護(hù)罩紅外攝像機(jī)性能分析

紅外攝像機(jī)在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中具有夜視距離遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)勢(shì)，因而在CCTV夜視監(jiān)控中占據(jù)了大部分的市場(chǎng)。如何在紛雜的紅外半球攝像機(jī)市場(chǎng)中辨別優(yōu)劣呢?性能優(yōu)良的紅外半球攝像機(jī)必須能夠具備以下性能:

A.紅外燈工作條件

一般來(lái)說(shuō)，其紅外燈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。

當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓(約0.8V左右)電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流要求十分敏感。因此要求工作電流準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高)會(huì)使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

因此，紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設(shè)計(jì)。中路通訊公司的變焦MCD、MDD、MED、MBB系列攝像機(jī)都安裝了大功率紅外燈(最多可達(dá)24顆)，且采用了大功率恒流電源供電，內(nèi)部循環(huán)散熱設(shè)計(jì)，因而能達(dá)到遠(yuǎn)距離夜視(最遠(yuǎn)可達(dá)220米)和紅外燈壽命長(zhǎng)的效果。

B.紅外光的利用率和紅暴問(wèn)題

什么是紅暴呢?紅暴是由于所發(fā)射的紅外線中包含可見(jiàn)光的成分。

紅外燈可以做到完全無(wú)紅暴(采用940~950nm波長(zhǎng)紅外管)或僅有微弱紅暴。中路通訊公司采用美國(guó)奧克斯特(AUCSITER)紅外技術(shù)，通過(guò)在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調(diào)整紅外光線角度，使紅外燈的有效利用率達(dá)到了90%。在紅外燈的選擇上，挑選波長(zhǎng)較大(910nm)的紅外燈，嚴(yán)格降低紅暴，達(dá)到了微紅暴效果。

C.紅外攝像機(jī)的起霧結(jié)霜問(wèn)題

霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結(jié)而成，因冷環(huán)境的強(qiáng)、弱分別凝結(jié)成霜和霧。紅外攝像機(jī)在工作過(guò)程中，尤其是室外攝像機(jī)常常會(huì)因四季變化、晝夜溫差、以及雨雪環(huán)境等原因在防護(hù)罩視窗玻璃上形成霧或霜，導(dǎo)致攝像機(jī)無(wú)法看清物體，直接影響監(jiān)控效果。中路通訊公司通過(guò)采用先進(jìn)的電子除霜電路，有效的控制腔體內(nèi)的飽和水蒸氣濃度，做到了自動(dòng)除霧除霜。

D.紅外攝像機(jī)的視窗玻璃清潔

紅外半球攝像機(jī)在雨雪天或粉塵大的環(huán)境下工作，防護(hù)罩的視窗玻璃容易出現(xiàn)污垢，造成攝像機(jī)視線遮擋。解決的辦法通常是在防護(hù)罩上增加雨刷，通過(guò)控制雨刷清潔玻璃;另外一種辦法是使用隱形雨刷視窗玻璃。與普通視窗玻璃相比，隱形雨刷視窗玻璃具有排斥水、灰塵、雪花的功能。

E.紅外攝像機(jī)的恒溫

由于配置了發(fā)熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動(dòng)后，整個(gè)工作時(shí)間段內(nèi)(以12小時(shí)計(jì))在紅外半球攝像機(jī)前部會(huì)有熱量集中，即腔體內(nèi)前端溫度偏高，如不能散熱均勻定會(huì)影響攝像機(jī)等其它部件的正常工作。中路通訊公司通過(guò)設(shè)計(jì)使用具有強(qiáng)制散熱散冷作用的自動(dòng)冷暖空調(diào)，良好的解決了這一問(wèn)題。

自動(dòng)冷暖空調(diào)采用珀?duì)柼?yīng)原理，測(cè)溫控制電路可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，將防護(hù)罩內(nèi)溫度恒定在攝像機(jī)正常工作溫度范圍內(nèi)，出廠時(shí)罩內(nèi)溫度設(shè)置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實(shí)驗(yàn)表明該紅外半球攝像機(jī)可在-40℃~+70℃(陽(yáng)光直射)的室外自然環(huán)境下正常工作。

F.紅外攝像機(jī)的全封閉

除恒溫外，使用自動(dòng)冷暖空調(diào)的另一優(yōu)點(diǎn)是可以將紅外攝像機(jī)做成全封閉，不留任何散熱孔，阻止灰塵、濕氣、腐蝕性氣體的進(jìn)入，使其能夠適應(yīng)粉塵大的惡劣環(huán)境，如大型煤礦也可正常使用。

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。

紅外夜視攝像機(jī)主要用于在無(wú)可見(jiàn)光或者微光的黑暗環(huán)境下，采用紅外發(fā)射裝置主動(dòng)將紅外光投射到物體上，紅外光經(jīng)物體反射后進(jìn)入鏡頭進(jìn)行成像。這時(shí)我們所看到的是由紅外光反射所成的畫(huà)面，而不是可見(jiàn)光反射所成的畫(huà)面，這時(shí)便可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的畫(huà)面

。

光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾納米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可見(jiàn)的只是其中一部分，我們稱之為可見(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、藍(lán)、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱為紅外光。通常人們將紅外光劃分為近、中、遠(yuǎn)紅外三部分。近紅外指波長(zhǎng)為0.75~3.0微米;中紅外指波長(zhǎng)為3.0~20微米;遠(yuǎn)紅外則指波長(zhǎng)為20~1000微米。由于紅外光屬于非可見(jiàn)光，肉眼無(wú)法看見(jiàn)它在空間的存在，因此以一種能發(fā)射紅外光的LED二極管紅外燈主動(dòng)發(fā)射紅外光的形式被大量使用于要求具有隱蔽性的夜視監(jiān)控中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)隱蔽性低的照明燈夜視監(jiān)控。紅外燈有不同的功率及715、850nm兩種波長(zhǎng)，波長(zhǎng)的不同決定了紅外燈照距和效果

1、紅外燈板

通電后經(jīng)PCB電路板將電流傳輸?shù)娇砂央娔苻D(zhuǎn)化為光能及熱能的紅外燈芯上，由紅外燈發(fā)射出紅外光并投射到物體上。

2、鏡頭

收集紅外燈投射到物體上后反射的紅外光，經(jīng)聚焦處理成像后傳送至攝像主板感

光元器件(CCD/CMOS)。

3、攝像主板

感光元器件(CCD/CMOS)將接收到的紅外光成像由光轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)經(jīng)PCB電路板傳輸?shù)礁鞴ぷ鱅C電子元器件進(jìn)行處理，最終經(jīng)微處理芯片(DSP)轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)輸出。

4、攝像機(jī)外殼

固定以上各部件的組合，對(duì)以上各部件進(jìn)行保護(hù)，達(dá)到防水、防塵、防擊的作用。

同時(shí)讓整個(gè)產(chǎn)品更美觀。

紅外一體攝像機(jī)近年來(lái)頗受大家的歡迎，主要原因是成本低，安裝方便，但是在使用過(guò)程中總會(huì)遇到一些讓我們想不到的問(wèn)題，下面是我在生產(chǎn)和銷售紅外防水?dāng)z像機(jī)中所遇到的問(wèn)題，供大家參考:

A.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。

B.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。

C.白天色彩還原不夠

大家不知道有沒(méi)有注意到紅外一體攝像機(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，一般紅外一體攝像機(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后會(huì)干擾色彩還原，比如綠色植物變成灰白等等(有陽(yáng)光的室外環(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。

D.臨界點(diǎn)的反復(fù)跳變:

這是因?yàn)椴糠植还苁桥渲昧薎RCUT雙濾光片還是用雙峰濾光片的攝像機(jī)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(shí)因?yàn)槎鄶?shù)廠家都是使用簡(jiǎn)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(diǎn)的反復(fù)跳變就不能盡人意了。但是如果采用智能芯片來(lái)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(shuō)很多的廠家是不愿意在這上面投入成本的。

業(yè)內(nèi)人士長(zhǎng)期主要圍繞在紅外燈，攝像主板，濾光片處理等上面對(duì)紅外夜視攝像機(jī)的發(fā)展與改進(jìn)做出努力。紅外燈方面的發(fā)展主要集中在紅外燈的形狀、材料以及排列上，比如出現(xiàn)過(guò)的藍(lán)燈、陣列紅外和群諺的雙角度橢圓形LED紅外燈等都是業(yè)內(nèi)人士為了提升紅外夜視攝像機(jī)而在紅外燈領(lǐng)域做出的努力成果;攝像主板主要在CCD板領(lǐng)域進(jìn)行清晰度、照度、噪點(diǎn)、功率等方面的改進(jìn);濾光片處理部分主要集中在雙濾光片切換(IR-CUT)和采用雙CCD板分別貼不同濾光片的方式以達(dá)到夜視與白天專濾光片專用。

市場(chǎng)上的紅外夜視攝像機(jī)主要選用照度低，噪點(diǎn)小的CCD作為感光元器件，所以統(tǒng)稱為CCD紅外夜視攝像機(jī)。根據(jù)紅外燈排列和結(jié)構(gòu)部件的不同，CCD紅外夜視攝像機(jī)分為:紅外一體攝像機(jī)、雙濾光片(IR-CUT)紅外攝像機(jī)、雙CCD紅外攝像機(jī)、陣列紅外攝像機(jī)等幾種類型。各類型紅外夜視攝像機(jī)都為了解決某種問(wèn)題而誕生，但同時(shí)又出現(xiàn)了其它一些問(wèn)題，等待著業(yè)內(nèi)人士繼續(xù)努力去改進(jìn)與提升。

紅外一體攝像機(jī)一問(wèn)世就在顯示出自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)暴露了存在的嚴(yán)重不足。由于紅外夜視攝像機(jī)不僅僅只需要滿足夜視監(jiān)控的需求，還需要滿足白天監(jiān)控，這樣才能實(shí)現(xiàn)全天侯監(jiān)控。所以一般的紅外一體攝像機(jī)采用了專讓波長(zhǎng)850nm~940nm紅外線進(jìn)入的"雙通濾光片"，即讓可見(jiàn)光和部分波段的紅外光同時(shí)通過(guò)進(jìn)入到感光元器件。攝像機(jī)的感光元器件通常是能感應(yīng)到所有波段的光，當(dāng)可見(jiàn)光與其它波段的光同時(shí)被攝像機(jī)感應(yīng)攝取時(shí)，人眼看到的拍攝畫(huà)面就會(huì)出現(xiàn)偏色現(xiàn)象。另外因發(fā)熱過(guò)大而導(dǎo)致熱量無(wú)法及時(shí)散出影響攝像機(jī)壽命;紅外光線無(wú)法均勻分布導(dǎo)致整體拍攝畫(huà)質(zhì)檔次不高;紅外燈角度固定沒(méi)辦法滿足變焦鏡頭的使用;紅外燈開(kāi)啟時(shí)間與彩色轉(zhuǎn)黑白時(shí)間不匹配導(dǎo)致黑白與彩色畫(huà)面紊亂等問(wèn)題隨著應(yīng)用的增多而逐漸被發(fā)現(xiàn)。后續(xù)改進(jìn)衍生出的雙濾光片(IR-CUT)紅外攝像機(jī)和雙CCD紅外攝像機(jī)等也僅僅解決了紅外夜視攝像機(jī)的白天偏色問(wèn)題，陣列紅外攝像機(jī)解決的僅僅是紅外光的亮度問(wèn)題，而其他一些紅外一體攝像機(jī)常見(jiàn)的問(wèn)題卻還保留在這些產(chǎn)品中。

隨著紅外夜視攝像機(jī)在監(jiān)控領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將逐漸往功能完善化、使用便捷化、耐用化、外觀藝術(shù)美化方向發(fā)展，達(dá)到實(shí)用與裝飾、理性與感性的完美結(jié)合。

夜視距離40米

27顆φ8LED燈

采用進(jìn)口CS鏡頭

超級(jí)夜視技術(shù)II(SNVII)

優(yōu)質(zhì)鋁合金機(jī)身，散熱良好

穿透式玻璃隔圈，防起霧防反光

室外防水防曬型設(shè)計(jì)

最低照度0Lux(LEDON)

分辨率高,700VL,圖像清晰、細(xì)膩符合IP66級(jí)防水設(shè)計(jì),可靠性高

適用于道路，倉(cāng)庫(kù)、地下停車場(chǎng)、酒吧、管道等