主頁(yè)（http://www.130131.com）：紅外攝像機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 【中國(guó)集群通信網(wǎng)】隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，為社會(huì)治安保駕護(hù)航。而紅外攝像機(jī)近年來(lái)頗受大家的歡迎，主要原因是成本低，安裝方便。 紅外攝像機(jī)技術(shù)原理 紅外攝像技術(shù)分為被動(dòng)紅外攝像技術(shù)和主動(dòng)紅外攝像技術(shù)。 被動(dòng)紅外攝像技術(shù)是利用任何物質(zhì)在絕對(duì)零度(-273℃)以上都發(fā)射紅外光的原理，人體和熱機(jī)發(fā)出的紅外光較強(qiáng)，其它物體發(fā)出的紅外光相對(duì)微弱，利用特殊的熱紅外夜視儀可以實(shí)現(xiàn)夜間監(jiān)控。但這種特殊的熱紅外夜視儀造價(jià)昂貴，而且不能直觀、清晰地反映周?chē)h(huán)境狀況，因此在通常的夜視系統(tǒng)中較少被采用。 主動(dòng)紅外攝像技術(shù)，即利用紅外燈來(lái)產(chǎn)生紅外輻射，發(fā)出人眼看不見(jiàn)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(jī)或“白天彩色夜間自動(dòng)轉(zhuǎn)黑白”的攝像機(jī)或“紅外低照度彩色攝像機(jī)”去感受周?chē)拔锓瓷浠貋?lái)的紅外光，從而實(shí)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(jī)、鏡頭、紅外燈、紅外燈電源等。這里所指的攝像機(jī)要求是低照度攝像機(jī)，且紅外燈發(fā)射的紅外光能夠被該攝像機(jī)接收，鏡頭也要求能感應(yīng)紅外光，其主要指標(biāo)F值(通光量)越小，夜視效果越好。 攝像效果的好壞，與攝像機(jī)及配套器件的合理選用有直接的關(guān)系。 攝像機(jī)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(jī)輸出的視頻信號(hào)電平低到某一規(guī)定值時(shí)的景物光亮度值，攝像機(jī)的靈敏度越高，對(duì)微弱光的感應(yīng)能力也就越強(qiáng)。當(dāng)然，靈敏度越好攝像機(jī)價(jià)格也越昂貴。有的攝像機(jī)廠家，隨意提高輸出信號(hào)強(qiáng)度，靈敏度不錯(cuò)，但信噪比很差，導(dǎo)致圖像“雪花點(diǎn)”很多，像質(zhì)惡劣。 不同規(guī)格CCD 的攝像機(jī)會(huì)較大地影響到紅外攝像機(jī)的圖像效果。目前CCD攝像機(jī)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(jiàn)1/2"攝像機(jī)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(lái)選擇不同規(guī)格的攝像機(jī)。 所有攝像機(jī)都感應(yīng)紅外，紅外線在可見(jiàn)光條件下對(duì)于攝像機(jī)來(lái)講是一種雜光，會(huì)降低攝像機(jī)的清晰度和色彩還原，彩色攝像機(jī)的濾光片就是阻止紅外線參與成像。要想使彩色攝像機(jī)感應(yīng)紅外線，現(xiàn)在有兩個(gè)做法，第一，切換濾光片，在可見(jiàn)光條件下?lián)踝〖t外線進(jìn)入;第二是在無(wú)可見(jiàn)光的條件下移開(kāi)濾光片，讓紅外線進(jìn)入，這種方案圖像質(zhì)量好。 紅外攝像機(jī)鏡頭的選用 鏡頭的通光量或相對(duì)孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對(duì)孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對(duì)孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機(jī)、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(shuō)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。 紅外燈選用 光是一種電磁波，其波長(zhǎng)從幾個(gè)納米(1nm=10?9m)到1毫米(mm)左右。人眼可見(jiàn)的只是其中一部分，稱(chēng)其為可見(jiàn)光，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為380nm～780nm，可見(jiàn)光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分別為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱(chēng)為紫外光，波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)的稱(chēng)為紅外光。夜視系統(tǒng)中紅外燈的選用，會(huì)直接影響到攝像機(jī)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(jià)低，已成為目前使用最多紅外發(fā)光設(shè)備,其缺點(diǎn)為照射距離近(單個(gè)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?yàn)槟芰坎粔�，更多的芯片集合在一起，�?dāng)然能量就大，照射距離更遠(yuǎn)。但因可能組成結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)，使得多芯片LED沒(méi)有發(fā)光焦點(diǎn)、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(wèn)題很重要，會(huì)嚴(yán)重影響壽命。 單芯片LED生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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(dá)10萬(wàn)小時(shí)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?chē)墓庹账剑t外聚光燈最遠(yuǎn)的投射距離如下，該數(shù)值為理想值，非絕對(duì)。 ·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(shuō)，有人認(rèn)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(huì)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(fèi)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(jī)技術(shù)難題 1.防水和散熱效果不理想：用的時(shí)間長(zhǎng)了之后，里面或多或少會(huì)出現(xiàn)汽水(此現(xiàn)象主要集中在北方地區(qū))，造成這個(gè)現(xiàn)象的原因主要是出在外殼的密封效果不夠和當(dāng)時(shí)裝機(jī)時(shí)沒(méi)有考慮到溫差。當(dāng)紅外燈開(kāi)始工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)由于部外殼的散熱效果不夠，這樣就會(huì)大大降低攝像機(jī)的使用壽命，要解決這個(gè)問(wèn)題其實(shí)可以考慮把攝像機(jī)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(shí)這個(gè)問(wèn)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(jī)所使用的紅外燈又稱(chēng)850紅外發(fā)射管，峰值波長(zhǎng)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(shí)照射距離越遠(yuǎn)，手電筒的效果就越明顯，反之，角度越大就沒(méi)有手電筒的效果，但是距離就大打折扣，要解決這個(gè)問(wèn)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(jià)格是成正比的，有的廠家在告訴顧客時(shí)一般都是說(shuō)多少個(gè)燈?距離可以達(dá)到多少?但是大家可能忽略了一個(gè)問(wèn)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(shí)，其實(shí)功率你是沒(méi)有辦法知道的，可能唯一的辦法就只有實(shí)物測(cè)試了。從我個(gè)人生產(chǎn)紅外攝像機(jī)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)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(yuǎn)近都可以顧及到。 3.白天色彩還原不夠;大家不知道有沒(méi)有注意到紅外攝像機(jī)的色彩在白天都會(huì)或多或少的偏色，這個(gè)最直接的原因是攝像機(jī)濾光片的問(wèn)題，一般紅外攝像機(jī)使用能透過(guò)一定比例紅外光線的雙峰濾光片，其優(yōu)點(diǎn)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(jìn)入CCD后回干擾色彩還原，比如綠色植物變成灰白等等(有陽(yáng)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(gè)問(wèn)題，IRCUT雙濾光片由一個(gè)紅外截止濾光片和一個(gè)全光譜光學(xué)玻璃構(gòu)成，當(dāng)白天的光線充分時(shí)紅外截止濾光片工作，CCD還原出真實(shí)色彩，當(dāng)夜間光線不足時(shí)，紅外截止濾光片自動(dòng)移開(kāi)，全光譜光學(xué)玻璃開(kāi)始工作，使CCD充分利用到所有光線，從而大大提高紅外性能。
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