紅外半球攝像機

紅外半球攝像機的寫法

紅外半球攝像機介紹

紅外半球攝像機是帶有紅外燈的攝像機，應(yīng)用于光線昏暗或無光環(huán)境。一種如圖所示，其鏡頭焦距是固定的，價格較低；另外一種是紅外一體機，是在一體機的基礎(chǔ)上加裝的紅外燈。一般情況不推薦使用此類攝像機，因為紅外燈一般只質(zhì)保一年，此類紅外燈在使用幾個月之后效果會明顯下降。也有質(zhì)保3年的紅外燈，但是沒有具體驗證過。當然，忽略其紅外效果，作為一般監(jiān)控攝像機使用還是不錯的，因為其價格低廉。

技術(shù)指導

一、紅外半球攝像機系列機器晚上出現(xiàn)圖像照度差、發(fā)白或有亮白色光圈現(xiàn)象

該現(xiàn)象是機器裝配不當導致的，裝配時感光器件(光敏電阻)離紅外半球攝像機距離過遠會導致紅外燈啟動不完全造成機器夜間照度差；出現(xiàn)圖像發(fā)白或亮白色光圈現(xiàn)象主要因紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外光通過球罩折射到鏡頭所致，解決此現(xiàn)象就是避免讓紅外光折射到鏡頭表面，通常采用海綿圈進行鏡頭與紅外光的隔離，在裝配時一定要將球罩緊貼海綿圈

二、夜視型紅外半球攝像機白天圖像正常，夜間發(fā)白

此現(xiàn)象一般因機器使用環(huán)境有反射物或在范圍很小的空間使用，因紅外光反射導致，解決此現(xiàn)象首先應(yīng)確定使用環(huán)境是否有反射物，盡可能改善使用環(huán)境，其次檢查機器的有效紅外距離與實際使用距離是否相應(yīng)；若一臺長距離紅外機器在很小的空間使用會因紅外光過強導致機器圖像發(fā)白。

三、紅外半球攝像機無圖像

首先檢查外加電源極性是否正確，輸出電壓是否滿足要求(電源誤差：DC12V±10[%]，AC24V±5[%])，其次檢查視頻連線是否接觸良好；若是使用手動光圈鏡頭需檢查光圈是否打開，自動光圈鏡頭則需要調(diào)節(jié)LEVEL電位器使光圈在合適位置

四、紅外半球攝像機彩色失真、偏色

可能是白平衡開關(guān)(AWB)設(shè)置不當，也可能是環(huán)境光照條件變化太大，此時應(yīng)檢查開關(guān)設(shè)置是否在OFF位置，應(yīng)想辦法改善環(huán)境的光照條件。

五、紅外半球攝像機圖像出現(xiàn)扭曲或幾何失真

這種現(xiàn)象可能是紅外半球攝像機、監(jiān)視器的幾何校正電路有問題或光學鏡頭的問題,也有可能是視頻連接線纜或設(shè)備的特征阻抗與紅外半球攝像機的輸出阻抗不匹配.

當出現(xiàn)以上現(xiàn)象時,請先檢查所用光學鏡頭是否異常及監(jiān)視器的輸入阻抗開關(guān)是否設(shè)置在75Ω端,其次再檢查所用視頻連接線纜阻抗是否是75Ω。

六、畫面出現(xiàn)幾道黑色豎條或橫條混動

這種情況一般是機器供電電源輸出電壓的紋波太大,應(yīng)加強濾波并采用性能好的直流穩(wěn)壓電源.

七、紅外半球攝像機使用自動光圈鏡頭圖像過暗

首先檢查EE/AI功能開關(guān)是否設(shè)置在AI端，其次檢查LEVEL電位器調(diào)節(jié)是否合適。

八、紅外半球攝像機圖像質(zhì)量不好

a.檢查鏡頭是否有指紋或太臟。

b.檢查光圈有否調(diào)好。

c.檢查視頻電纜接觸不良。

d.檢查電子快門或白平衡設(shè)置有無問題。

e.檢查傳輸距離是否太遠。

f.檢查電壓是否正常。

g.檢查附近是否存在干擾源。

h.檢查在電梯里安裝時要與電梯保證絕緣免受干擾。

i.檢查CS接口有否接對。

常見問題

紅外半球攝像機鏡頭的通光量的問題：相對孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機、紅外燈，上述兩種鏡頭，紅外作用距離可相差一倍。

大孔徑鏡頭在紅外監(jiān)控方面，比常規(guī)普通鏡頭好四到十倍，按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品。但由于成本高昂，技術(shù)難度大，絕大多數(shù)紅外產(chǎn)品制造商不具備供貨能力。

紅外半球攝像機內(nèi)的紅外燈選用

光是一種電磁波，它的波長區(qū)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。

紅外半球攝像機紅外燈的選用，關(guān)系到紅外半球攝像機壽命、有效照射距離、范圍。

壽命問題

鹵素燈：是一個十分古老的技術(shù)，能耗高，發(fā)熱量驚人，使用壽命很短，因其使用效率低下，并不真的能夠做到遠距離，估計很快會退出市場。

LED紅外燈：因為其成本造價低，成為目前使用最多的紅外產(chǎn)品，其缺點為照射距離近（單個LED的光學輸出為5mw-15mw）、角度?。?至12度）光線分布不均體積大等。

多芯片LED：多芯片LED（還有LED陣列）最初設(shè)想：紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠，更多的芯片集合在一起，當然能量就大，想當然地認為照射距離更遠，這可真是典型的外行技術(shù)理論？當然，更遠的距離需要更大的能量，但并不是紅外燈發(fā)出了多少紅外光，而是被攝像機選用了多少紅外光。因其結(jié)構(gòu)先天固有缺點，多芯片LED沒有發(fā)光焦點，發(fā)光光學系統(tǒng)不合理，有用光效率也比較低。最關(guān)鍵LED燈發(fā)熱最怕高溫，多芯片發(fā)熱量又大，壽命非常差。

單芯片LED：生產(chǎn)工藝簡單，品質(zhì)容易保證，發(fā)熱量低，發(fā)光光學系統(tǒng)合理，是做紅外燈理想的器件，理論上使用壽命可達10萬小時以上。

距離

首先，紅外燈的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基本如下：（最理想值）

500W=150至200米

300W=80至120米

50W=15至30米

30W=5至15米

（該數(shù)值為基本數(shù)值，并非）。

角度

紅外半球攝像機紅外燈是不是角度越大越好？不論是制造商還是工程商想當然地認可這種說法，他們認為紅外燈發(fā)射角度越大，選用鏡頭余地也越大，選擇廣角鏡頭不會出現(xiàn)“手電筒”現(xiàn)象。所以說，大家都拼命地說自己的紅外燈角度如何之大。

紅外半球攝像機使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭，存在光的浪費現(xiàn)象。比如，一盞紅外燈，發(fā)光角度是80度，（相當于f3.5mm鏡頭的角度），如果配合f3.5mm的鏡頭，那么，會有百分之九十九的光是在鏡頭視場以外，也就是說，只有百分之一的光是有用的，其它都浪費了。一般情況下，紅外半球攝像機紅外燈的角度與鏡頭的角度一致，效果是的。

性能要求

紅外半球攝像機在監(jiān)控攝像機中具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)勢，因而在CCTV夜視監(jiān)控中占據(jù)了大部分的市場。如何在紛雜的紅外半球攝像機市場中辨別優(yōu)劣呢？性能優(yōu)良的紅外半球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，紅外半球攝像機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額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發(fā)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(wěn)定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)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(shè)計和選擇時應(yīng)注意的問題。

因此，紅外半球攝像機紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設(shè)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(nèi)部循環(huán)散熱設(shè)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.紅外半球攝像機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(fā)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。中路通訊公司采用奧克斯特（AUCSITER）紅外技術(shù)，通過在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調(diào)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.紅外半球攝像機的起霧結(jié)霜問題

霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結(jié)而成，因冷環(huán)境的強、弱分別凝結(jié)成霜和霧。紅外半球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(huán)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(jiān)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(nèi)的飽和水蒸氣濃度，做到了自動除霧除霜。

4.紅外半球攝像機的視窗玻璃清潔

攝像機在雨雪天或粉塵大的環(huán)境下工作，防護罩的視窗玻璃容易出現(xiàn)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隱形雨刷視窗玻璃。與普通視窗玻璃相比，隱形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(fā)熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動后，整個工作時間段內(nèi)（以12小時計）在紅外半球攝像機前部會有熱量集中，即腔體內(nèi)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(shè)計使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調(diào)，良好的解決了這一問題。自動冷暖空調(diào)采用珀爾帖效應(yīng)原理，測溫控制電路可以自動調(diào)節(jié)，將防護罩內(nèi)溫度恒定在攝像機正常工作溫度范圍內(nèi)，出廠時罩內(nèi)溫度設(shè)置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實驗表明該紅外攝像機可在-40℃～+70℃（陽光直射）的室外自然環(huán)境下正常工作。

6.紅外半球攝像機的全封閉

除恒溫外，使用自動冷暖空調(diào)的另一優(yōu)點是可以將紅外半球攝像機做成全封閉，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(yīng)粉塵大的惡劣環(huán)境，如大型煤礦也可正常使用。

定焦、變焦鏡頭的選用

紅外半球攝像機定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場景范圍的大小，紅外半球攝像機以及所要求被監(jiān)視場景畫面的清晰程度。

鏡頭規(guī)格(鏡頭規(guī)格一般分為1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情況下，鏡頭焦距與鏡頭視場角的關(guān)系為：鏡頭焦距越長，其鏡頭的視場角就越小(見圖1所示)；在鏡頭焦距一定的情況下，鏡頭規(guī)格與鏡頭視場角的關(guān)系為：鏡頭規(guī)格越大，其鏡頭的視場角也越大。所以由以上關(guān)系可知：在鏡頭物距一定的情況下，隨著鏡頭焦距的變大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就越小，但畫面細節(jié)越來越清晰；而隨著鏡頭規(guī)格的增大，在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景的畫面范圍就增大，但其畫面細節(jié)越來越模糊。在鏡頭規(guī)格及鏡頭焦距一定的前提下，CS型接口鏡頭的視場角將大于C型接口鏡頭的視場角。鏡頭視場角可分為圖像水平視場角以及圖像垂直視場角，且圖像水平視場角大于圖像垂直視場角，通常我們所講的視場角一般是指鏡頭的圖像水平視場角。

紅外半球攝像機在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中如電梯轎箱內(nèi)，狹小房間均應(yīng)采用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭，如選用鏡頭規(guī)格為1/2″，CS型接口，鏡頭焦距為3.6mm或2.6mm鏡頭，這些鏡頭視場角均不小于99°或127°，這對于攝像機在狹小空間里一般標高為2.5m左右時，其鏡頭的視場角范圍足以覆蓋整個近距離狹小被監(jiān)視空間。也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用手動變焦鏡頭如日產(chǎn)ComputarT2Z2814CS-2鏡頭，這種鏡頭為1/3″CS型接口手動光圈鏡頭，其焦距2倍可調(diào)(手動調(diào)焦)。調(diào)焦范圍為2.8~6.0mm，視場角變化范圍為96°~47.2°，這種鏡頭非常適合在狹小的被監(jiān)視環(huán)境中使用，在使用時可方便地根據(jù)實際需要，靈活實現(xiàn)對被監(jiān)視場景的"點"或"面"的監(jiān)視效果。

對于一般變焦(倍)鏡頭而言，由于其最小焦距通常為6.0mm左右，故其變焦(倍)鏡頭的視場角為45°左右，如將此種鏡頭用于這種狹小的被監(jiān)視環(huán)境中，其監(jiān)視死角必然增大，雖然可通過對前端云臺進行操作控制，以減少這種監(jiān)視死角，但這樣必將會增加系統(tǒng)的工程造價(系統(tǒng)需增加前端解碼器、云臺、防護罩等)，以及系統(tǒng)操控的復雜性，所以在這種環(huán)境中，不宜采用變焦(倍)鏡頭。在開闊的被監(jiān)視環(huán)境中，首先應(yīng)根據(jù)被監(jiān)視環(huán)境的開闊程度，用戶要求在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上所看到的被監(jiān)視場景畫面的清晰程度，以及被監(jiān)視場景的中心點到攝像機鏡頭之間的直線距離為參考依據(jù)，在直線距離一定且滿足覆蓋整個被監(jiān)視場景畫面的前提下，應(yīng)盡量考慮選用長焦距鏡頭，這樣可以在系統(tǒng)末端監(jiān)視器上獲得一幅具有較清晰細節(jié)的被監(jiān)視場景畫面。在這種環(huán)境中也可考慮選用變焦(倍)鏡頭(電動三可變鏡頭)，這可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求以及系統(tǒng)的性能價格比決定，在選用時也應(yīng)考慮兩點：(1)在調(diào)節(jié)至最短焦距時(看全景)應(yīng)能滿足覆蓋主要被監(jiān)視場景畫面的要求；(2)在調(diào)節(jié)至最長焦距時(看細節(jié))應(yīng)能滿足觀察被監(jiān)視場景畫面細節(jié)的要求。

通常情況下，紅外半球攝像機在室內(nèi)的倉庫、車間、廠房等環(huán)境中一般選用6倍或者10倍鏡頭即可滿足要求，而紅外半球攝像機在室外的庫區(qū)、碼頭、廣場、車站等環(huán)境中，可根據(jù)實際要求選用10倍、16倍或20倍鏡頭即可(一般情況下，鏡頭倍數(shù)越大，價格越高，可在綜合考慮系統(tǒng)造價允許的前提下，適當選用高倍數(shù)變焦鏡頭)。