剖解：红外摄像机产品特点及应用调试

红外技术在1800年被英国天文学家Herschel发现之后，就被越来越多的科学家在研究如何在各种场合的应用，其中主动红外摄像技术在安防监控中的应用经过近二十多年的快速发展技术上都较为成熟。红外摄像机在以迅雷不及掩耳之势发展壮大的同时，产品类型也在不断多样化，应用领域也在进一步拓展。

一、红外摄像机产品特点

红外摄像机一般分为2大类，一类是模拟红外摄像机，一类是红外网络摄像机。但是无论那类红外摄像机都有着相同的特点，其主要表现在：(1)红外光源不同特点；(2)低照度摄像机的选择。只有将此2点配合好红外摄像机才可以成为一款优秀的产品。

针对不同使用场合，要选择不同的红外光源和距离，其主要的红外光源特点如下：红外光是一种波长大于780nm的不可见光。一般目前的红外摄像机的红外灯有2种类型。

（一）使用红外发光二极管LED或LED阵列来产生红外光。这种器件是通过砷化镓(GaAs)半导体中的电子与空穴复合来产生红外光；

（二）使用红外激光二极管LD，也可作红外光源。但它要把处于较低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去，通过大量粒子分布反转，共振而维持受激辐射红外光。

第一种是使用半导体砷化镓发光二极管阵列组成的红外灯，尤其现在使用新技术开发生产的阵列式集成发光芯片LEDArray。其一个LED-Array的光学输出达到了800mw-1000mw，而成为普通LED的换代产品，LED-Array的发光半功率角为10-120°(可变角)。由于LED-Array为高度集成的LED，而体积只有一个一分钱硬币的大小，其寿命为50，000个小时。

第二种是使用红外激光二极管LD。对于1km以上的超远距离场景的监控，还是要选择红外LD光源。因为半导体激光器具有比LED亮度高、方向性强等特点。

监视距离不同红外光源的特点：因红外发光二极管LED可装在镜头上，与感红外摄像机配用，或直接装在摄像机与镜头接口周围的机壳上。显然，这两种装配的红外LED少，其照射的距离肯定不如单独的红外LED灯照射的远。一般50m以上，最好选用单独的红外灯为好，另LD多用于1km以上距离的监控场景的夜视照明，但LD的光束细而强，为使红外光束照亮一定范围的场景，使用时还需要通过一个扩束镜头扩束才行。

红外摄像机传感芯片的特点：目前摄像机的感光器件有CMOS与CCD两种。同CCD一样，CMOS图像传感芯片对红外光波也有反应，但它在890-980nm范围内灵敏度比CCD图像传感芯片要高出许多，并随波长增加而衰减的梯度也慢一些。一般红外摄像机的传感芯片技术指标都是对照度要求一般≤0.02Lux，均采用日夜自动转换的功能。红外摄像机图像传感器的尺寸越大越好。因1/4CCD不能用于15m以上红外夜视的有效距离，因为1/4CCD的光通量只有1/3CCD的50%。而CCD尺寸大，接受的光通量大；CCD尺寸小，接受的光通量就少。所以，夜视摄像机多选1/2的CCD，1/3的要测试可行的也可，但绝对不能选1/4的。

红外摄像机镜头的特点：采用红外镜头。因普通的光学镜头，物体反射回镜头的红外光不能有效聚焦到CCD靶面上，此时红外夜视效果就会大打折扣，因而最好选用红外镜头。尤其是彩转黑摄像机，不选用红外镜头就不能使日夜监视焦面一致，致使日夜图像不能都保持清晰。

二、红外摄像机常见问题应用调试

（一）安装注意事项

1.调试红外线灯必须夜间进行。在夜间通过呈像设备(如监视器等)调整红外光束照明位置。并可以有效调整镜头光圈的设置。

2.红外线灯不可直接面对摄像机，摄像机所见的红外光线如同人类看到的日光一样，会使影像出现反白现象。

3.红外线灯不一定与摄像机安装在同一位置，若摄像机离被照物体远可考虑将红外线灯安装在两者之间。同位置安装最佳方式是红外线灯与摄像机上下重叠架设。

4.红外线灯安装高度不应超过4米，太高会影响光线的反射率。角度应由上向下俯角20度为佳，仰角过大反射率降低。

5.必须保障红外线灯的工作指标(详见产品说明书)，如红外线灯的供电电源功率必须高于红外灯本身的工作功率等。

6.用户使用红外灯首先要仔细阅读使用说明书，特别是为保证人身设备安全的注意事项。检查前面所讲述的配套性方面是否达到要求，应考虑到的影响因素是否考虑到，如未达到要求，可及时调整所用器材。

（二）使用时注意事项

角度的问题：首先，使用大视角度的红外灯配合小视角度的镜头，存在光的浪费现象.其次，并不是红外灯的发射角度越大，画面效果就越好.

通光量的问题：相对孔径决定了镜头的通光能力，相对孔径为f1.0的镜头通光量是相对孔径f2.0的镜头通光量四倍.同样的摄像机、红外灯，分别搭配上述两种镜头，红外作用距离可相差一倍.大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品.但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力.

焦点偏移的问题：可见光与红外光由于波长不同，成像焦点不在一个平面上，导致在白天可见光条件下图像清晰，而夜间红外光条件下模糊，或者夜间红外光条件下图像清晰，白天可见光条件下图像模糊.可以用三个办法解决.第一，采用自动聚焦一体化摄像机；第二，采用专用焦点不偏移镜头；第三，采用专业的调整工具，在现有镜头条件下也可以实现不偏移

色彩问题：所有的黑白摄像机都是感应红外光的.红外光线在可见光条件下对于彩色摄像机来讲是一种杂光，会降低彩色摄像机的清晰度和色彩还原，彩色摄像机的滤光片就是阻止红外线参与成像.要想使彩色摄像机感应红外线现在有两个做法，第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入；在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入，这种方案得到的图像质量好，但成本高并且切换机构会导致出现一定的故障率.第二，在滤光片上打开一个特定的红外线通道，允许与红外灯波长相同的红外光线进来，这种办法不增加成本，但色彩还原略差.

红外夜视到底能做到多远？技术到家的话，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事.技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可.现在市场上产品，距离已经做到500米以上，只是造价比较高，民用市场还比较受限制。