紅外攝像機(jī)由紅外光源、攝像機(jī)及成像畫面鏡頭組成。但目前市場上的紅外攝像機(jī)的質(zhì)量，主要取決于它的三部分，尤其是紅外光源等配合選擇不當(dāng)，因而影響了夜間監(jiān)視的效果。為獲得好的夜間監(jiān)視質(zhì)量，本文介紹在應(yīng)用紅外攝像機(jī)時，對其紅外光源、的配套選擇上應(yīng)注意的幾個要點(diǎn)，以供工程商等用戶選用參考。
紅外光是一種波長大于780nm的不可見光。一般，產(chǎn)生這種不可見光的方法有下列三種。
· 直接使用白熾燈或氙燈發(fā)出的紅外光。即在這兩種燈上安裝可見光濾鏡，濾去可見光，只讓看不見的紅外射線射出;
· 使用紅外發(fā)光二極管LED或LED陣列來產(chǎn)生紅外光。這種器件是通過砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體中的電子與空穴復(fù)合來產(chǎn)生紅外光;
· 使用紅外激光二極管LD，也可作紅外光源。但它要把處于較低能態(tài)的電子激發(fā)或泵浦到較高能態(tài)上去，通過大量粒子分布反轉(zhuǎn)，共振而維持受激輻射紅外光。
*種光源為熱紅外光源，其zui大的優(yōu)點(diǎn)是可制成比較大的功率和大的輻照角度，因此照射的距離遠(yuǎn)。其zui大不足之處是包含可見光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果每天工作10小時，5000小時只能使用一年多，若考慮散熱不夠，壽命還要短。為提高熱輻射紅外燈的壽命，使用時還必須采用光控開關(guān)電路，以減小其工作時間。此外，還增加了延時開關(guān)電路以防環(huán)境光的干擾。
一般，熱紅外光源照明系統(tǒng)，通過配用不同的前鏡頭，可以發(fā)出用于覆蓋較大范圍場景的寬光束或用于觀察遠(yuǎn)處目標(biāo)的聚光光束等不同形狀的光束，以適應(yīng)現(xiàn)場的具體需要。表1列舉了常用紅外燈的類型，以及它們的水平和垂直光束角。由表1可知，光束角zui窄可以達(dá)到10度，zui寬則可以達(dá)到60度。
鹵鎢燈和氙弧燈使用的濾鏡是可見光阻隔濾鏡。
前述的三種紅外光源的特性比較如表2所示。由表2可看出，這三種紅外光源各有其優(yōu)劣。開始使用紅外光源時，由于紅外LED的功率小、價格也較貴，因而多使用熱紅外光源。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，紅外LED的功率增大、價格下降，因此使用紅外LED的越來越多。尤其現(xiàn)在可使用LED-Array，它是高度集成的LED，其體積小、亮度高、壽命長、發(fā)光角度可調(diào)寬，是高質(zhì)量夜間監(jiān)控的一種理想選擇。
雖然，紅外LED及LED-Array淘汰了熱紅外光源，但對于1km以上的超遠(yuǎn)距離場景的監(jiān)控，還是要選擇紅外LD光源。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器具有比LED亮度高、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)。
目前，市場上的紅外光源主要是第2類LED光源。且多是使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)光二極管陣列組成的紅外燈。尤其現(xiàn)在可使用美國Pacific Cybervision公司開發(fā)生產(chǎn)的陣列式集成發(fā)光芯片LED Array。其一個LED-Array的光學(xué)輸出達(dá)到了800mw-1000mw，而成為普通LED的換代產(chǎn)品，LED-Array的發(fā)光半功率角為10-120°（可變角）。由于LED-Array為高度集成的LED，而體積只有一個一分錢硬幣的大小，在室內(nèi)可均勻照亮全部空間，其壽命為50,000個小時。它zui初是運(yùn)用在航空飛機(jī)上面，近年來由于民用夜間監(jiān)控市場的發(fā)展，LED-Array才逐步走向民用市場，成為高質(zhì)量夜間監(jiān)控的一種理想選擇。
通常，在選擇紅外光源時要注意以下的幾個要點(diǎn)。
紅外燈距離選擇要留有余量
選擇紅外燈時，特別注意標(biāo)稱距離與實(shí)際輻照距離的差距。因?yàn)橛行┥a(chǎn)廠標(biāo)稱的可視距離往往偏大，所以在選擇紅外燈輻照距離時要進(jìn)行實(shí)際測試，并且要留有充足的余量，才能使所觀察的場景的照度可靠。
應(yīng)選用穩(wěn)流源驅(qū)動的光源
因?yàn)長ED是電流驅(qū)動器件，其發(fā)光亮度與功率同驅(qū)動電流成正比，而不是電壓。因此，為保持發(fā)光強(qiáng)度不變，必須要選用穩(wěn)流源驅(qū)動的光源。
要選用散熱好的光源
因?yàn)榘l(fā)光管都有發(fā)熱與散熱問題，尤其功率大距離遠(yuǎn)的光源發(fā)熱量大，所以必須要選用散熱好的光源，才能保證工作穩(wěn)定可靠。
要選用紅外燈的供電與燈板分開的紅外光源
因?yàn)榧t外燈的供電與燈板不分開，就會使發(fā)光管工作不穩(wěn)定。
要選用有能自動控制紅外燈的光控開關(guān)的電路
因?yàn)橛辛诉@種光控開關(guān)的電路，就能使紅外燈白天關(guān)閉，夜晚打開。
要根據(jù)監(jiān)視距離選用紅外燈
因紅外發(fā)光二極管LED可裝在鏡頭上，與黑白CCD攝像機(jī)配用，或直接裝在攝像機(jī)與鏡頭接口周圍的機(jī)殼上。顯然，這兩種裝配的紅外LED少，其照射的距離肯定不如單獨(dú)的紅外LED燈照射的遠(yuǎn)。一般，50m以上，選用單獨(dú)的紅外燈為好。
1km以上距離的監(jiān)控場景，需選用第三種LD光源
目前LD多用于1km以上距離的監(jiān)控場景的夜視照明。但LD的光束細(xì)而強(qiáng)，為使紅外光束照亮一定范圍的場景，使用時還需要通過一個擴(kuò)束鏡頭擴(kuò)束才行。
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