wai)攝像(xiang)機配(pei)用，或直接裝在攝像(xiang)機與鏡(jing)頭接口周圍的(de)(de)(de)(de)機殼上(shang)。顯(xian)然(ran)，這兩種裝配(pei)的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)LED少，其(qi)照射的(de)(de)(de)(de)距離(li)肯定不如(ru)單獨的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)LED燈照射的(de)(de)(de)(de)遠。一般(ban)，50m以上(shang)，最好(hao)選用單獨的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)燈為好(hao)，另LD多用于1km以上(shang)距離(li)的(de)(de)(de)(de)監控場景的(de)(de)(de)(de)夜視照明，但LD的(de)(de)(de)(de)光束(shu)(shu)細(xi)而強，為使(shi)紅外(wai)(wai)(wai)光束(shu)(shu)照亮(liang)一定范圍的(de)(de)(de)(de)場景，使(shi)用時還需要通(tong)過一個擴束(shu)(shu)鏡(jing)頭擴束(shu)(shu)才行。

二、攝像機的(de)選(xuan)擇

目前攝(she)像機的(de)(de)(de)感(gan)(gan)光器(qi)件有CMOS與CCD兩種。同CCD一(yi)(yi)樣，CMOS圖像傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)對(dui)紅(hong)外光波也有反應，但它在(zai)890-980nm范圍內靈敏度比CCD圖像傳感(gan)(gan)芯片(pian)(pian)要高出許多，并隨(sui)波長(chang)增加而衰減的(de)(de)(de)梯度也慢一(yi)(yi)些。隨(sui)著CMOS圖像芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)飛(fei)速(su)發展，其噪音(yin)訊號進一(yi)(yi)步降低，且星光級的(de)(de)(de)CMOS攝(she)像機也已有面市。因此(ci)，不一(yi)(yi)定(ding)局限在(zai)CCD攝(she)像機中選(xuan)(xuan)擇，可充(chong)分利用各(ge)自(zi)的(de)(de)(de)優勢選(xuan)(xuan)取。一(yi)(yi)般，紅(hong)外攝(she)像機的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇要點如(ru)下(xia)。

A、應選(xuan)低照度攝像機，其照度要求一般≤0.02Lux

有些攝(she)像機制造商或銷售商虛(xu)報(bao)最低照(zhao)度，使夜視有效距離(li)大大降低，因此最好能具體(ti)測試(shi)。

月光級(ji)和(he)星(xing)光級(ji)等(deng)增感度(du)攝(she)(she)像機(ji)(ji)可工作在很暗的條件(jian)下(xia)(xia)，但有(you)些反光系數小的地(di)方還是(shi)達不到要求(qiu)，如(ru)沙漠，綠(lv)地(di)，林區等(deng)。在這(zhe)種情況下(xia)(xia)，就需要采(cai)用由高性能像增強器和(he)CCIR制(zhi)式的黑白CCD通過纖維面板和(he)光錐(zhui)直(zhi)接耦合而成的微光夜視攝(she)(she)像機(ji)(ji)。總之，照度(du)越(yue)低(di)越(yue)好，由于(yu)目前還不規范，不能相信(xin)生產(chan)廠所標稱的最低(di)照度(du)，要在實用條件(jian)下(xia)(xia)進(jin)行測試為好，通常照度(du)要求(qiu)一般≤0.02Lux。

B、選(xuan)用的(de)紅外(wai)攝像(xiang)機圖像(xiang)傳感(gan)器的(de)尺(chi)寸越大越好

因1/4CCD不能用于15m以上紅外夜(ye)視(shi)(shi)的(de)(de)(de)有效距離(li)，因為1/4CCD的(de)(de)(de)光通(tong)(tong)量(liang)只(zhi)有1/3CCD的(de)(de)(de)50%。而CCD尺寸大，接(jie)受(shou)的(de)(de)(de)光通(tong)(tong)量(liang)大；CCD尺寸小，接(jie)受(shou)的(de)(de)(de)光通(tong)(tong)量(liang)就(jiu)少。所(suo)以，夜(ye)視(shi)(shi)攝(she)像機(ji)多選(xuan)1/2的(de)(de)(de)CCD，1/3的(de)(de)(de)要測(ce)試可行的(de)(de)(de)也(ye)可，但絕對不能選(xuan)1/4的(de)(de)(de)。

C、紅外攝像機(ji)要有自(zi)動電子快門與自(zi)動增益控制(zhi)(AGC)功能

因(yin)為有了這些(xie)功能(neng)，才(cai)能(neng)使信(xin)號調整(zheng)到比較好的(de)狀態，以(yi)滿足觀察的(de)效(xiao)果(guo)。

D、需隱(yin)蔽場(chang)合選CMOS超微型攝像機

由于(yu)低功(gong)耗、高(gao)集成、小體(ti)積只(zhi)有(you)CMOS圖像傳感(gan)器才能辦到，因而可作成襯衫鈕扣、西裝鈕扣般大小的CMOS攝像機(ji)。加上(shang)(shang)相應的紅外光源的更加小型化，以及高(gao)效能電(dian)池的推出，使第三只(zhi)眼睛將(jiang)會無處不在。這樣，帶(dai)上(shang)(shang)一(yi)副夜視眼鏡和一(yi)頂(ding)配(pei)有(you)紅外光源和CMOS超微(wei)型攝像機(ji)的帽子，黑夜將(jiang)如同白晝。顯然，這將(jiang)改變我們整個社(she)會生活的面貌(mao)。

E、選(xuan)配(pei)好攝像(xiang)機的(de)配(pei)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(wen)(wen)壓(ya)電(dian)(dian)源。因市(shi)電(dian)(dian)AC220V不穩(wen)(wen)，如只選一(yi)交流變(bian)直流12V的變(bian)壓(ya)器而不穩(wen)(wen)壓(ya)就(jiu)會使攝(she)像(xiang)(xiang)機中的電(dian)(dian)路工作不穩(wen)(wen)定，從而使攝(she)像(xiang)(xiang)機的工作不穩(wen)(wen)，所需性能就(jiu)達不到要(yao)求；

2、選(xuan)比攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流(liu)要大(da)(da)近一倍以上的小電源為(wei)好。如攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流(liu)為(wei)200mA或(huo)250mA，一般選(xuan)500mA即足夠(gou)。若(ruo)選(xuan)太大(da)(da)如1A供1臺(tai)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)就體積偏大(da)(da)與價錢偏貴；太小如等(deng)于攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電流(liu)就可能發熱(因連續工作(zuo)時間太長)而影響可靠(kao)性與工作(zuo)壽命等(deng)。

三、鏡頭等的選(xuan)擇

攝像(xiang)機(ji)鏡(jing)頭是(shi)(shi)紅外攝像(xiang)機(ji)的(de)關鍵設備，它的(de)質量(指標)優(you)劣(lie)直(zhi)接(jie)影(ying)響到(dao)(dao)系(xi)統(tong)的(de)成(cheng)像(xiang)效果，因此(ci)，鏡(jing)頭選(xuan)擇(ze)是(shi)(shi)否恰當即(ji)關系(xi)到(dao)(dao)系(xi)統(tong)質量，又關系(xi)到(dao)(dao)工程造價(jia)。因此(ci)，在選(xuan)擇(ze)鏡(jing)頭時要注意以下幾個要點：

A、最好(hao)選紅(hong)外(wai)鏡頭

因(yin)普通的光學鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)，物體(ti)反射回鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)的紅(hong)(hong)外光不(bu)能有效聚焦到CCD靶面上，此(ci)時(shi)紅(hong)(hong)外夜視效果就會大(da)打折扣(kou)，因(yin)而最好選用(yong)紅(hong)(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。尤(you)其是(shi)彩(cai)轉黑攝像機，不(bu)選用(yong)紅(hong)(hong)外鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)就不(bu)能使日(ri)夜監視焦面一致，致使日(ri)夜圖像不(bu)能都(dou)保持清晰。

B、選用鏡(jing)頭的成像尺寸最(zui)好與攝像機中圖像傳感器(qi)的尺寸一致

選用的鏡頭的成像尺(chi)寸(cun)(cun)應與(yu)攝像機中(zhong)圖像傳感器(qi)的尺(chi)寸(cun)(cun)一致，如圖像傳感器(qi)的尺(chi)寸(cun)(cun)是1/2“，則(ze)鏡頭的成像尺(chi)寸(cun)(cun)必須是1/2“的。

當鏡頭的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機感光面的(de)(de)尺(chi)寸大時(shi)，不會影響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，但實際成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)視(shi)場角(jiao)(jiao)要比(bi)該鏡頭的(de)(de)標稱視(shi)場角(jiao)(jiao)小(xiao)，而當鏡頭的(de)(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)尺(chi)寸比(bi)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機的(de)(de)感光面的(de)(de)尺(chi)寸小(xiao)時(shi)，就會影響成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)，并表現為(wei)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)畫面四(si)周被鏡筒遮擋，在(zai)畫面的(de)(de)四(si)個角(jiao)(jiao)上(shang)就會出現黑角(jiao)(jiao)。

由此可知，對(dui)1/3“的(de)(de)攝(she)像(xiang)機，可選用1/3“、1/2“和2/3“的(de)(de)鏡頭(tou)；對(dui)1/2“的(de)(de)攝(she)像(xiang)機，可選用1/2“、2/3“的(de)(de)鏡頭(tou)，而不能(neng)用1/3的(de)(de)鏡頭(tou)。因為(wei)CCD就像(xiang)人(ren)的(de)(de)眼睛，鏡頭(tou)就像(xiang)人(ren)們(men)用的(de)(de)眼鏡，眼鏡太(tai)小，眼睛就會(hui)看不清(qing)周邊的(de)(de)事物。

C、最好選鏡(jing)頭與攝像機的接(jie)口安裝方(fang)式一致

鏡(jing)(jing)頭與攝(she)像(xiang)機的接(jie)口安(an)(an)裝方式有(you)C型安(an)(an)裝和CS型安(an)(an)裝兩種，兩者(zhe)最好一(yi)致。如果選用了C型鏡(jing)(jing)頭，則(ze)需加一(yi)5mm厚的接(jie)圈即可。若不加接(jie)圈就直接(jie)接(jie)到CS接(jie)口攝(she)像(xiang)機上，則(ze)可能使(shi)鏡(jing)(jing)頭的后鏡(jing)(jing)面(mian)碰到CCD的敏感面(mian)的保護玻璃，而造成CCD攝(she)像(xiang)機的損壞，這一(yi)點在實用中(zhong)需特別引起注意。

D、最好選(xuan)自(zi)動光圈鏡頭，以適應晝夜(ye)照度很大(da)的變(bian)化

由于日夜(ye)監控，其照(zhao)(zhao)度變化范(fan)圍很大，因而最好(hao)選用能(neng)自(zi)動根據(ju)照(zhao)(zhao)度變化的自(zi)動光圈(quan)鏡頭，以(yi)使圖像保持清晰(xi)。

E、鏡頭的(de)分辨率(lv)與透光率(lv)要(yao)達到要(yao)求

用的(de)成(cheng)像鏡(jing)頭的(de)分(fen)辨率(lv)必(bi)須要大于攝像機的(de)分(fen)辨率(lv)，否則達不到所要求(qiu)的(de)清晰效果。并且鏡(jing)頭中鏡(jing)片的(de)透(tou)光(guang)率(lv)要好，即對光(guang)的(de)衰(shuai)減要非常小。

F、監視距(ju)離(li)1公里以上，還需選用激(ji)光擴束準(zhun)直(zhi)鏡頭

要根據(ju)欲觀察場景(jing)的(de)(de)大小與(yu)距離選擇合適的(de)(de)激光(guang)(guang)擴束準直(zhi)鏡頭，使(shi)激光(guang)(guang)束能照亮所需(xu)監(jian)控的(de)(de)場景(jing)，以便監(jian)控場景(jing)的(de)(de)反射光(guang)(guang)能被攝像機(ji)所接收。

G、注意選擇有(you)性能好的視(shi)窗玻璃的防護罩

除選(xuan)(xuan)紅(hong)外(wai)燈、攝(she)像機(ji)、鏡頭外(wai)，還要(yao)(yao)注意防(fang)護罩(zhao)、供電(dian)電(dian)源等的(de)(de)成套綜合考慮(lv)。因為防(fang)護罩(zhao)對紅(hong)外(wai)燈的(de)(de)效果就有(you)影(ying)響，如紅(hong)外(wai)光通(tong)過不同介質(zhi)，透(tou)射(she)(she)率和反射(she)(she)率就不同。例如，不同的(de)(de)視窗玻(bo)璃(li)，特別是自(zi)動(dong)除霜鍍膜(mo)玻(bo)璃(li)，對紅(hong)外(wai)光的(de)(de)衰減也不同，所以(yi)要(yao)(yao)注意選(xuan)(xuan)擇具有(you)性(xing)能好(hao)的(de)(de)視窗玻(bo)璃(li)的(de)(de)防(fang)護罩(zhao)。