外夜視系統(tǒng)是考慮到夜間正常監(jiān)視需要而產(chǎn)生的一種輔助系統(tǒng)設(shè)備,是目前CCTV閉路電視監(jiān)控市場運用比較多的一種夜視技術(shù)解決方案。\r\n在過去CCTV的工程施工過程中,攝像機系統(tǒng)能很好的解決在白天正常監(jiān)視的需要,但當攝像機系統(tǒng)附近環(huán)境光線照度低于一定值時,在伸手不見五指的地方,攝像機要想達到正常監(jiān)視效果也就變得很難了,尤其是彩色攝像機系統(tǒng),盡管可以通過提高環(huán)境照明等方法來提高圖像質(zhì)量,但電力的消耗也是一筆可觀的費用。\r\n近年來,日夜兩用攝像機(也俗稱晝夜轉(zhuǎn)換攝像機)的出現(xiàn),有力地促進了這種紅外夜視系統(tǒng)新的技術(shù)發(fā)展。
紅外夜視系統(tǒng)的分類
如果僅從字眼上來理解紅外夜視系統(tǒng),是無法正確全面理解這類系統(tǒng)產(chǎn)品的,紅外夜視系統(tǒng)本身是一個定義很廣闊的說法。下面我們就著重來講一講紅外夜視系統(tǒng)的分類。\r\n目前CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的紅外夜視系統(tǒng)主要由主動式系統(tǒng)構(gòu)成,由發(fā)光源工作原理又可分為兩種,第一種為鹵素燈以及第二種LED燈。在本次測試過程中,我們還接收到了另外一家廠商提供的另外一種新技術(shù)的產(chǎn)品,往常很少聽說過的,廠商稱為晶體二極管陣列紅外燈(LED Array)。
除了上面講到的紅外夜視系統(tǒng),在90年代初曾經(jīng)還有一種用于軍事用途的夜視專用攝像機,這就是美國VICON(威康)公司生產(chǎn)的VC2500系列增強型攝像機,因為它屬于軍事用途方面,故不對境外銷售(現(xiàn)在已停產(chǎn)),現(xiàn)在我們先來聊聊這種攝像機。
可以說VC2500系列增強型攝像機是目前所有紅外夜視系統(tǒng)產(chǎn)品中性能超群的產(chǎn)品,直到今天筆者還珍藏著一臺同種型號的VC2500系列增強型攝像機,曾經(jīng)在空閑時間將“它”拿出來安裝調(diào)試,架到大海邊望非常遠的大山,借助于月光能觀看到某些景物特征。十幾年已過去,這臺老古董級的第二代半增強型夜視攝像機,依然能夠顯示出令人振奮的圖像畫面。
VIOCN公司的這種VC2500系列增強型攝像機與我們上面講到的以鹵素燈以及LED燈為投射器十分不同的地方是,它不使用任何紅外投射器,通過一個堅固耐用的像增強器,將夜間極低照度下的圖像在監(jiān)視器中顯示出來。組裝這種攝像機時,只需將這種像增強器與攝像機的成像器件耦合,從而成為一種光學(xué)耦合器件,其成像輸入面處使用錐形光纖面板耦合技術(shù)。這種像增強器的優(yōu)點是,除了具有高亮度點飽和性能和防強光源的成像器件耦合,從而成為一種光學(xué)耦合器件,其成像輸入面處使用錐形光纖面板耦合技術(shù)。這種像增強器的優(yōu)點是,除了具有高亮度點飽和性能和防強光源保護功能外,還具有夜間光譜響應(yīng)性能,在低照度和紅外光線下均能正常工作,并能在超出紅外光線距離以外正常監(jiān)視被測物體。同時,當靶面照度(景物照度)5×10-5Lux時亦能產(chǎn)生出靈敏度為50IRE的極佳圖像。從上面的介紹中大家可看出這款攝像機已達到星光級的圖像效果,但同時也不得不說明的是,這種攝像機(像增強器)平均工作壽命只有7500小時,當使用時間超過這個時間時,則需要重新更換像增強器。并且,這種像增強器對鏡頭以及CCD成像器件要求比較嚴格,需要使用1英寸的鏡頭以及1/2英寸的CCD器件。
紅外夜視系統(tǒng)的組成
一般來講現(xiàn)行紅外夜視系統(tǒng)主要由鹵素燈以及主動式系統(tǒng)構(gòu)成的LED燈等組成,另外還有一種就是我們上面提到的微光放大的這種用于軍事用途夜視系統(tǒng)。\r\n鹵素燈紅外夜視系統(tǒng)\r\n這種工作原理的夜視系統(tǒng)在CCTV監(jiān)控業(yè)界使用的時間最長、技術(shù)也最為成熟,直到現(xiàn)在以這種工作方式的產(chǎn)品還在許多工程中得到運用。特別在一些室外環(huán)境中需要照射遠距離的運用環(huán)境中,這種紅外夜視系統(tǒng)能夠充分達到實際使用要求。在這里我想提一下歐洲知名715nm的紅外燈能使大多數(shù)黑白攝像機或晝夜轉(zhuǎn)換攝像機對該波長范圍的紅外光都比較敏感,從而達到對攝像機選擇要求不高的效果,并且較于830 nm的紅外燈具有更遠的投射距離,但同時此波長的紅外燈也特別容易在燈窗口處產(chǎn)生紅暴點,從而使任何人都能夠遠距離看到紅外燈的工作狀態(tài)。
830nm的紅外燈對攝像機的選擇要求就特別高,首先一定要求攝像機的技術(shù)參數(shù)必需要適合830nm紅外燈的要求。所以簡單來講,配合這種燈的使用就必需選用對紅外光敏感、照度非常低的攝像機。當然選用830nm的紅外燈還有一項優(yōu)勢就是,它不會產(chǎn)生紅暴點以保證了整個監(jiān)視過程中的隱蔽性。\r\n說到紅外鹵素燈的照射距離,目前效果比較好的鹵素燈生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品可以達到300米左右。當然,這其中與燈泡的型號也是有非常大的關(guān)系,例如我們上面提到的歐洲生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的紅外燈的燈泡就有點射燈泡以及泛射燈泡這兩種之分。對這兩種燈泡的區(qū)分,也可通過窄光束燈泡以及寬光束燈泡來加以區(qū)分理解。
鹵素紅外燈相對于其它類型紅外燈來講,其工作壽命(燈泡壽命)較短,并且攝像機在白天工作時是無需輔助光源的,所以鹵素紅外燈只適于應(yīng)用于夜間工作狀態(tài),每到夜間就要人工開啟鹵素紅外燈電源,這對于系統(tǒng)操作人員來講這是件令人煩惱的事。同樣,系統(tǒng)的實時監(jiān)控性也要求鹵素紅外燈能在夜間實時的配合攝像機進行全面監(jiān)控。根據(jù)以上需求的存在,眾生產(chǎn)廠家在鹵素紅裝置上設(shè)計安裝光控開關(guān)。通過這個光控開關(guān)能使鹵素紅外燈在環(huán)境照度低于一定Lux值時自動接通鹵素紅外燈工作電源,當整體環(huán)境照度高于一定Lux值時自動斷開鹵素紅外燈工作電源,從而使鹵素紅外燈能在白天或夜間自動切換,避免了人為因素干涉整個操作過程。
近幾年來,部分生產(chǎn)廠家也嘗試著將光控開關(guān)設(shè)計成一智能型開關(guān)。其具體做法是,在光控開關(guān)裝置的程序設(shè)置中設(shè)有一段等待時間值,以保證燈泡預(yù)熱時間,保證讓燈泡慢慢變熱,防止突然變熱對燈泡產(chǎn)生的損害,這對于燈泡壽命提升是非常有用的。其實,細心的讀者會發(fā)現(xiàn),街頭的大型公用照明燈通常也是采用這種開啟模式的。按照我個人的體會,我認為這種工作模式還有一個優(yōu)點,如果象汽車大燈瞬間照射到這個光控開關(guān)時,因為預(yù)熱時間的保證它將不會自動切斷鹵素燈工作電源,防止鹵素燈工作受到瞬間的干擾影響。
LED紅外夜視系統(tǒng)
相對于鹵素紅外燈來講,LED紅外燈照射距離就比較近,通常分別在10米、20米以及50米左右。為保證照射距離,常規(guī)做法是不斷在投射窗口增加LED的數(shù)量。象10米的這種照射距離,通常采用的LED數(shù)量就為12個,而象50米的照射距離就有45個LED。
LED紅外燈是眾紅外燈中,價格最廉價的一種。目前許多生產(chǎn)廠家也喜歡將這種燈整合到攝像機部件上去,現(xiàn)在通常我們就能經(jīng)常見到這種與攝像機整合為一體的產(chǎn)品。當然,這種LED紅外燈也有一定的問題,就我個人看來,這種紅外燈光照射在被監(jiān)視物體上會有成像不均勻等現(xiàn)象,從而使整幅畫面圖像紅外光線照射過強的區(qū)域無法正常觀看,而紅外光線照射過弱的區(qū)域則出現(xiàn)圖像不夠清晰的現(xiàn)像。近段時間來已有廠商注意到這些問題的存在,并已著手解決這些問題,象我們前面講到的LED陣列式紅外燈就有很好的使用效果,由于其獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)從而使其發(fā)射出來的紅外線具有均勻的照射效果,使整幅畫面照射處于比較飽和的狀態(tài),圖像質(zhì)量也使人感到滿意,從而能滿足實際監(jiān)視的需要。
選用采購注意事項
在設(shè)計選用采購紅外夜視系統(tǒng)時應(yīng)該注意以下幾點:
攝像機的選擇
在計劃設(shè)計安裝紅外夜視系統(tǒng)時,必須選擇色彩較好的攝像機系統(tǒng)。需明確的是并非所有攝像機都能適用于紅外夜視系統(tǒng)。彩色攝像機即不能與紅外夜視系統(tǒng)共同搭配使用,這是因為彩色攝像機不能敏感到紅外夜視系統(tǒng)發(fā)出的紅外射線,彩色系統(tǒng)的攝像機由于其自身裝配的CCD紅外濾光片容易將紅外射線濾除掉。所以當您在進行系統(tǒng)設(shè)計時,請您選擇黑白攝像機或晝夜轉(zhuǎn)換的攝像機,來配合紅外夜視系統(tǒng)的使用。為了使紅外夜視系統(tǒng)能充分發(fā)揮自身的功能優(yōu)勢,請盡量選用低照度的攝像機,這樣的話將更大程度上改善紅外夜視的圖像質(zhì)量,從而最終達到優(yōu)質(zhì)的監(jiān)視圖像畫面。
照射距離的選擇
就工程實施目標來講,其實選擇紅外燈的種類就是在選擇其照射距離。象平時在室外環(huán)境中,如需要對遠在100米外的物體進行觀察的話,顯然使用LED的紅外燈就比較不合適。必須使用到能照射遠距離的鹵素紅外燈。同樣,對于這種室內(nèi)20或30米的觀察環(huán)境,如果使用鹵素紅外燈的話,那將造成設(shè)備功能資源的極大浪關(guān)系,這時就有必要使用LED的紅外燈。
安裝時注意事項
電源的供應(yīng)\
紅外夜視系統(tǒng)是一種耗電量較大的產(chǎn)品,特別是對于鹵素紅外燈來講,其大功率的要求與攝像機系統(tǒng)耗電需求形成鮮明對比。所以在設(shè)計安裝紅外夜視系統(tǒng),特別是鹵素紅外燈系統(tǒng)時就有必要認真考慮好整個系統(tǒng)的供電狀況,特別是電源電纜的負載能力。
云臺負載能力
由于紅外夜視系統(tǒng)設(shè)備本身具有重量,當使用鹵素紅外燈在室外運用時,往往云臺設(shè)備需要帶動紅外燈一起轉(zhuǎn)動,這時就有必要讓大家考慮到云臺的負載能力了,所以必需要考慮到紅外燈本身的重量。
與球型攝像機的搭配使用\
球型攝像機是最近幾年來廣泛被使用的產(chǎn)品,同樣也是深受大家普遍喜愛的產(chǎn)品。當如有需要搭配使用紅外燈時,由于球型攝像機獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計,紅外燈就很難與其搭配使用。這是大家需要考慮注意到的。當然在多臺紅外燈固定安裝于某處時,球型攝像機也是能觀看到其圖像的,但可能會使整個系統(tǒng)造價過高。
結(jié)語\
紅外夜視系統(tǒng)是配合攝像機系統(tǒng)夜間正常監(jiān)視而量身定制的設(shè)備,它能夠使攝像機系統(tǒng)在環(huán)境光線低于一定狀態(tài)時,仍可以給系統(tǒng)操作人員一幅幅清晰的圖像畫面,從而達到夜間理想的監(jiān)視效果。所以充分設(shè)計使用好紅外夜視系統(tǒng)將給系統(tǒng)更好的附加上使用價值,最大程度降低整體環(huán)境因素給系統(tǒng)帶來的不利影響,從而使CCTV行業(yè)更好的服務(wù)于人類。