【安防知識網(wǎng)】隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，為社會治安保駕護航。而紅外攝像機近年來頗受大家的歡迎，主要原因是成本低，安裝方便。

　　紅外攝像機技術(shù)原理

　　紅外攝像技術(shù)分為被動紅外攝像技術(shù)和主動紅外攝像技術(shù)。

　　被動紅外攝像技術(shù)是利用任何物質(zhì)在絕對零度(-273℃)以上都發(fā)射紅外光的原理，人體和熱機發(fā)出的紅外光較強，其它物體發(fā)出的紅外光相對微弱，利用特殊的熱紅外夜視儀可以實現(xiàn)夜間監(jiān)控。但這種特殊的熱紅外夜視儀造價昂貴，而且不能直觀、清晰地反映周圍環(huán)境狀況，因此在通常的夜視系統(tǒng)中較少被采用。

　　主動紅外攝像技術(shù)，即利用紅外燈來產(chǎn)生紅外輻射，發(fā)出人眼看不見的紅外光去照射景物和環(huán)境，即可使用普通低照度CCD黑白攝像機或“白天彩色夜間自動轉(zhuǎn)黑白”的攝像機或“紅外低照度彩色攝像機”去感受周圍景物反射回來的紅外光，從而實現(xiàn)夜視功能。

　　現(xiàn)階段的紅外攝像系統(tǒng)基本配置是：攝像機、鏡頭、紅外燈、紅外燈電源等。這里所指的攝像機要求是低照度攝像機，且紅外燈發(fā)射的紅外光能夠被該攝像機接收，鏡頭也要求能感應(yīng)紅外光，其主要指標F值(通光量)越小，夜視效果越好。

　　攝像效果的好壞，與攝像機及配套器件的合理選用有直接的關(guān)系。

　　攝像機靈敏度是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值，攝像機的靈敏度越高，對微弱光的感應(yīng)能力也就越強。當(dāng)然，靈敏度越好攝像機價格也越昂貴。有的攝像機廠家，隨意提高輸出信號強度，靈敏度不錯，但信噪比很差，導(dǎo)致圖像“雪花點”很多，像質(zhì)惡劣。

　　不同規(guī)格CCD 的攝像機會較大地影響到紅外攝像機的圖像效果。目前CCD攝像機規(guī)格有1/2"、1/3"、1/4"。l/3"CCD的光通量是1/2" CCD的44%，1/4"CCD的光通量是1/3" CCD 的50%，可見1/2"攝像機晚間圖像效果最好，所以可以根據(jù)不同的環(huán)境和監(jiān)控要求來選擇不同規(guī)格的攝像機。

　　所有攝像機都感應(yīng)紅外，紅外線在可見光條件下對于攝像機來講是一種雜光，會降低攝像機的清晰度和色彩還原，彩色攝像機的濾光片就是阻止紅外線參與成像。要想使彩色攝像機感應(yīng)紅外線，現(xiàn)在有兩個做法，第一，切換濾光片，在可見光條件下?lián)踝〖t外線進入;第二是在無可見光的條件下移開濾光片，讓紅外線進入，這種方案圖像質(zhì)量好。

　　紅外攝像機鏡頭的選用

　　鏡頭的通光量或相對孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機、紅外燈，上述兩種鏡頭，紅外作用距離可相差一倍。大孔徑鏡頭比常規(guī)普通鏡頭通光量好四到十倍，按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品，但由于成本高昂，制作技術(shù)難度大，絕大多數(shù)紅外產(chǎn)品制造商不具備供貨能力。[nextpage]

　　紅外燈選用

　　光是一種電磁波，其波長從幾個納米(1nm=10?9m) 到1毫米(mm)左右。人眼可見的只是其中一部分，稱其為可見光，可見光的波長范圍為380nm～780nm，可見光波長由長到短分別為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅光長的稱為紅外光。夜視系統(tǒng)中紅外燈的選用，會直接影響到攝像機的成像效果。

　　紅外鹵素?zé)羰且环N較傳統(tǒng)的技術(shù)，其能耗高、發(fā)熱量大、使用壽命短，使用效率低下，所以逐漸被較少選用。LED紅外燈因其造價低，已成為目前使用最多紅外發(fā)光設(shè)備,其缺點為照射距離近(單個LED的光學(xué)輸出為5mw-15mw)、角度小(7至12度)光線分布不均等。

　　多芯片LED(還有LED 陣列)，LED紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠，更多的芯片集合在一起，當(dāng)然能量就大，照射距離更遠。但因可能組成結(jié)構(gòu)上的缺點，使得多芯片LED沒有發(fā)光焦點、發(fā)光系統(tǒng)不合理，造成有用光效率比較低。LED紅外燈發(fā)熱量大，多芯片LED發(fā)熱量更大，所以散熱問題很重要，會嚴重影響壽命。

　　單芯片LED生產(chǎn)工藝簡單，品質(zhì)容易保證，發(fā)熱量低，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)合理，是做紅外燈理想的器件，理論上使用壽命可達10萬小時以上。

　　紅外燈的最大照射距離取決于天氣條件、物體的反光率和周圍的光照水平，紅外聚光燈最遠的投射距離如下，該數(shù)值為理想值，非絕對。

　　·500W=150至200米;

　　·300W=80至120米;

　　·50W =15至30米;

　　·30W =5至15米。

　　紅外燈視角也不是越大越好，所以說，有人認為紅外燈發(fā)射角度越大，選用鏡頭余地也越大，選擇廣角鏡頭不會出現(xiàn) “手電筒”現(xiàn)象。使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭，存在光的浪費現(xiàn)象。一般情況下，紅外燈的角度與鏡頭的角度一致，效果是最佳的。

　　紅外攝像機技術(shù)難題

　　1.防水和散熱效果不理想：用的時間長了之后，里面或多或少會出現(xiàn)汽水(此現(xiàn)象主要集中在北方地區(qū))，造成這個現(xiàn)象的原因主要是出在外殼的密封效果不夠和當(dāng)時裝機時沒有考慮到溫差。當(dāng)紅外燈開始工作時會產(chǎn)生大量的熱量，同時由于部外殼的散熱效果不夠，這樣就會大大降低攝像機的使用壽命，要解決這個問題其實可以考慮把攝像機的外殼做成多條線槽構(gòu)成，這樣有利于散熱。

　　2.夜視效果不理想：此現(xiàn)象主要表現(xiàn)是手電筒的效果或者是距離不夠等等。其實這個問題主要是紅外燈的角度和功能所造成的，我們現(xiàn)在紅外攝像機所使用的紅外燈又稱850 紅外發(fā)射管，峰值波長在850，角度從5-60度可以選擇，當(dāng)紅外發(fā)射管角度越小時照射距離越遠，手電筒的效果就越明顯，反之，角度越大就沒有手電筒的效果，但是距離就大打折扣，要解決這個問題主要是看廠家想追求什么樣的效果和什么樣的成本，當(dāng)然紅外發(fā)射燈的功率和價格是成正比的，有的廠家在告訴顧客時一般都是說多少個燈?距離可以達到多少?但是大家可能忽略了一個問題——紅外燈的功率和直徑大小?當(dāng)紅外燈的外觀和大小一樣時，其實功率你是沒有辦法知道的，可能唯一的辦法就只有實物測試了。從我個人生產(chǎn)紅外攝像機的經(jīng)驗來解決這個問題，我采用的是多角度紅外燈混合安裝方式，這樣資源可以充分被利用，遠近都可以顧及到。

　　3.白天色彩還原不夠;大家不知道有沒有注意到紅外攝像機的色彩在白天都會或多或少的偏色，這個最直接的原因是攝像機濾光片的問題，一般紅外攝像機使用能透過一定比例紅外光線的雙峰濾光片，其優(yōu)點是成本低，但由于自然光線中含有較多的紅外成份，當(dāng)其進入CCD后回干擾色彩還原，比如綠色植物變成灰白等等(有陽光的市外環(huán)境尤其明顯)。IPCUT雙濾光片的使用就有效的解決了這個問題，IRCUT雙濾光片由一個紅外截止濾光片和一個全光譜光學(xué)玻璃構(gòu)成，當(dāng)白天的光線充分時紅外截止濾光片工作，CCD還原出真實色彩，當(dāng)夜間光線不足時，紅外截止濾光片自動移開，全光譜光學(xué)玻璃開始工作，使CCD充分利用到所有光線，從而大大提高紅外性能。

　　4.臨界點的反復(fù)跳變：這是因為部分不管是配置了IRCUT雙濾光片還是用雙峰濾光片的攝像機在某些復(fù)雜的光線的環(huán)境下不能穩(wěn)定的工作造成的，同時因為多數(shù)廠家都是使用簡單的如光敏電阻感應(yīng)器等方式去控制IRCUT雙峰濾光片的工作狀態(tài)，其臨界點的反復(fù)跳變就不能盡人意了。但是如果采用智能芯片來控制，其模糊邏輯能力能有效控制IPCUT雙濾光片的工作狀態(tài)。換句話說很多的廠家是不愿意在這上面投入成本的。