紅外一體化攝像機探討與交流
閱讀：2398發布時間：2011-2-13
當前紅外一體化攝像機已逐步的進入了攝像機的主流市場，銷量與日俱增，技術上面的問題也逐漸暴露出來。本文就紅外一體化攝像機的技術問題以及選用時的注意事項作簡單的探討，用以和業界人士分享交流。
市場需求
在電視監控系統工程中，過去很少應用紅外燈，但由于現今95%以上的案件都發生在夜間，紅外攝像機在夜間監視所扮演的角色就更加突出，不僅金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門采用，而且在一般監控系統中也被采用，甚至居民小區電視監控工程也應用了紅外攝像機。這說明人們對電視監控系統工程的要求越來越規范、越來越高，對重要場所的24小時連續監控需求也越來越高漲。
對于紅外一體化攝像機，目前已經是走過了*階段，開始向第二階段邁進。首先是價格已經有了優勢，其次技術方面也在不斷改進中一步步提高，但是機體的散熱、成像、遠距離監控等問題，各個生產廠家都在努力解決，不過還是沒有真正成熟的解決方案。
紅外攝像機的工作原理
人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長更短的光叫紫外線，比紅光波長更長的光叫紅外線，人的肉眼是看不到紅外線的。
紅外夜視，就是在夜視狀態下，紅外攝像機會發出人們肉眼看不到的紅外光線去照亮被拍攝的物體，紅外線經物體反射后進入鏡頭進行成像。攝像機是通過CCD感應紅外線的，而CDD是能夠感應所有光線（可見光、紅外線和紫外線等）的,因此在沒有可見光的情況下，紅外攝像機是可以拍攝到肉眼看不到的影像的。
關鍵的技術和不良因素
1、成像偏色
攝像機使用CCD是感應所有光線（可見光、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肉眼只觀察到可見光所產生的影像很不同。由于CCD感應到了紅外線，它會干擾到DSP的運算，導致偏色。
為了解決這個問題，只要讓CCD接收不到紅外光就可以了，因此在鏡頭和CCD之間加裝一個紅外濾光鏡即可解決，其作用就是阻擋紅外線進入CCD,讓CCD只能感應到可見光，這樣就使攝像機拍攝到的影像和我們肉眼看到的影像相一致了。
2、機體本身的散熱問題
攝像機在長時間工作以后，紅外燈會產生熱量，尤其是紅外一體機，它的紅外發光LED是安裝在整個護罩內的，而護罩的“保溫”效果一般都很好。例如50顆￠5的紅外燈板，長時間運行的話，LED板上的溫度幾乎可以達到90度左右。由于紅外發光LED的輻射功率是和電流成正比的，很多不規范的廠家就用加大電流的方式來提高照射效果，然而電流越大溫度越高。照射效果雖然提高了，但是機器本身由于LED過熱會受到很大的傷害。其中，LED板后面的CCD就是zui直接的受害者。CCD一般只能支撐到60-70度，長時間高溫工作，CCD肯定會慢慢壞掉。具體的現象一般是畫面發白，看起來朦朦朧朧的。
為了解決這個問題，各個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，但是在照射長距離的時候，效果肯定不如后者。2、在機器內部加散熱風扇，這樣做效果肯定是有的，不過那樣對風扇的考驗是要很嚴格的，而且加了風扇對于外殼的設計上也是個考驗，要保證美觀還要實用。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顆的紅外來說，可以把它排列成3組來減低熱量。5、結構材質的選擇。例如，LED燈板和外殼選用鋁合金等散熱比較好的材料。6、使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調，自動調節機體內部溫度，良好的解決了這一問題。
華信誠的紅外產品是通過以下幾個方面來解決散熱問題的：一、采用金屬導熱材料，通過外殼來散熱。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，采用風扇散熱，并且都采用恒流電源（開關式電源）供電來控制紅外燈的散熱問題。
3、圖像中出現白霧的現象
一般出現這個問題時，可以分兩部分來考慮：一、LED燈射出的紅外線打到機器上面的遮陽罩上反射回鏡頭，造成白霧的現象。解決的方法就是把遮陽罩退后些、或者遮陽罩內表面采用黑色處理。二、LED射出的光漏到了鏡頭里。這個問題，目前大家都是采用“雙玻璃結構”來解決的。由此可見“雙玻璃結構”是zui成型的解決辦法，華信誠的紅外產品在設計上全部使用的“雙玻璃結構”，*避免了白霧現象的產生。
4、機器內部出現霧氣
霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結而成，因冷環境的強、弱分別凝結成霜和霧。紅外攝像機在工作過程中，尤其是在室外的攝像機常常會因四季變化、晝夜溫差、以及雨雪環境等原因在防護罩視窗玻璃上形成霧或霜，導致攝像機無法看清物體，直接影響監控效果。
各家對這一問題的解決方法也是不一樣的。增加除霜電路、開通氣孔、充氮氣、加風扇、放干燥劑等等。方法不一樣，做出來的效果當然也不一樣，有的可以解決問題，有的還是不能解決問題。華信誠紅外產品在生產的過程中嚴格控制料件的清洗，盡量杜絕揮發物的存在。例如PCB板不能有殘留助焊劑,遮光膠套采用硅膠材料等。
5、機器外部出現霜、霧
攝像機在雨雪天或粉塵大的環境下工作，防護罩的視窗玻璃容易出現污垢，造成攝像機視線遮擋。
解決的辦法：1、在防護罩上增加雨刷，通過控制雨刷清潔玻璃。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、針對于外殼密封的一些要求
如果紅外攝像機在北方應用的話，機體內外會產生很大的溫差，前端的鏡片會出現霧化的現象，因此要求機器內必須具有很好的密封性，防護罩也要具備很好的防雨水性能。
現階段，大陸技術在密封性上，存在一定的技術問題，比如外殼的設計，在接頭和螺絲接口等地方，多是產生漏水的地方。
如何把密封性做的更好？華信誠產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，增強防水性。三、紅外攝像機采用鋁合金外殼，提高接口處精度，并且采用硅膠材料沾合，效果也是比較理想的。
選擇紅外一體機需要注意的事項
1、鏡頭的選擇
攝像機鏡頭是紅外一體機選擇上zui關鍵的因素，它的質量（指標）優劣直接影響攝像機的整機指標。鏡頭相當于人眼的晶狀體，如果沒有晶狀體，人眼看不到任何物體；如果沒有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像就是白茫茫的一片，沒有清晰的圖像輸出。當人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時，就是人們常說的近視眼，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，當圖像變得不清楚時，可以調整攝像頭的后焦點，改變CCD芯片與鏡頭基準面的距離（相當于調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，鏡頭在閉路監控系統中的作用是非常重要的。
而對于工程設計和現場調試zui為重要的就是鏡頭焦距的選擇。
焦距計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
當焦距數值按照公式算出后，沒有對應焦距的鏡頭是很正常的，這時可以根據產品目錄選擇相近的型號，一般選擇比計算值小的，這樣視角還會大一些。
但是僅僅只按照公式來計算還不足以來確定現場的需求，要針對不同用戶的具體需求來分析選擇。例如，客戶需要看20米的距離，但是他沒有明確是要看清20米左右的場景還是要看清20米左右的人臉信息。因此深入的溝通和豐富的現場施工經驗也是鏡頭焦距選擇*的一個重要因素。
2、安裝方式的選擇
攝像機的安裝方式主要分為兩種：壁裝和吊裝。對于紅外機器來說壁裝比較普遍，主要是由于防水好做。因此選擇吊裝的時候大家要仔細觀察機身，看看密閉性作的如何，以免進水燒壞機器。
3、出線方式的選擇
目前模具廠家在機身線材出線方式上也下了功夫，由以前的內出線改為外出線，這種方式對于不同墻壁結構和美觀效果來說都做了不同程度的優化，方便了施工單位的安裝。因此機身結構的選擇也是在方案設計上要考慮的一點要素。
4、安裝注意事項
安裝紅外攝像機，要盡可能的避免直射光源，因為紅外燈電源控制部分是根據紅外燈板上的光敏電阻來控制紅外燈的工作電源的。
結語
總之，雖然現在紅外一體化攝像機的需求量與日俱增，但是還是存在著一些不足，不過相信在不久的將來，這些問題是可以解決的。在這個紅外市場不斷膨脹的時候，希望紅外一體機可以一路走好，走出自己的天地。
