紅外線在無(wú)光源或夜間環(huán)境中,和攝影機(jī)配置使用,可以擷取較佳畫(huà)質(zhì)的影像,以達(dá)到日夜全天候24小時(shí)的監(jiān)視效果。
何謂紅外線(Infra-Red)?
雖然紅外線對(duì)人類(lèi)肉眼而言是不可見(jiàn)光,但在黑白攝影機(jī)中卻是可見(jiàn)光,俗稱(chēng)「黑光」(Black light)。紅外線的波長(zhǎng)介於700nM至1000nM之間,當(dāng)紅外線燈與攝影機(jī)搭配使用時(shí),攝影機(jī)的波長(zhǎng)曲線會(huì)由400nM~700nM延伸至940nM。將紅外線應(yīng)用於監(jiān)視系統(tǒng)中,可延長(zhǎng)CCD攝影機(jī)波長(zhǎng)的曲線,進(jìn)而提升黑白攝影機(jī)的靈敏度,不但可以補(bǔ)充無(wú)光源的環(huán)境或夜間攝影時(shí)的光源,也可以幫助提升影像的畫(huà)質(zhì)。
紅外線投射燈的類(lèi)型 紅外線投射燈的設(shè)計(jì)一般分為L(zhǎng)ED型及鹵素?zé)羰健?BR> 配置時(shí),則須注意∶ 紅外線燈燈泡壽命有固定期限,屬消耗品,換裝容易,可自行更換。
一般而言,制造紅外線的濾光片可分為730 nM、840 nM、940 nM等三種波長(zhǎng)。選擇時(shí)可從產(chǎn)品偵測(cè)效果、壽命長(zhǎng)短、消耗電源及成本的高低來(lái)做考量。730 nM的波長(zhǎng)呈現(xiàn)一般紅光,如交通號(hào)的紅燈;840 nM是隱約可見(jiàn)的紅光,屬於半覆蓋型。至於940nM則是完全覆蓋的不可見(jiàn)光,屬於全覆蓋型。雖然波長(zhǎng)730nM的濾光片在外表比840nM及940nM明亮、照射的距離也較長(zhǎng),但是因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)呈現(xiàn)刺眼的亮紅色,因此較難被使用者接受。目前940nM濾光片的成本最高,而840nM由於接近攝影機(jī)最佳波長(zhǎng)880nM,因此是目前最常使用的濾光片。
攝影機(jī)與紅外線的搭配
CCD攝影機(jī)本身必須具備3個(gè)條件,搭配紅外線光源才能拍出好效果。
靈敏度高、照度低;
雜訊比高;
感光度高,接收紅外線的能力強(qiáng)。
一般而言,CCTV的鏡頭是在可見(jiàn)光源下使用(400nM~700nM),當(dāng)使用於夜間時(shí),鏡頭的補(bǔ)光能力必須達(dá)到最大(選F值最小),但如此一來(lái),會(huì)造成圖像深度不夠、影像失焦的情形。因此,如果選用固定式鏡頭,使用者必須在低光源環(huán)境及焦距深度上作折衷;但是如果使用自動(dòng)光圈鏡頭,就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)殓R頭在低光源的環(huán)境下會(huì)自動(dòng)將孔徑開(kāi)到最大(即最小F值)。
此外,因可見(jiàn)光與紅外線有不同的波長(zhǎng),因此在兩種光源的環(huán)境中,鏡頭的焦距必須調(diào)整。且紅外線在840~940nM的波長(zhǎng)下,鏡頭的焦距需要較大的調(diào)整。因此具備零焦距調(diào)整功能的鏡頭,在無(wú)人或遠(yuǎn)端監(jiān)控的管理上是一大突破。
在紅外線機(jī)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,防水處理及散熱等方面是很重要的。若無(wú)完備的防水功能,機(jī)體容易導(dǎo)電,甚至產(chǎn)生電擊,施工人員會(huì)有觸電的危險(xiǎn);而散熱不佳,會(huì)使燈泡的壽命減短。目前廠商常使用風(fēng)扇以達(dá)到降溫的效果,但是效果并不好,風(fēng)扇在高溫下工作容易故障,且機(jī)體的對(duì)流風(fēng)孔也不容易達(dá)到防水功能。近來(lái)便有廠商開(kāi)發(fā)出以散熱片的原理,采用高硬度的鋁材,配合光束,以圓筒鋸齒狀的外型,作360°的放射狀散熱,達(dá)到冷卻的目的。
LED式
LED式紅外線投射提供約6,000小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間壽命,具備消耗電流低、壽命長(zhǎng)、成本較低及維修容易等優(yōu)點(diǎn)。但是與鹵素?zé)羰降漠a(chǎn)品相較,LED式的效果較不足,因此比較適合用於室內(nèi)距離較短,配合靈敏度較高的攝影機(jī)使用。
鹵素?zé)羰?/B>
鹵素?zé)羰诫m然電流消耗較大、壽命較短、成本也高,但是可以提供不同距離、角度與波長(zhǎng)的紅外線(730nM、840 nM、940 nM)。730nM外表比其他兩者明亮,然而成本卻以940nM的最高。一般鹵素?zé)羰降募t外線投射光束,可分為窄角(Spot)10°與小廣角(N Flood)30°(圖3、4)。而因?yàn)槠放频牟煌?,光束的角度略有差異?nbsp;
為了達(dá)到偵測(cè)良好效果,鏡頭與紅外線的投射角度適當(dāng)?shù)恼{(diào)配是必要的。例如∶長(zhǎng)距離開(kāi)放式的景色最好使用長(zhǎng)距離伸縮鏡頭16mm-160mm,配置窄角10°雙燈式紅外線燈;或10mm-100mm的鏡頭搭配窄角10°與小廣角N Flood 30°雙燈式紅外線燈使用。
紅外線燈的運(yùn)用
并非所有在夜間或無(wú)光源的環(huán)境都可配置紅外線燈使用,如在空曠地區(qū)、水平面、大草原、被照物反光系數(shù)低等不理想的環(huán)境,就算配置紅外線,監(jiān)視的效果也會(huì)大打折扣,甚至沒(méi)有效果。因此裝設(shè)紅外線攝影機(jī)後的實(shí)際效果,必須視偵測(cè)的距離、景象的反射、氣候的條件、攝影機(jī)的靈敏度及鏡頭的功能等因素而定。
此外,目前紅外線燈也可進(jìn)行遠(yuǎn)端控制,除電源控制器內(nèi)建遙控開(kāi)關(guān)器,如∶紅外線遙控操作的遠(yuǎn)端手動(dòng)控制方式外,尚有CDS光電導(dǎo)管光源自動(dòng)控制。CDS式的設(shè)計(jì)是當(dāng)光度降到35Lux時(shí),CDS開(kāi)始啟動(dòng),隨著光度的下降,開(kāi)始逐步漸進(jìn)地補(bǔ)光,當(dāng)光度降到10Lux時(shí),紅外線完全開(kāi)啟,達(dá)到完全補(bǔ)光的效果。CDS的設(shè)計(jì)可以避免瞬間開(kāi)關(guān)使得影像呈現(xiàn)忽明忽暗或反白的現(xiàn)象。
紅外線燈的配置與架設(shè)在配置紅外線燈時(shí),基本步驟有三∶
* 步驟一∶確認(rèn)攝影機(jī)的位置與角度;
* 步驟二∶選擇理想的紅外線燈(距離、角度),在適當(dāng)?shù)奈恢霉潭茉O(shè);
* 步驟三∶確認(rèn)電源、電壓,將插頭插入電源座,如在室外,須做好電源接頭防水措施。