當(dāng)前紅外一體化攝像機(jī)已逐步的進(jìn)入了攝像機(jī)的主流市場(chǎng)，銷量與日俱增，技術(shù)上面的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。本文就紅外一體化攝像機(jī)的技術(shù)問(wèn)題以及選用時(shí)的注意事項(xiàng)作簡(jiǎn)單的探討，用以和業(yè)界人士分享交流。

　　市場(chǎng)需求

　　 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95%以上的案件都發(fā)生在夜間，紅外攝像機(jī)在夜間監(jiān)視所扮演的角色就更加突出，不僅金庫(kù)、油庫(kù)、軍械庫(kù)、圖書文獻(xiàn)庫(kù)、文物部門、監(jiān)獄等重要部門采用，而且在一般監(jiān)控系統(tǒng)中也被采用，甚至居民小區(qū)電視監(jiān)控工程也應(yīng)用了紅外攝像機(jī)。這說(shuō)明人們對(duì)電視監(jiān)控系統(tǒng)工程的要求越來(lái)越規(guī)范、越來(lái)越高，對(duì)重要場(chǎng)所的24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控需求也越來(lái)越高漲。

　　對(duì)于紅外一體化攝像機(jī)，目前已經(jīng)是走過(guò)了第一階段，開(kāi)始向第二階段邁進(jìn)。首先是價(jià)格已經(jīng)有了優(yōu)勢(shì)，其次技術(shù)方面也在不斷改進(jìn)中一步步提高，但是機(jī)體的散熱、成像、遠(yuǎn)距離監(jiān)控等問(wèn)題，各個(gè)生產(chǎn)廠家都在努力解決，不過(guò)還是沒(méi)有真正成熟的解決方案。

　　紅外攝像機(jī)的工作原理

　　 人的眼睛能看到的可見(jiàn)光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長(zhǎng)范圍為0.62～0.76μm;紫光的波長(zhǎng)范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長(zhǎng)更短的光叫紫外線，比紅光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光叫紅外線，人的肉眼是看不到紅外線的。

　　紅外夜視，就是在夜視狀態(tài)下，紅外攝像機(jī)會(huì)發(fā)出人們?nèi)庋劭床坏降募t外光線去照亮被拍攝的物體，紅外線經(jīng)物體反射后進(jìn)入鏡頭進(jìn)行成像。攝像機(jī)是通過(guò)CCD感應(yīng)紅外線的，而CDD是能夠感應(yīng)所有光線 (可見(jiàn)光、紅外線和紫外線等) 的,因此在沒(méi)有可見(jiàn)光的情況下，紅外攝像機(jī)是可以拍攝到肉眼看不到的影像的。

　　關(guān)鍵的技術(shù)和不良因素

　　1、成像偏色

　　攝像機(jī)使用CCD是感應(yīng)所有光線(可見(jiàn)光、紅外線和紫外線等)的,這就造成在白天所拍攝的影像和我們?nèi)庋壑挥^察到可見(jiàn)光所產(chǎn)生的影像很不同。由于CCD感應(yīng)到了紅外線，它會(huì)干擾到DSP的運(yùn)算，導(dǎo)致偏色。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，只要讓CCD接收不到紅外光就可以了，因此在鏡頭和CCD之間加裝一個(gè)紅外濾光鏡即可解決，其作用就是阻擋紅外線進(jìn)入CCD,讓CCD只能感應(yīng)到可見(jiàn)光，這樣就使攝像機(jī)拍攝到的影像和我們?nèi)庋劭吹降挠跋裣嘁恢铝恕?/p>

　　2、機(jī)體本身的散熱問(wèn)題。

　　 攝像機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間工作以后，紅外燈會(huì)產(chǎn)生熱量，尤其是紅外一體機(jī)，它的紅外發(fā)光LED是安裝在整個(gè)護(hù)罩內(nèi)的，而護(hù)罩的“保溫”效果一般都很好。例如50顆￠5的紅外燈板，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的話，LED板上的溫度幾乎可以達(dá)到90度左右。由于紅外發(fā)光LED的輻射功率是和電流成正比的，很多不規(guī)范的廠家就用加大電流的方式來(lái)提高照射效果，然而電流越大溫度越高。照射效果雖然提高了，但是機(jī)器本身由于LED過(guò)熱會(huì)受到很大的傷害。其中，LED板后面的CCD就是最直接的受害者。CCD一般只能支撐到60-70度，長(zhǎng)時(shí)間高溫工作，CCD肯定會(huì)慢慢壞掉。具體的現(xiàn)象一般是畫面發(fā)白，看起來(lái)朦朦朧朧的。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，各個(gè)廠商使用的方法也是不同的。大體上有以下幾種：1、降低電流。使用功耗小的紅外燈代替大功耗的紅外燈，雖然降低了散熱量，但是在照射長(zhǎng)距離的時(shí)候，效果肯定不如后者。2、在機(jī)器內(nèi)部加散熱風(fēng)扇，這樣做效果肯定是有的，不過(guò)那樣對(duì)風(fēng)扇的考驗(yàn)是要很嚴(yán)格的，而且加了風(fēng)扇對(duì)于外殼的設(shè)計(jì)上也是個(gè)考驗(yàn)，要保證美觀還要實(shí)用。3、使用恒定電流電源供電。保持電流恒定，控制LED的散熱。4、LED燈的分組排列。例如，以24顆的紅外來(lái)說(shuō)，可以把它排列成3組來(lái)減低熱量。5、結(jié)構(gòu)材質(zhì)的選擇。例如，LED燈板和外殼選用鋁合金等散熱比較好的材料。6、使用具有強(qiáng)制散熱散冷作用的自動(dòng)冷暖空調(diào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)部溫度，良好的解決了這一問(wèn)題。

　　華信誠(chéng)的紅外產(chǎn)品是通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)解決散熱問(wèn)題的：一、采用金屬導(dǎo)熱材料，通過(guò)外殼來(lái)散熱。二、把紅外燈焊接在鋁板上，將熱量帶走;三、如果是大功率紅外燈，采用風(fēng)扇散熱，并且都采用恒流電源(開(kāi)關(guān)式電源)供電來(lái)控制紅外燈的散熱問(wèn)題。

　　3、圖像中出現(xiàn)白霧的現(xiàn)象

　　 一般出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可以分兩部分來(lái)考慮：一、LED燈射出的紅外線打到機(jī)器上面的遮陽(yáng)罩上反射回鏡頭，造成白霧的現(xiàn)象。解決的方法就是把遮陽(yáng)罩退后些、或者遮陽(yáng)罩內(nèi)表面采用黑色處理。二、LED射出的光漏到了鏡頭里。這個(gè)問(wèn)題，目前大家都是采用“雙玻璃結(jié)構(gòu)”來(lái)解決的。由此可見(jiàn)“雙玻璃結(jié)構(gòu)”是最成型的解決辦法，華信誠(chéng)的紅外產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上全部使用的“雙玻璃結(jié)構(gòu)”，完全避免了白霧現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　4、機(jī)器內(nèi)部出現(xiàn)霧氣。

　　 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，尤其是在室外的攝像機(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。

　　各家對(duì)這一問(wèn)題的解決方法也是不一樣的。增加除霜電路、開(kāi)通氣孔、充氮?dú)狻⒓语L(fēng)扇、放干燥劑等等。方法不一樣，做出來(lái)的效果當(dāng)然也不一樣，有的可以解決問(wèn)題，有的還是不能解決問(wèn)題。華信誠(chéng)紅外產(chǎn)品在生產(chǎn)的過(guò)程中嚴(yán)格控制料件的清洗，盡量杜絕揮發(fā)物的存在。例如PCB板不能有殘留助焊劑,遮光膠套采用優(yōu)質(zhì)硅膠材料等。

　　5、機(jī)器外部出現(xiàn)霜、霧。

　　 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：1、在防護(hù)罩上增加雨刷，通過(guò)控制雨刷清潔玻璃。2、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。

　　6、針對(duì)于外殼密封的一些要求。

　　 如果紅外攝像機(jī)在北方應(yīng)用的話，機(jī)體內(nèi)外會(huì)產(chǎn)生很大的溫差，前端的鏡片會(huì)出現(xiàn)霧化的現(xiàn)象，因此要求機(jī)器內(nèi)必須具有很好的密封性，防護(hù)罩也要具備很好的防雨水性能。

　　現(xiàn)階段，大陸技術(shù)在密封性上，存在一定的技術(shù)問(wèn)題，比如外殼的設(shè)計(jì)，在接頭和螺絲接口等地方，多是產(chǎn)生漏水的地方。

　　如何把密封性做的更好?華信誠(chéng)產(chǎn)品的解決方法是這樣的：一、加防水膠套，在接口處加放水墊，起到防水的作用，效果比較理想。二、在接線螺絲口處打防水膠，增強(qiáng)防水性。三、紅外攝像機(jī)采用鋁合金外殼，提高接口處精度，并且采用優(yōu)質(zhì)硅膠材料沾合，效果也是比較理想的。

　　選擇紅外一體機(jī)需要注意的事項(xiàng)

　　1、鏡頭的選擇

　　 攝像機(jī)鏡頭是紅外一體機(jī)選擇上最關(guān)鍵的因素，它的質(zhì)量(指標(biāo))優(yōu)劣直接影響攝像機(jī)的整機(jī)指標(biāo)。鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體，如果沒(méi)有晶狀體，人眼看不到任何物體;如果沒(méi)有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒(méi)有清晰的圖像輸出。當(dāng)人眼的肌肉無(wú)法將晶狀體拉伸至正常位置時(shí)，就是人們常說(shuō)的近視眼，眼前的景物就變得模糊不清。攝像頭與鏡頭的配合也與此類似，當(dāng)圖像變得不清楚時(shí)，可以調(diào)整攝像頭的后焦點(diǎn)，改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離(相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的位置)，可以將模糊的圖像變得清晰。由此可見(jiàn)，鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是非常重要的。

　　而對(duì)于工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試最為重要的就是鏡頭焦距的選擇。

　　焦距計(jì)算方法主要分為以下兩種：1、f=wL/W;2、f=hL/H;

　　f：鏡頭焦距

　　w：圖象的寬度(被攝物體在CCD靶面上成象寬度)

　　W：被攝物體寬度

　　L：被攝物體至鏡頭的距離

　　h：圖象高度(被攝物體在CCD靶面上成像高度)

　　H：被攝物體的高度

　　當(dāng)焦距數(shù)值按照公式算出后，沒(méi)有對(duì)應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的，這時(shí)可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號(hào)，一般選擇比計(jì)算值小的，這樣視角還會(huì)大一些。

　　但是僅僅只按照公式來(lái)計(jì)算還不足以來(lái)確定現(xiàn)場(chǎng)的需求，要針對(duì)不同用戶的具體需求來(lái)分析選擇。例如，客戶需要看20米的距離，但是他沒(méi)有明確是要看清20米左右的場(chǎng)景還是要看清20米左右的人臉信息。因此深入的溝通和豐富的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)也是鏡頭焦距選擇不可或缺的一個(gè)重要因素。

　　2、安裝方式的選擇。

　　 攝像機(jī)的安裝方式主要分為兩種：壁裝和吊裝。對(duì)于紅外機(jī)器來(lái)說(shuō)壁裝比較普遍，主要是由于防水好做。因此選擇吊裝的時(shí)候大家要仔細(xì)觀察機(jī)身，看看密閉性作的如何，以免進(jìn)水燒壞機(jī)器。

　　3、出線方式的選擇。

　　 目前模具廠家在機(jī)身線材出線方式上也下了功夫，由以前的內(nèi)出線改為外出線，這種方式對(duì)于不同墻壁結(jié)構(gòu)和美觀效果來(lái)說(shuō)都做了不同程度的優(yōu)化，方便了施工單位的安裝。因此機(jī)身結(jié)構(gòu)的選擇也是在方案設(shè)計(jì)上要考慮的一點(diǎn)要素。

　　4、安裝注意事項(xiàng)

　　 安裝紅外攝像機(jī)，要盡可能的避免直射光源，因?yàn)榧t外燈電源控制部分是根據(jù)紅外燈板上的光敏電阻來(lái)控制紅外燈的工作電源的。

　　結(jié)語(yǔ)

　　 總之，雖然現(xiàn)在紅外一體化攝像機(jī)的需求量與日俱增，但是還是存在著一些不足，不過(guò)相信在不久的將來(lái)，這些問(wèn)題是可以解決的。在這個(gè)紅外市場(chǎng)不斷膨脹的時(shí)候，希望紅外一體機(jī)可以一路走好，走出自己的天地。