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红外摄像机简述及常见故障处理技巧
来源:本站整理  作者:佚名  2014-04-15 10:25:27

    人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。比紫光波长更短的光叫紫外线;比红光波长更长的光叫红外线,人的肉眼是看不到红外线的。因为数码摄像机用CCD感应所有光线这就造成所拍摄影像和【我们】肉眼只看到可见光所产生的影像很不同。为了解决这个问题,数码摄像机在镜头和CCD之间加装了一个红外滤光镜,其作用就是让一定波段内的红外光通过,吸收或反射可见光和紫外线。目前大多数的红外摄像机采用LED红外发光二级管作为红外摄像机的主要材料。
    红光的波长范围为0.62μm0.76μm;紫光的波长范围为0.38μm~0.46μm。红外夜视,就是在夜视状态下,数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,关掉红外滤光镜,这时【我们】所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。
    在电视监控系统【工程】中,过去很少【应用】红外灯,但由于现今社会犯罪比率不断增加,红外线在夜间监视所扮演的角色更加突出,对重要的场所越来越要求做到24小时连续监控。实现夜视的方法,可以采用常规的可见光照明,但此法不仅不能隐蔽,反而更加暴露监控目标。隐蔽的夜视监控,都是采用红外摄像技术。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。被动红外摄像技术是利用任何物体在绝对零度(-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,其他非发热物体发出的红外光很微弱,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】造价高且不能反映周围环境状况,因此在夜视系统中不被采用。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,产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光,辐射“照明”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。

    一、红外摄像机的分类
    1.已淘汰的卤素灯红外摄像机
    卤素灯的发光功率非常强大,当然耗电量以及发热也会相对【比较】大,成本【比较】高,它的致命缺点是体积大、散热不充分,寿命非常短,一般都在一千小时以内,而且红暴现象特别严重,故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换,所以发热问题尤其严重,维护成本较高、寿命短。
    2. LED红外摄像机
    如图1所示,LED红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化稼GaAs)制成PN结,外加正向偏置电压向PN结注入电流激发红外光,光谱功率分布为中心波长830nm~950nm,半峰带宽约40nm左右,它是窄带分布,为CCD摄像机可感受的范围。LED红外摄像机一般适用于10m~100m中短距离,市场占有率最高,但是存在光照不均匀问题,主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。
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    3.LED阵列式红外摄像机
    如图2所示,阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列(LEDArray ),与传统的LED相比具有以下优点:
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    (1)亮度高,单LEDArray的输出约为1W-30W,亮度约是常规单LED的输出5rnW~15mW的数十倍,所以射距远;
    (2)电光转换效率高,普通红外LED的电光转换效率仅为10%左右,而LEDArray电光转换效率提升为25%左右;
    (3)体积小,LEDArray技术将发光单元高度集成,在相同亮度指标下比普通LED红外灯产品体积小很多;
    (4)寿命长,LEDArray的寿命为50000h,比普通LED寿命高得多。阵列式红外灯产品有一个明显的不足,即“偏心现象”。由于其发光角度可达到120°~180°,因此必须通过透镜来缩小送光角度,以配合摄像机镜头,这样不可避免的很多光就偏离了透镜的中央,造成送光效率不佳。LED阵列式红外摄像机适用范围基本与LED红外摄像机一样,【比较】适合大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控【应用】。
    4.点阵式红外摄像机
    如图3所示,它采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品—阵列式红外灯(LED-Array)的基础上发展而来,因此也叫第二代LED-Array。第二代LED-Array跟第一代相比最大的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长,额定寿命为50000h。点阵式红外灯也叫大功率阵列式红外,跟小功率阵列式红外灯最大的不同是亮度更高、成本更低,并通过独立透镜,按照使用需求任意调节光的分布角度,这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象。
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    5.激光红外摄像机
    如图4所示,激光红外摄像机照射距离可达300米~-500米,由于能量集中,角度小近距离不宜采用,目前成本仍较高。【比较】适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控,随着成本的进一步降低,目前已经【应用】到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而,红外摄像机需要根据具体使用环境,特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。
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关键词:红外摄像机

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