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红外摄像机技术探析

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红外摄像机的产品特点及适用场合介绍
       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。
       1、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;
       2、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。

红外灯的隐蔽性、延长寿命方面的措施
       红外摄像机主要的问题在于红外光源寿命的长短,其中红外光源的散热设计也是关键之一,良好的散热性能可以保证光源的效率和寿命的延长。需隐蔽场合选CMOS超微型摄像机。由于低功耗、高集成、小体积只有CMOS图像传感器才能办到,因而可作成衬衫钮扣、西装钮扣般大小的CMOS摄像机。加上相应的红外光源的更加小型化,以及高效能电池的推出,使第三只眼睛将会无处不在。

红外摄像如何应对复杂的环境
       红外摄像机在短距离内开启红外光源时,就过曝的现象,这需要设计多组光源,对于近距离的可以利用红外光敏电阻来感知红外发射回来的光强度来依次开启不同距离的光源组,这样就可以避免过曝的产生。对于云台跟随的问题主要是存在一定的角度死角,这需要厂家在结合监控距离时候和红外光源与镜头之间的位置上多有考虑,尽量不要形成左右模式的结构方式,以避免死角的产生。
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