[原创]红外灯与摄像机的结合...

什么是红外线?

　　光是一种电子磁波，其波长范围为1纳米(1nm=10-9 m)至1毫米(1mm=10-3m)，人眼可以看见的光只是其中的一部分，称为可见光。可见光的波长范围为380nm-780nm，可见光波长由长至短可分成红、橙、黄、绿、青、兰、紫七种，波长比紫光短的看不见的光称为紫外光(或紫外线)，波长比红光长的看不见的光称为红外光(或红外线)。它不仅能感受可见光，而且可感受红外光。这就是利用普通CCD黑白摄像机、配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。这里需要强调指出，普通彩色摄像机的光谱特性不能感受红外光，因此，不能用于夜视。彩色摄像机用于夜视必须采用特殊的红外低照度摄像机。

　　 红外摄像技术

　　红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术两种。被动红外摄像技术是利用任何物体在绝对零度(一273℃)以上都有红外光发射的原理。由于人的身体和发热物体发出的红外光较强，其它非发热物体发出的红光很微弱，因此，利用特殊的红外摄像机就可以实现夜间监控。被动红外摄像技术由于设备造价高且环境摄像效果差，在夜视系统中很少采用。

　　主动红外摄像技术是利用特制的“红外灯”人为产生红外辐射，发出人眼看不见的红外光去照射景物和环境，利用普通低照度CCD黑白摄像机或使用“白天彩色夜间自动变黑白”的摄像机或“红外低照度彩色摄像机”去感受周围环境反射回来的红外光，从而实现夜视功能。

　　 红外灯的分类及产品特点

　　红外灯按红外光辐射机理分为半导体固体发光(LED)和热辐射红外灯两类。

　　a．LED(红外发光二极管)红外灯的特点是光谱功率分布比较集中的窄带分布，其中心波长为830-950nm，半峰带宽约为40nm，为普通CCD黑白摄像机可感受范围。它的最大优点是可以完全无“红暴”；(采用940-950nm波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为可见红光)和寿命长。红外发光二极管的辐射强度一般在光轴的正前方，具有很好的方向性，并随辐射方向与光轴的夹角增加而减小。辐射强度为最大值的50%时的角度称为半强辐射，也称为半功率角。

　　b、热辐射红外灯的原理与特点：

　　热辐射现象是极为普通的。物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光，所以人们不能直接观察到。当加热到500℃左右时，才会产生暗红色的可见光，随着温度的上升，光变得更亮更白。在热辐射光源中，通过加热灯丝来维持它的温度，以此来保证辐射不断的进行。辐射体在不同温度时，辐射出的峰值波长是不同的，其光谱能量的分布也是不同的。根据上述原理，经过特殊设计和特殊工艺制成的红外灯泡，其红外光成分可达92-95%。国外生产的红外灯，功率可达100-375W，使用寿命可达2000-5000d小时，辐射角可达60-80’。红外灯发射的红外光谱范围很宽，波长在800-2500nm之间，这与普通黑白摄像机感受的宽光谱范围相一致。热辐射红外灯的最大优点是可以做到大功率、大辐射角，比较适合远距离大场面的场所使用。其缺点是有红暴，寿命短，按每天使用10小时计算，最大寿命5000小时，也只能使用一年多一点的时间。　　

　　 红外灯的选择与使用：

　　红外灯的选择最重要的问题是红外灯与摄像机、镜头、防护罩，供电电源等成套性。正确的做法应该是在设计方案时对所有的器材统一考虑，将它看作是一个红外低照度夜视监控系统工程要求进行设计，而不能在安装完摄像机、镜头、防护罩和电源之后，再去考虑购买红外灯。

　　考虑系统设备的成套性时要特别注意以下几个问题：

　　(1)要使用黑白摄像机或特殊彩色摄像机。黑白摄像机采用的CCD传感器有很宽的感光光谱范围，其感光光谱不但包括可见光区域，还延长到红外区域，利用辅助红外灯照明就可在CCD传感器上清晰的成像，而普通彩色摄像机其感光光谱只在可见光区，因此不能适用于红外灯泡照射摄像；日夜两用型摄像机采用两个CCD进行切换或者采用一个CCD传感器，利用数字电路的切换也可以实现红外灯泡照射摄像，但存在黑白照度偏高或对彩色有不利影响等缺点。除此之外，经过特殊设计的红外低照度彩色摄像机，其对红外线的感光灵敏度比普通彩色摄像机高4倍以上，随着生产成本的不断降低，将会成为夜视系统摄像机的主流。

　　(2)要求低照度摄像机的最低照度要真实摄像机的最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。以使用F1．2的镜头为例，当被摄景物的照度值低到0．02Lux时，其输出视频信号幅度为标准输出700mV的50-33%，则称此摄像机的最低照度为0．02Lux／F1．2。购买摄像机时要注意生产厂家标称最低照度的真实性。因为市场上已发现有两种不正常情况，一种是标称“靶面照度”即CCD图像传感器上的光照度，它一般比景物照度低10倍左右。另一类是厂家虚报最低照度，虽然标称0．01-0．02Lux，但实际最低照度仅为0.1-0.2Lux，因此，使用这种假0.02Lux摄像机就无法与要求最低照度为 0.02Lux的红外灯配套使用。