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論安防行業中紅外一體化攝像機的現狀
來源：互聯網 發布時間：2009/04/16
一、概述
視頻監控技術是安全防范技術按照學科專業、產品屬性和應用領域的不同而劃分的一個大類。這是一種先進的、防范能力極強的綜合系統?？梢园阉O視的區域圖像內容、一切動態實景同時輸送到監控中心，實現自動跟蹤，實時處理情況一目了然。
電視監控系統工程中，現在與過去相比，突出的一點是不但要求白天監控，夜間也要監控?？陀^上現今社會犯罪比率不斷增加，隨著人民安全防范意識的提高，對重要場所日夜連續監控的需要和日夜兩用攝像機的成熟起到了推動作用。日夜紅外一體化攝像機所擔當的角色日益突出，不僅被工廠、學校、機關、倉庫、文檔室和其他設施等重要部門采用，而且也在民用監控系統中都被采用。就全國范圍而言居民小區、商務大樓等民用監控工程也大量應用了紅外一體化攝像機，這已逐漸發展成為一種趨勢。這說明人們對閉路監控系統工程的要求愈來愈高，愈來愈規范。對重要的場所要求做到日夜連續監控越來越普遍。
二、紅外線和紅外燈的原理特性
光是一種電磁波，具有與無線電波一樣的本質。它的波長區間從幾個納米到1毫米左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光?？梢姽獾牟ㄩL范圍為380nm~780nm?？梢姽獠ㄓ砷L到短分為紅、橙、黃、綠、青、紫光。波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅光長的稱為紅外光。
紅外燈按其紅外線輻射機理分為半導體固體發光（紅外發射二級管IRLED）紅外燈和輻射紅外燈兩種，目前前者使用較多。
紅外發射二級管（IRLED）紅外燈的原理是：由紅外發光二極管矩陣組成發光體。紅外發射二極管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結，外加正向偏置電壓向PN結注入電流激發紅外光。光譜功率分布為中心波長830nm~950nm，半峰帶寬約40mm左右，它是窄帶分布，為CCD攝像機可感受的范圍。
紅外發光二極管的發射功率用輻照度μW/㎡表示。紅外二極管的最大輻射強度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減少。輻射強度的最大值的50%的角度稱為半強度輻射角，即半功率角。不同封裝工藝型號的紅外發光二極管的輻射角有所不同。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使發光輻射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。生產商在設計時充分考慮到這個問題，目前日本索尼（SONY）公司采用的高效率發光二極管，使攝像機工作時間達到了50000小時。
三、紅外一體機的組成和原理特性
1.紅外一體機的組成
?、倨胀t外一體化攝像機是由感紅外彩轉黑CCD攝像頭加紅外LED板再加鏡頭組合而成；
?、诔h距離紅外一體化攝像機是由彩色CCD板和超感度黑白CCD加紅外LED板再加鏡頭組合而成。
2.紅外一體化攝像機的原理特性
紅外一體化攝像機是將攝像機、防護罩、紅外燈、供電散熱單元等綜合成為一體的攝像設備。它實現夜視的基本原理是利用CCD攝像機可以感受紅外光光譜的特性（即可以感受可見光，也可以感受紅外光），配合紅外燈作為“照明源”來夜視成像。紅外燈的功率和角度、攝像機的配置、一定焦距的感紅外鏡頭以及是否有良好的供電散熱處理是判斷紅外一體化攝像機性能的重要參數。
以前市場上有些產品攝像機與紅外線投射器分開的，這在使用時必須對攝像機和紅外燈的性能有足夠的了解，能依據紅外燈的角度、攝像機鏡頭參數等作合理的搭配。由于此種方式給安裝調試和維護保養等帶來很多不便，故已基本上不被用戶采納。
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四、紅外一體化攝像機的性能分析
紅外一體化攝像機在監控攝像機中具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩定等突出優勢，因而在監控工程中占據了大部分的市場。性能優良的紅外一體化攝像機具有以下性能：
1.紅外燈工作條件必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設計。
紅外燈可以做到完全無紅曝（采用940nm~950nm波長紅外管）或僅有微弱紅曝。波長越短，紅曝越強，紅外線感應度也越高。實踐證明，紅外一體化攝像機在850nm波長的感應度下比在940nm波長的感應度下好10倍。因此850nm有輕微紅曝的紅外燈擁有更高效率，也是工程商作為優先考慮的。
再則在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調整紅外光線角度，配合最佳的鏡頭，使紅外燈的有效利用率達到90%。
2.紅外一體化攝像機的結霧結霜
工作過程中，尤其是室外紅外一體化攝像機常因四季變化、晝夜溫差和雨雪環境等原因，在防護罩玻璃上形成霧或霜，導致無法看清物體，直接影響監控效果。如果采用先進的除濕除霧電路，有效控制其機體內的飽和水蒸氣濃度，以達到自動除霧除霜。
3.紅外線的角度
紅外燈是不是視角越大越好？有人認為紅外燈發射視角越大，選用鏡頭的余地也越大，選用廣角鏡頭不會出現視角窄小現象。事實證明，大視角的紅外燈配合小視角的鏡頭，存在著光的浪費現象。故而有實踐經驗的工程商一定會使自己所選的紅外燈的視角與鏡頭的視角相一致，這樣使效果達到最佳狀態。
再則，并不是紅外燈的發射角度越大，畫面效果就越好。有的場合如果紅外燈角度過大，還會影響成像。在狹長的走廊中這樣做的結果是由于紅外燈的發射角度過大，則近處邊緣的成像就會太亮而形成“光幕”，而遠處中心反而不清晰，只是一片白霧。
因此，紅外燈的發射角度既是選擇問題，也是技術問題。不同焦距的鏡頭應選擇相適應的發射角度的紅外燈，紅外燈的發射角度無論在什么樣的條件下都不應該大于鏡頭的視角。窄視角紅外燈通過合理的選擇搭配，可以得到理想的廣角效果。
4.紅外一體化攝像機的靈敏度
攝像機靈敏度是紅外一體化夜視監控的核心部分。靈敏度越好，對紅外線的感應能力也越強。在實踐過程中50米以內的紅外一體化攝像機選用照度為0.5Lux為好，100米范圍應選用照度為0.01Lux攝像機。然而靈敏度越高，攝像機的價格也越高。
5.紅外一體化攝像機的恒溫與全封閉
紅外一體化攝像機由于配置發熱量較大的紅外燈，在整個工作時間段內，使機內前端溫度偏高，如不能散熱均勻會影響機內其他部件的正常工作，因此在選型時考慮帶有強制散熱冷卻作用的機殼。
所謂全封閉，不留任何孔隙，阻止灰塵、濕氣和腐蝕性氣體的進入而損壞機件。
五、紅外一體化攝像機的應用
雙核紅外一體化攝像機是當前最新產品，它的意義在于白天和夜間各用一套雙CCD和鏡頭，其特點是該機采用全新索尼（SONY）雙芯片新技術的完美結晶。白天彩色清晰可見并無色差，晚上效果無視角差。明顯比目前雙CCD鏡頭夜視機好，而且避免雙CCD鏡頭視角差的不足。其水平清晰度可達540線，最遠夜視距離高達150米，內置22倍光學變焦鏡頭。被譽為引領攝像機發展新潮流，成為中國安防十大民族品牌。[!--empirenews.page--]
六、紅外一體化攝像機市場的動態
紅外一體化攝像機在國內發展近6年多時間，由于使用方便簡單、安裝方便，能做到日夜監控，因此廣受用戶青睞和接受，并迅速發展了起來，尤其是近兩年它的需求量已超過了半球標準機的總和。
經過近年各生產廠家不斷努力和用戶各種不同需求的拉動，紅外一體化防水攝像機已是春天的百花園，呈現出“全國一片紅”，可謂應有盡有、琳瑯滿目。目前市場情況是樣式多樣、品種繁多、競爭也非常激烈。大家不斷地比拼，其內容無外乎如下幾點：一是產品的穩定性和可靠性；二是白天及夜間的綜合效果；三是價格；四是功能；五是產品的種類是否齊全；六是外形是否新穎美觀。
七、LED紅外一體機的“軟肋”
紅外一體化攝像機都是主動式紅外光源，也就是通過紅外發光二極管產生850nm或940nm的紅外光投射到目標物體上，然后再通過目標的反射被CCD所接受。因此紅外光作用距離的遠近和作用場景的大小，都跟紅外發光二極管的工作電流、功率、角度和效率有直接關系。有時在其他相同的情況下，紅外發光管的性能是決定性的，因此如何選擇和使用它將是一個重要的問題。
任何電子產品都有一個最佳使用狀態，都存在著一個壽命問題，紅外一體化攝像機也不例外。所以在使用前必須弄清作用距離和場景的范圍，然后再確定應選用的鏡頭，依據以上諸類因素去進行最合適的選型。
許多廠家的產品不穩定、不可靠，最主要原因在于有時只單純追求利潤，盲目夸大功能，使用的芯片原器件也是良莠不齊，實在是讓人眼花繚亂。這樣的結果造成市場上同類產品魚龍混雜，品質無法保證。眾多工程商反映，紅外一體機在白晝轉換時段成像極差，朦朧一片，而且實用性能遠達不到指標要求，紅外燈的作用距離充其量只有標準的30~50%。試想這樣的產品給市場造成了多么極為惡劣的影響。因而在目前情況下，上海市技防辦不主張、也不贊成在安防工程中使用那些不成熟的紅外一體夜視攝像機。
雖然紅外一體化攝像機數量在全國市場銷售火爆。但此類攝像機畢竟不屬于標準機，因此不管是國家還是本行業都沒有一個統一的標準。各種名稱、牌號、性能、指標都有各廠家說了算，無法嚴格分類。但不管怎樣，其發展的方向是符合客戶不斷提出的需求的，問題是有待規范。
八、結論
數字化、網絡化、智能化是安防行業發展的趨勢，也是紅外一體化攝像機發展的必然趨勢。目前已有一些廠家在生產帶有網絡傳輸功能的紅外一體化夜視攝像機，智能型的也在研發之中。這將大大方便工程的使用，尤其是大型工程的使用。不管怎樣，紅外一體化夜視攝像機的功能將會越來越多，越來越完善。它會不斷地將其他的新技術融合進來，充分發揮日夜24小時不間斷監控的優勢?？傊?，以后紅外一體化攝像機的發展趨勢將更多的集中于功能的增加和完善。
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