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。归纳起来有以下几种类型：
第一，已经淘汰的卤素灯红外摄像机：卤素灯的发光功率非常强大，当然耗电量以及发热也会相对比较大，成本比较高，它的致命缺点是体积大、散热不充分，寿命非常短，一般都在一千小时以内，而且红暴现象特别严重，故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换，所以发热问题尤其严重，维护成本较高、寿命短。
第二，led红外摄像机：led红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓gaas)制成pn结，外加正向偏置电压向pn结注入电流激发红外光，光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为ccd摄像机可感受的范围。led红外摄像机一般适用于10~100米中短距离，市场占有率最高，但是存在光照不均匀问题，主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。
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第三，led阵列式红外摄像机：阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列(ledarray)，与传统的led相比具有以下优点：1、亮度高，单ledarray的输出约为1w~30w，亮度约是常规单led的输出5~15mw的数十倍，所以射距远;2、电-光转换效率高，普通红外led的电光转换效率仅为10%左右，而ledarray电光转换效率提升为25%左右;3、体积小，ledarray技术将发光单元高度集成，在相同亮度指标下比普通led红外灯产品体积小很多;4、寿命长，ledarray的寿命为50，000h，比普通led寿命高得多。阵列式红外灯产品有一个明显的不足，即“偏心现象”。由于其发光角度可达到120-180度，因此必须通过透镜来缩小送光角度，以配合摄像机镜头，这样不可避免的很多光就偏离了透镜的中央，造成送光效率不佳。led阵列式红外摄像机适用范围基本与led红外摄像机一样，比较适合大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控应用。
第四，点阵式红外摄像机采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品——阵列式红外灯(led--array)的基础上发展而来，因此也叫第二代led—array。第二代led—array跟第一代相比最大的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长，额定寿命为50000个小时。点阵式红外灯也叫大功率阵列式红外，跟小功率阵列式红外最大的不同是亮度更高、成本更低，并通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象”。
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第五，激光红外摄像机：激光红外摄像机照射距离最远一般可达300~5000米，由于能量集中，角度小近距离不宜采用，目前成本仍较高。比较适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控，随着成本的进一步降低，目前已经应用到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而，红外摄像机需要根据具体使用环境，特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。
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红外摄像机定义
红外一体化摄像机是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成为一体的摄像设备。它实现夜视的基本原理是利用普通ccd黑白摄像机可以感受红外光的光谱特性（即可以感受可见光，也可以感受红外光），配合红外灯作为“照明源”来夜视成像。红外灯的功率和角度，摄像机的配置，一定焦距的感红外镜头，以及是否有良好的供电散热处理是判断红外一体化摄像机性能的重要参数。
市场上也有许多产品是摄像机与红外线投射器分开的，这需要用户对红外灯和摄像机的性能有足够的了解，能够根据红外灯的角度、摄像机镜头参数等作合理的搭配。
红外夜视监控图像以黑白为主，虽然无法辨别颜色，通过红外线反射成像。
红外摄像机安装与调试
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。
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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。
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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。 |
