產品 求購 供應 文章 問題

0431-81702023
光學工程
紅外夜視技術解析

紅外燈的測試方法
      本文包括了:照射距離、測試條件、測試設備、測試方法。
      照射距離:紅外燈的照射距離沒有國家標準,一般評估其質量是照射斑馬板的距離來計算的。同一個紅外燈在不同的夜視系統中有效距離相去甚遠。所以,對于有效距離必須單獨做針對性的測試評估。 
      測試條件:環境照度小于0.001lux,(550 nm 平均值),氣候能見度大于10 Km。
      測試設備:F=1.5~2.0 的鏡頭一個。低照度的黑白攝像機一個(0.1Lux)。一米的斑馬板一個。電源,顯示設備等
      測試方法:調試好攝像監控系統,然后打開紅外燈,正面照射10m處的斑馬板,調整清楚圖像以后,將斑馬板后移,直到看不見斑馬板為止。此時的攝像機到斑馬板的距離X0.6就是這個紅外燈對于這套設備的有效距離。
鏡頭與紅外燈的調試
      本文包括了:一、定焦鏡頭后焦距的調整方法是怎樣的 ;二、紅外燈的分類;三、鏡頭與紅外燈的安裝與調整;四、在調試過程中應注意的問題;
一、定焦鏡頭后焦距的調整方法是怎樣的? 
      使用攝像機的自動電子快門功能,將鏡頭光圈調到最大,聚焦環按景物實際距離調整,然后調節后焦距直至圖像最清晰為止.變焦鏡頭后焦距的調整方法是怎樣的?
      1.打開攝像機自動電子快門功能
      2.用控制器將鏡頭光圈調到最大
      3.將攝像機對準30米以外的物體,聚焦調至無窮遠處(大部分鏡頭是面對鏡頭將前面的聚焦調節環順時針旋轉到頭)
      4.用控制器調整鏡頭變焦將景物推至最遠,調整鏡頭后焦距使景物最清楚
      5.用控制器調整鏡頭變焦將景物拉至最近,微調鏡頭聚焦使景物最清楚
      6. 重復4-5步數遍,直至景物在鏡頭變焦過程中始終清楚
二、紅外燈有不同的功率及715、830nM兩種波長,波長的選擇取決于什么因素?
      1.如果用戶不介意紅外光線被肉眼所見,715nM的紅外燈由于其照明距離遠,效果好應為首選。
      2.如果考慮到紅暴問題,必須使用830nM的紅外燈,應使用低照度的攝像機。
      3.選擇相對孔徑較大的鏡頭。
      4.紅外燈的發散角應與鏡頭的視場角相匹配
      最大照明范圍取決于天氣條件、物體的反光率和周圍的光照水平,紅外聚光燈最遠的投射范圍如下:500W=150-200米 300W=80-120米 50W=15-30米 30W=5-15米
三、鏡頭的安裝與調整

      鏡頭的安裝方式:有C式和CS式兩種,兩者的螺紋均為1英寸32牙,直徑為1英寸,差別是鏡頭距CCD靶面的距離不同,C式安裝座從基準面到焦點的距離為17.562毫米,比CS式距離CCD靶面多一個專用接圈的長度,CS式距焦點距離為12.5毫米。別小看這一個接圈,如果沒有它,鏡頭與攝像頭就不能正常聚焦,圖象變得模糊不清。所以在安裝鏡頭前,先看一看攝像頭和鏡頭是不是同一種接口方式,如果不是,就需要根據具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈,而采用后像調節環(如松下產品),調節時,用螺絲刀擰松調節環上的螺絲,轉動調節環,此時CCD靶面會相對安裝基座向后(前)運動,也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC)采用的方式類似后像調節環,它的固定螺絲一般在攝像機的側面。擰松后,調節頂端的一個齒輪,也可以使圖象清晰而不用加減接圈。
      AGC ON/OFF(自動增益控制):攝像頭內有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,其放大即增益,等效于有較高的靈敏度,然而在亮光照的環境下放大器將過載,使視頻信號畸變。當開關在ON時,在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈,自動增加增益以獲得清晰的圖象。開關在OFF時,在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。
      ATW ON/OFF(自動白平衡):開關撥到ON時,通過鏡頭來檢測光源的特性/色溫,從而自動連續設定白電平,即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍色信號的增益。
      ALC/ELC(自動亮度控制/電子亮度控制):當選擇ELC時,電子快門根據射入的光線亮度而連續自動改變CCD圖像傳感器的曝光時間(一般從1/50到1/10000秒連續調節)。選擇這種方式時,可以用固定或手動光圈鏡頭替代ALC自動光圈鏡頭。
需要注意的是:在室外或明亮的環境下,由于ELC控制范圍有限,還是應該選擇ALC式鏡頭;在某些獨特的照明條件下,可能出現下列情況:
      ① 在聚光燈或窗戶等高亮度物體上有強烈的拖尾或模糊現象。
      ② 圖象顯著地閃爍和色彩重現性不穩定。
      ③ 白平衡有周期性變化,如果發生這些現象,應使用ALC鏡頭。以固定光圈鏡頭采用ELC方式時,圖象的景深可能小于使用ALC式鏡頭所獲得的景深。因此,攝像頭在完全打開固定光圈鏡頭而采用ELC方式時。景深會比使用ALC式鏡頭時小,而且圖象上遠處的物體可能不在焦點上。當鏡頭是自動光圈鏡頭時,需要將開關撥到ALC方式。
      BLC ON/OFF(背光補償開關):當強大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時,應該把開關撥到ON位置。
四、注意: 
     ① 當與云臺配用或照明迅速改變時,建議把該開關放在OFF位置,因為在ON位置時,鏡頭光圈速度變慢;

     ② 如果所需物體不在圖像中間時,背光補償可能不會充分發揮作用。
LL/INT(同步選擇開關):此開關用以選擇攝像頭同步方式,INT為內同步2,1隔行同步;LL為電源同步。有些攝像頭還有一個LL PHASE電源同步相位控制器。當攝像頭使用于電源同步狀態時,此裝置可調整視頻輸出信號的相位,調整范圍大概是一幀。(調整需要專業人員進行)
VIDEO/DC(鏡頭控制信號選擇開關):ALC自動光圈鏡頭的控制信號有兩種,當需要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時,應該選擇DC位置,需要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時,應該選擇VIDEO位置。當選擇ALC自動光圈視頻驅動鏡頭時,還會有一個視頻電平控制(VIDEO LEVEL L/H)可能需要調整,該控制器調節輸出給自動光圈鏡頭的控制電平,用以控制鏡頭光圈的開大和縮小(凹進光亮)。在攝像頭的配件中,有一個黑色的小插頭,插頭有四個針,聯接攝像頭上的黑色插座。如果用DC驅動的自動光圈鏡頭,鏡頭上已經做好了插頭,只要插在插座上,把選擇開關撥到DC即可;如果用視頻驅動的自動光圈鏡頭,需要用戶根據說明書上的標注,用烙鐵焊好。由于廠家定義不同,所以焊法也有區別,請安裝時留意。
       SOFT/SHARP(細節電平選擇開關):該開關用以調節輸出圖像是清晰(SHARP)還是平滑(SOFT),通常出廠設定在SHARP位置。
       FLICKERLESS(無閃動方式):在電源頻率為50Hz的地區,CCD積累時間為1/50秒,如果使用NISC制式攝像機,其垂直同步頻率為60Hz,這樣將造成視覺影像不同步,在監視器上出現閃動;反之,在電源為60Hz的地區用PAL制式攝像機也會有此現像。為克服此現像,在電子快門設置了無閃動方式檔,對NISC制式攝像機提供1/100秒,對PAL制式攝像機提供1/120秒的固定快門速度,可以防止監視器上圖像出現閃爍。
      手動電子快門:有些用戶使用CCD攝取運動速度比較快的物體,如果以1/50秒速度拍攝,會產生拖尾現象,嚴重影響圖像質量。有些攝像頭給出了手動電子快門,使CCD的電荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此時CCD的電荷偶合速度提高,這樣采集下來的圖像相對來說會減少拖尾現象,而且對于觀測高速運動或電火花一類物體,必須使用此設置。所以,某些專用攝像頭給出了手動電子快門,提供給特殊用途的用戶。手動電子快門的調整需要參看隨機說明書,在此就不在贅述了。
      補充說明:有很多用戶要求在晚間沒有光線的環境下監控,請注意:由于CCD攝像頭同樣是以光線反射來成像,如果沒有光,它的圖像只會是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到圖像呢?一種方法是加可見光照明,如路燈、探照燈;一種是加紅外燈(特別是要求不能安裝可見光源的場合),對于彩色CCD攝像頭,對紅外燈響應不夠,有一些日夜兩用彩色攝像頭在夜間會自動轉換成黑白模式。所以,你的監控系統要求夜間使用,一定要采用黑白CCD攝像頭。 紅外燈有室內、室外,短距離和長距離之分,一般常用室內10-20米范圍的紅外燈,由于墻壁的反射,圖像效果還不錯;用在室外長距離的紅外燈效果就不會很理想,而且價格昂貴,不到必要時一般不采用。

紅外一體化攝像機的性能分析與選擇
      紅外一體化攝像機的性能分析與選擇: 包括:紅外線和紅外燈的原理特性、紅外一體攝像機成像原理、紅外一體化攝像機的性能分析:1.紅外燈工作條件;2.紅外光的利用率和紅暴問題;3.紅外攝像機的起霧結霜問題;4.紅外攝像機的視窗玻璃清潔;5.紅外攝像機的恒溫;6.紅外攝像機的全封閉
      在安防電視監控系統中,隨著人們安全防范意識的提高、對重要場所24小時連續監控電視監控的需要和紅外成像技術的成熟,紅外一體化攝像機的使用率越來越高,已逐漸發展成為一種趨勢,不僅在銀行、金庫、博物館、檔案館、圖書文獻庫、監獄等重要部門應用,而且也在居民小區等一般電視監控工程中得到使用。
一、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(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可見的只是其中一部分,我們稱其為可見光,可見光的波長范圍為380nm~780nm,可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光,波長比紫光短的稱為紫外光,波長比紅外光長的稱為紅外光。紅外光線的波長在780nm~1000μm之間,位于無線電波與可見光之間。
       紅外燈按其紅外線輻射機理分為半導體固體發光(紅外發射二極管IR LED)紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。目前在CCTV紅外攝像機中前者使用較多。
      紅外發射二極管(IR LED)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830~950nm,半峰帶寬約40nm左右,它是窄帶分布,為普通CCD黑白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/m2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小。輻射強度為最大值的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度有所不同。
二、紅外一體攝像機成像原理
      在夜視監控系統中,常規的辦法是利用可見光照明,但這種方式存在不能隱蔽、容易暴露監控目標等缺點,因此使用較少;目前隱蔽、科學的夜視監控是采用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動式和主動式。被動紅外攝像技術是利用任何物質在絕對零度(-273℃)以上都有紅外線輻射,物體的溫度越高,輻射出的紅外線越多。利用此原理制成的攝像機最典型的就是紅外熱像儀,但是,這種特殊的紅外攝像機造價昂貴,因此僅限于軍事或特殊場合使用。而主動紅外攝像技術,是采用紅外燈輻射“照明”(主要是紅外光線),應用普通低照度黑白攝像機、彩色轉黑白攝像機或紅外低照度彩色攝像機,感受周圍景物和環境反射回來的紅外光實現夜視監控。主動紅外攝像技術成熟,穩定,成為夜視監控的主流。
      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普通CCD黑白攝像機可以感受紅外光的光譜特性(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。

      目前市場上也有許多產品是攝像機與紅外線投射器分開的,這需要用戶對紅外燈和攝像機的性能有足夠的了解,能夠根據紅外燈的角度、攝像機鏡頭參數等作合理的搭配。
三、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CCTV夜視監控中占據了大部分的市場。如何在紛雜的紅外一體化攝像機市場中辨別優劣呢?性能優良的紅外一體化攝像機必須能夠具備以下性能:
1.紅外燈工作條件
      一般來說,其紅外燈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,使光發射功率下降。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。
      當電壓越過正向閾值電壓(約0.8V左右)電流開始流動,而且是一很陡直的曲線,表明其工作電流要求十分敏感。因此要求工作電流準確、穩定,否則影響輻射功率的發揮及其可靠性。輻射功率隨環境溫度的升高(包括其本身的發熱所產生的環境溫度升高)會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈,熱耗是設計和選擇時應注意的問題。 
      因此,紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設計。中路通訊公司的變焦MCD、MDD、MED、MBB系列攝像機都安裝了大功率紅外燈(最多可達24顆),且采用了大功率恒流電源供電,內部循環散熱設計,因而能達到遠距離夜視(最遠可達220米)和紅外燈壽命長的效果。 
2.紅外光的利用率和紅暴問題
什么是紅暴呢?紅暴是由于所發射的紅外線中包含可見光的成分。
      紅外燈可以做到完全無紅暴(采用940~950nm波長紅外管)或僅有微弱紅暴。中路通訊公司采用美國奧克斯特(AUCSITER)紅外技術,通過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,使紅外燈的有效利用率達到了90%。在紅外燈的選擇上,挑選波長較大(910nm)的紅外燈,嚴格降低紅暴,達到了微紅暴效果。
3.紅外* 的起霧結霜問題
      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,尤其是室外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。中路通訊公司通過采用先進的電子除霜電路,有效的控制腔體內的飽和水蒸氣濃度,做到了自動除霧除霜。
4.紅外* 的視窗玻璃清潔
      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。解決的辦法通常是在防護罩上增加雨刷,通過控制雨刷清潔玻璃;另外一種辦法是使用* 雨刷視窗玻璃。與普通視窗玻璃相比,* 雨刷視窗玻璃具有排斥水、灰塵、雪花的功能。
5.紅外攝像機的恒溫

      由于配置了發熱量較大的紅外燈,紅外燈在啟動后,整個工作時間段內(以12小時計)在紅外攝像機前部會有熱量集中,即腔體內前端溫度偏高,如不能散熱均勻定會影響攝像機等其它部件的正常工作。中路通訊公司通過設計使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調,良好的解決了這一問題。
      自動冷暖空調采用珀爾帖效應原理,測溫控制電路可以自動調節,將防護罩內溫度恒定在攝像機正常工作溫度范圍內,出廠時罩內溫度設置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實驗表明該紅外一體化攝像機可在-40℃~+70℃(陽光直射)的室外自然環境下正常工作。
6.紅外攝像機的全封閉
      除恒溫外,使用自動冷暖空調的另一優點是可以將紅外攝像機做成全封閉,不留 任何散熱孔,阻止灰塵、濕氣、腐蝕性氣體的進入,使其能夠適應粉塵大的惡劣環境,如大型煤礦也可正常使用。
紅外燈介紹及簡單的選型
紅外燈
      1. 紅外燈的紅暴 :有紅暴指的是紅外燈有可見紅光,無紅暴反之。
      2. 防爆紅外燈:選用高強度材料制成能防護一般的外力破壞的紅外燈。
      3. 紅外燈波長對紅外燈的影響:波長愈長,紅暴愈小,甚至可達到全無紅暴,但是,紅外光的效率愈低,紅外燈發熱就愈高。
      4. 選用紅外燈:最重要的是成套性,與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等的成套性。
      5. 攝像機的選用:不能與普通彩色攝像機共用,它不能感受紅外燈,應選擇黑白攝像機或者特殊彩色攝像機(自動感應紅外,彩色黑白自動轉換)。攝像機有自動電子快門功能,AGC自動增益控制功能,鏡頭有自動光圈,以適應晝夜照度很大的變化,紅外燈對電壓有嚴格要求應該盡量選用交流24V或者直流的一對一穩壓電源,室外的光線比較繁雜,因而室外比室內要選用輻照距離大一些的效果會更好。
      6.  除配套性外,還要考慮到以下因素:
      a) 紅外燈時,在選擇紅外燈輻照距離時留有余地。 
      b) 護罩對紅外燈的效果也有影響,紅外光在傳輸過程中,通過不同介質,透射率和反射率也不同。不同的視窗玻璃,,特別是自動除霜鍍膜玻璃,對紅外光的衰減也不同。除此外還有可能反射紅外7.  紅外燈的其它小常識:隨著紅外夜視系統的迅速發展,紅外燈生產供應廠家也會增加,但紅燈產品并非象有的人想象的那樣容易,在技術、檢測儀器設備等方面條件也不同,希望用戶多多加比較,慎重選擇。 用戶使用紅外燈首先要仔細閱讀使用說明書,特別是為保證人身設備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求,應考慮到的影響因素是否考慮到,如未達到要求,可及時調整所用器材。用戶不應擅自提高供電電壓,因為紅外燈在設計時,既考慮到其輻照度的充分發揮,又考慮到其安全可靠性。提高供電電壓,可能使紅外燈燒毀,更不應擅自拆改紅外燈。如果這樣做,生產廠家可能不再負責維修。如果紅外燈出現問題,應與生產廠家或供貨商聯系。
關于使用紅外照明設備(紅外燈)注意事項
      紅外照明設備和紅外燈的基礎知識、如何選擇紅外照明的接受設備、調試安裝時的注意事項一、需要了解的基礎知識   
      1. 紅外線是人類肉眼無法看見的光線, 它的特性與可見光一樣。它可以利用攝像機完成成像,大部分黑白攝像機可以完成,并不是所有的黑白攝像機都可以。對彩色攝像機而言,一般不能配合使用。只有具有接收紅外功能的彩色攝像機才能對紅外線有成像作用。
      2. 在紅外波長曲線中, 730NM呈現一般可見紅光;840NM以上則大量減少可見光, 只有發光元件基部微露紅光,即常說的有紅爆;940NM則肉眼完全看不見,即無紅爆。
      3. 夜間利用CCTV系統, 使用紅外照明補光, 其可以實現的有效距離是由攝像機的紅外靈敏度、景物對紅外的反射系數、鏡頭功能優化值以及環境氣候條件等多項因素決定。紅外照明器由企業產品管理標準核驗。
二、如何選擇紅外照明的接收設備
      1. 攝像機:國際上對攝像機在紅外區的靈敏度還未有標準執行。因此在選擇此設備時應校驗其對紅外光線的吸收率, 吸收透過率越高則呈象效果越好。當然CCD靶面越大越好。
      2. 鏡頭:選擇鏡頭的捕光能力最大(即F值最小)的產品, 并在夜間無可見光環境下選擇自動光圈鏡頭最佳。但在有雜光的夜間環境中三可變的變倍鏡頭可強制打開些光圈會有較好效果。
三、調試安裝時注意事項
      1. 調試紅外線燈必須夜間進行。在夜間通過呈像設備(如監視器等)調整紅外光束照明位置。并可以有效調整鏡頭光圈的設置。
      2. 紅外線燈不可直接面對攝像機, 攝像機所見的紅外光線如同人類看到的日光一樣,會使影像出現反白現象。
      3. 紅外線燈不一定與攝像機安裝在同一位置, 若攝像機離被照物體遠可考慮將紅外線燈安裝在兩者之間。同位置安裝最佳方式是紅外線燈與攝像機上下重疊架設。
      4. 紅外線燈安裝高度不應超過4米, 太高會影響光線的反射率。角度應由上向下俯角20度為佳, 仰角過大反射率降低。
      5. 必須保障紅外線燈的工作指標(詳見產品說明書), 如紅外線燈的供電電源功率必須高于紅外燈本身的工作功率等。線,導致圖像一片白色或有光圈。

 


版權信息:長春市金龍光電科技有限責任公司 | 聯系電話:0431-81702023 | 網站備案號:吉ICP備07002350號-1 | EMAIL:[email protected]
35选7中奖号码