紅外線攝像機(jī)的選擇與使用及原理

用戶使用紅外燈首先要仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)，特別是為保證人身設(shè)備安全的注意事項(xiàng)。檢查前面所講述的配套性方面是否達(dá)到要求，應(yīng)考慮到的影響因素是否考慮到，如未達(dá)到要求，可及時(shí)調(diào)整所用器材。

紅外線攝像機(jī)夜晚為什么會(huì)夜視？

一般來(lái)說(shuō)，任何動(dòng)物和物體都能發(fā)出或反射紅外線，這種光線我們的眼睛是感受不到的，夜晚很“黑暗”，那只是人眼能感受到的可見(jiàn)光很少，但是紅外線并沒(méi)有因此而減弱，紅外線攝像機(jī)是能感覺(jué)到紅外線的，它能利用物體發(fā)出的紅外線成像，轉(zhuǎn)變成的圖像就能被我們看到了，所以它有“夜視”功能。另外，一些紅外線攝像機(jī)還能發(fā)出紅外光用來(lái)“照亮”被拍攝的物體。

紅外線攝像機(jī)的射程有多遠(yuǎn)？

一般小于70米，小型的5--20米，如果要射比較遠(yuǎn)的距離，要加紅外探頭，射的越遠(yuǎn)的，探頭越多，功率越大

紅外線攝像機(jī)能否分辨出物體的顏色？

先得說(shuō)一下彩色成象的原理，色彩是不同波長(zhǎng)的電磁波組成的，光是電磁波的一種，紅色光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)些，蘭色要短些，人的眼睛只能接受紅綠藍(lán)三種波長(zhǎng)的光，這些顏色是大腦合成出來(lái)的，紅外線、紫外線人眼不能看見(jiàn)，也就沒(méi)有辦法轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的顏色，據(jù)說(shuō)蜜蜂可以看到紫外線，不知道它的感覺(jué)如何。

人發(fā)明了紅外線攝象機(jī)，但是要把紅外線轉(zhuǎn)成顏色可是個(gè)難辦的事，其實(shí)也是有的，熱成像儀就是將紅外線按能量大小不同變成紅、黃、藍(lán)等顏色，紅色高溫、藍(lán)色低溫，按普朗克的黑體輻射原理，不同大小的能量可以分別對(duì)應(yīng)不同的中心波長(zhǎng)，按人眼識(shí)別圖象顏色的原理,也可以這樣和可見(jiàn)光顏色來(lái)對(duì)應(yīng)，但是這樣的圖象看起來(lái)非常不真實(shí)，反不如黑白圖象好辨別。黑白的紅外圖象，實(shí)際就是把紅外線作為光源，用來(lái)看黑暗中的物體紅外圖象。

所以說(shuō)紅外線攝象機(jī)可以看到顏色，但這個(gè)顏色不是真實(shí)意義的顏色。常規(guī)商業(yè)上使用的紅外線攝象機(jī)基本不會(huì)將圖象按顏色轉(zhuǎn)換出來(lái)，而是轉(zhuǎn)為黑白圖象，這樣更容易分辯些。

更準(zhǔn)確說(shuō)紅外線攝像機(jī)應(yīng)該叫做紅外線增強(qiáng)攝像機(jī)，由于紅外線到可見(jiàn)光是連續(xù)譜，只要感光元件的頻譜足夠?qū)挘涂梢詫?duì)包括紅外線在內(nèi)的光敏感，這樣感光元件在相同可見(jiàn)光強(qiáng)下，增加了紅外頻段，相當(dāng)于增加了感光元件的靈敏度，在弱視條件下，可以獲得更為清楚的圖像。不采用顏色表示的原因有2：1、由于?增的紅外線譜段沒(méi)有辦法用人所能感知顏色表示，通過(guò)黑白圖像表示反而更好。2、本來(lái)在弱光照條件下，再進(jìn)行分光感應(yīng)，則靈敏度要求更高，采用混合譜段按光強(qiáng)拍攝，變相提高了感光元件的靈敏度，則攝像機(jī)可以拍到更暗的圖像。

一、概述

在電視監(jiān)控系統(tǒng)工程中，過(guò)去很少應(yīng)用紅外燈，但由于現(xiàn)今社會(huì)犯罪比率不但增加，紅外線在夜間監(jiān)視所扮演的角色更加突出，不僅金庫(kù)、油庫(kù)、軍械庫(kù)、圖書(shū)文獻(xiàn)庫(kù)、文物部門(mén)、監(jiān)獄等重要部門(mén)采用，而且也在一般監(jiān)控系統(tǒng)中都被采用。甚至居民小區(qū)電視監(jiān)控工程也應(yīng)用了紅外線攝像機(jī)。這說(shuō)明人們對(duì)電視監(jiān)控系統(tǒng)工程的要求愈來(lái)愈規(guī)范、愈來(lái)愈高。對(duì)重要的場(chǎng)所越來(lái)越要求做到24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控。

實(shí)現(xiàn)夜視的方法，可以采用常規(guī)的可見(jiàn)光照明，但此法不僅不能隱蔽，反而更加暴露監(jiān)控目標(biāo)。隱蔽的夜視監(jiān)控，目前都是采用紅外攝像技術(shù)。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)是利用任何物體在絕對(duì)零度(一273℃)以上都有紅外光發(fā)射的原理。由于人的身體和發(fā)熱物體發(fā)出的紅外光較強(qiáng)，其它非發(fā)熱物體發(fā)出的紅光很微弱，因此，利用特殊的紅外攝像機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)夜間監(jiān)控。被動(dòng)紅外攝像技術(shù)由于設(shè)備造價(jià)高且不能反映周?chē)h(huán)境狀況，因此在夜視系統(tǒng)中不被采用。主動(dòng)紅外攝像技術(shù)是利用特制的"紅外燈"人為產(chǎn)生紅外輻射，產(chǎn)生人眼看不見(jiàn)而普通攝像機(jī)能捕捉到的紅外光，輻射"照明"景物和環(huán)境，利用普通低照度CCD黑白攝像機(jī)或使用"白天彩色夜間自動(dòng)變黑白"的攝像機(jī)或"紅外低照度彩色攝像機(jī)"去感受周?chē)h(huán)境反射回來(lái)的紅外光，從而實(shí)現(xiàn)夜視功能。

二、紅外線攝像機(jī)的原理特性

光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(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，我們稱(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)比紅外光長(zhǎng)的稱(chēng)為紅外光。

紅外燈按其紅外光輻射機(jī)理分為半導(dǎo)體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級(jí)管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。一般市場(chǎng)上主要采用紅外發(fā)射二極管的紅外燈，其原理及特性我們介紹如下：由紅外發(fā)光二級(jí)管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機(jī)可感受的范圍。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，（采用940～950nm波長(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）和壽命長(zhǎng)。紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μW/m2表示。一般來(lái)說(shuō)，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。針對(duì)這一情況，富視康公司FI- 930C和FI-970C在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了這個(gè)問(wèn)題，采用高效率發(fā)光二極管，在攝像機(jī)里面內(nèi)置散熱系統(tǒng)，使攝像機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)間達(dá)到25000小時(shí)！

三、紅外線攝像機(jī)的選擇和使用

紅外燈的選擇最重要的問(wèn)題是紅外燈與攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、供電電源等成套性。目前市場(chǎng)上大多是攝像機(jī)和紅外線投射器分開(kāi)的，這樣我們?cè)谠O(shè)計(jì)方案時(shí)就必須對(duì)所有的器材統(tǒng)一考慮，是選擇黑白攝像機(jī)搭配紅外燈呢，還是用彩色轉(zhuǎn)黑白的攝像機(jī)？還有安裝方式和防水方面的考慮。一般來(lái)說(shuō)，黑白攝像機(jī)采用的CCD傳感器有很寬的感光光譜范圍，其感光光譜不但包括可見(jiàn)光區(qū)域，還延長(zhǎng)到紅外區(qū)域，利用輔助紅外燈照明就可在CCD傳感器上清晰的成像，而普通彩色攝像機(jī)其感光光譜只在可見(jiàn)光區(qū)，因此不能適用于紅外燈泡照射攝像；日夜兩用型攝像機(jī)采用兩個(gè)CCD進(jìn)行切換或者采用一個(gè)CCD傳感器，利用數(shù)字電路的切換也可以實(shí)現(xiàn)紅外燈泡照射攝像，但存在黑白照度偏高或?qū)Σ噬胁焕绊懙热秉c(diǎn)。除此之外，還有一體化的紅外線攝像機(jī)，就是將攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、紅外燈等集中在一起，典型的產(chǎn)品如富視康公司的FI-930C和FI-970C，這兩種采用優(yōu)質(zhì)的鋁型外殼，通過(guò)一次成型的生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)品的防水級(jí)別達(dá)到IP55等級(jí)，可以在室內(nèi)室外通用，由于采用一體化的設(shè)計(jì)，就自然降低了施工和調(diào)試的難度。

隨著紅外夜視系統(tǒng)的迅速發(fā)展，紅外燈生產(chǎn)供應(yīng)廠家也會(huì)增加，但紅外線產(chǎn)品并非象有的人想象的那樣容易，在技術(shù)、檢測(cè)儀器設(shè)備等方面條件也不同，希望用戶多多加比較，慎重選擇。

用戶使用紅外燈首先要仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)，特別是為保證人身設(shè)備安全的注意事項(xiàng)。檢查前面所講述的配套性方面是否達(dá)到要求，應(yīng)考慮到的影響因素是否考慮到，如未達(dá)到要求，可及時(shí)調(diào)整所用器材。