夜视红外摄像机原理及特性

红外摄像机原理及特性

光是一种电磁波，通常人们将红外光划分为近、中、远红外三部分。近红外指波长为0.75～3.0微米；中红外指波长为3.0～20微米；远红外则指波长为20～1000微米。

WINSNA（维斯纳）红外摄像机

红外灯有不同的功率及715、830nM两种波长，波长的不同决定了红外灯照明距离和效果：

715nM的红外灯由于其照明距离远， 效果好，但是会产生红暴情况（家用数码相机的补光用的就是这种红外灯）；

使用830nM的红外灯基本没有红暴现象或是红暴很小

一般市场上主要采用红外发射二极管的红外灯，其原理及特性我们介绍如下：由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。其最大的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（红暴为有可见红光）和寿命长。红外发光二极管的发射功率用辐照度μW/m2表示。针对这一情况，富士康公司FI-930C和FI-970C在设计时充分考虑了这个问题，采用高效率发光二极管，在摄像机里面内置散热系统，使摄像机稳定工作时间达到25000小时！

红外线是一种光波，它的波长区间从几个纳米（nm）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm~780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比红光长的称为红外光。红外光线的波长在780nm~1000μm之间，介于无线电波与可见光之间。

红外摄像机其实就是将监控摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成一体的监控设备。目前监控工程中最常用的红外防水摄像机是主动红外，由LED发出红外线，利用CCD或CMOS可以感受红外光的光谱特性（即可以感受可见光，也可以感受红外光），配合红外灯作为“照明源”来夜视成像。市场上以发射波长850nm和940nm的红外LED为主。早期的红外夜视系统不是用在民用的，主要应用于军事方面，但由于主动红外夜视系统发射红外线，易于被敌军发现，因而在军事上已基本被淘汰。军事领域主要用红外热成像仪（即被动红外摄像机），其摄像系统能感应绝对零度（-273℃）以上的物体发出的红外线辐射，物体的温度越高，辐射出的红外线越多并且容易成像。由于目标市场和制造成本问题，很少有生产民用摄像机的安防厂家生产被动红外摄像机。

红外灯是红外摄像机的核心部件，市场主要有两种类别，一种是传统型的圆珠LED灯，是比较传统和常用的一种红外光源，后来封装不同的“食人鱼”红外灯，也可将之划分为传统红外灯；另一种是两年前风靡一时的“阵列式”红外光源，其原理是将诸多发光芯片加以集成，光电转化效率比普通的要高，普通LED的光电转换率是10%，而“阵列式”红外摄像机的光电转换率可提升到25%以上，这也正是“阵列式”红外防水摄像机照使所有物体“太白”的原因。夜间，人脸和衣服在图像上很难区别开来。另外，其发热量无法像传统红外灯一样固定在监控摄像头的镜头周围，市场上所见到的“阵列式”红外摄像机，多为灯板与镜头分离，红外灯分别固定在上下或是左右两侧。

红外光源关系到监控摄像机的寿命和距离，一般来说，红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。