紅外半球攝像機(jī)

紅外半球攝像機(jī)的寫法

紅外半球攝像機(jī)介紹

紅外半球攝像機(jī)是帶有紅外燈的攝像機(jī)，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(jià)格較低；另外一種是紅外一體機(jī)，是在一體機(jī)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(jī)，因?yàn)榧t外燈一般只質(zhì)保一年，此類紅外燈在使用幾個(gè)月之后效果會(huì)明顯下降。也有質(zhì)保3年的紅外燈，但是沒有具體驗(yàn)證過。當(dāng)然，忽略其紅外效果，作為一般監(jiān)控?cái)z像機(jī)使用還是不錯(cuò)的，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉。

技術(shù)指導(dǎo)

一、紅外半球攝像機(jī)系列機(jī)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(jī)器裝配不當(dāng)導(dǎo)致的，裝配時(shí)感光器件(光敏電阻)離紅外半球攝像機(jī)距離過遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致紅外燈啟動(dòng)不完全造成機(jī)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(jìn)行鏡頭與紅外光的隔離，在裝配時(shí)一定要將球罩緊貼海綿圈

二、夜視型紅外半球攝像機(jī)白天圖像正常，夜間發(fā)白

此現(xiàn)象一般因機(jī)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(dǎo)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(jī)器的有效紅外距離與實(shí)際使用距離是否相應(yīng)；若一臺(tái)長(zhǎng)距離紅外機(jī)器在很小的空間使用會(huì)因紅外光過強(qiáng)導(dǎo)致機(jī)器圖像發(fā)白。

三、紅外半球攝像機(jī)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(dòng)光圈鏡頭需檢查光圈是否打開，自動(dòng)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(jī)彩色失真、偏色

可能是白平衡開關(guān)(AWB)設(shè)置不當(dāng)，也可能是環(huán)境光照條件變化太大，此時(shí)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(jī)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(jī)、監(jiān)視器的幾何校正電路有問題或光學(xué)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(jī)的輸出阻抗不匹配.

當(dāng)出現(xiàn)以上現(xiàn)象時(shí),請(qǐng)先檢查所用光學(xué)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(dòng)

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

七、紅外半球攝像機(jī)使用自動(dòng)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L(zhǎng)EVEL電位器調(diào)節(jié)是否合適。

八、紅外半球攝像機(jī)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(yuǎn)。

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(shí)要與電梯保證絕緣免受干擾。

i.檢查CS接口有否接對(duì)。

常見問題

紅外半球攝像機(jī)鏡頭的通光量的問題：相對(duì)孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對(duì)孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對(duì)孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機(jī)、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(jī)內(nèi)的紅外燈選用

光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(gè)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(zhǎng)范圍為380nm～780nm，可見光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱為紅外光。

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

壽命問題

鹵素?zé)簦菏且粋€(gè)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(yuǎn)距離，估計(jì)很快會(huì)退出市場(chǎng)。

LED紅外燈：因?yàn)槠涑杀驹靸r(jià)低，成為目前使用最多的紅外產(chǎn)品，其缺點(diǎn)為照射距離近（單個(gè)LED的光學(xué)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?yàn)槟芰坎粔颍嗟男酒显谝黄?，?dāng)然能量就大，想當(dāng)然地認(rèn)為照射距離更遠(yuǎn)，這可真是典型的外行技術(shù)理論？當(dāng)然，更遠(yuǎn)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(jī)選用了多少紅外光。因其結(jié)構(gòu)先天固有缺點(diǎn)，多芯片LED沒有發(fā)光焦點(diǎn)，發(fā)光光學(xué)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(jiǎn)單，品質(zhì)容易保證，發(fā)熱量低，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)合理，是做紅外燈理想的器件，理論上使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)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(yuǎn)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(jī)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(dāng)然地認(rèn)可這種說法，他們認(rèn)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(huì)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(jī)使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭，存在光的浪費(fèi)現(xiàn)象。比如，一盞紅外燈，發(fā)光角度是80度，（相當(dāng)于f3.5mm鏡頭的角度），如果配合f3.5mm的鏡頭，那么，會(huì)有百分之九十九的光是在鏡頭視場(chǎng)以外，也就是說，只有百分之一的光是有用的，其它都浪費(fèi)了。一般情況下，紅外半球攝像機(jī)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(jī)在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中具有夜視距離遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等突出優(yōu)勢(shì)，因而在CCTV夜視監(jiān)控中占據(jù)了大部分的市場(chǎng)。如何在紛雜的紅外半球攝像機(jī)市場(chǎng)中辨別優(yōu)劣呢？性能優(yōu)良的紅外半球攝像機(jī)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(jī)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(shí)，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(dāng)電壓越過正向閾值電壓（約0.8V左右）電流開始流動(dòng)，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(zhǔn)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(huì)使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問題。

因此，紅外半球攝像機(jī)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(jì)。中路通訊公司的變焦MCD、MDD、MED、MBB系列攝像機(jī)都安裝了大功率紅外燈（最多可達(dá)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(jì)，因而能達(dá)到遠(yuǎn)距離夜視（最遠(yuǎn)可達(dá)220米）和紅外燈壽命長(zhǎng)的效果。

2.紅外半球攝像機(jī)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(zhǎng)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(dá)到了90[%]。在紅外燈的選擇上，挑選波長(zhǎng)較大（910nm）的紅外燈，嚴(yán)格降低紅暴，達(dá)到了微紅暴效果。

3.紅外半球攝像機(jī)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(qiáng)、弱分別凝結(jié)成霜和霧。紅外半球攝像機(jī)在工作過程中，尤其是室外攝像機(jī)常常會(huì)因四季變化、晝夜溫差、以及雨雪環(huán)境等原因在防護(hù)罩視窗玻璃上形成霧或霜，導(dǎo)致攝像機(jī)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(jìn)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(dòng)除霧除霜。

4.紅外半球攝像機(jī)的視窗玻璃清潔

攝像機(jī)在雨雪天或粉塵大的環(huán)境下工作，防護(hù)罩的視窗玻璃容易出現(xiàn)污垢，造成攝像機(jī)視線遮擋。解決的辦法通常是在防護(hù)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(jī)的恒溫

由于配置了發(fā)熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動(dòng)后，整個(gè)工作時(shí)間段內(nèi)（以12小時(shí)計(jì)）在紅外半球攝像機(jī)前部會(huì)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(huì)影響攝像機(jī)等其它部件的正常工作。中路通訊公司通過設(shè)計(jì)使用具有強(qiáng)制散熱散冷作用的自動(dòng)冷暖空調(diào)，良好的解決了這一問題。自動(dòng)冷暖空調(diào)采用珀?duì)柼?yīng)原理，測(cè)溫控制電路可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，將防護(hù)罩內(nèi)溫度恒定在攝像機(jī)正常工作溫度范圍內(nèi)，出廠時(shí)罩內(nèi)溫度設(shè)置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實(shí)驗(yàn)表明該紅外攝像機(jī)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(jī)的全封閉

除恒溫外，使用自動(dòng)冷暖空調(diào)的另一優(yōu)點(diǎn)是可以將紅外半球攝像機(jī)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(jìn)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(jī)定焦、變焦鏡頭的選用取決于被監(jiān)視場(chǎng)景范圍的大小，紅外半球攝像機(jī)以及所要求被監(jiān)視場(chǎng)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(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭焦距越長(zhǎng)，其鏡頭的視場(chǎng)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(chǎng)角的關(guān)系為：鏡頭規(guī)格越大，其鏡頭的視場(chǎng)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(chǎng)景的畫面范圍就越小，但畫面細(xì)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(chǎng)景的畫面范圍就增大，但其畫面細(xì)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(chǎng)角將大于C型接口鏡頭的視場(chǎng)角。鏡頭視場(chǎng)角可分為圖像水平視場(chǎng)角以及圖像垂直視場(chǎng)角，且圖像水平視場(chǎng)角大于圖像垂直視場(chǎng)角，通常我們所講的視場(chǎng)角一般是指鏡頭的圖像水平視場(chǎng)角。

紅外半球攝像機(jī)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(chǎng)角均不小于99°或127°，這對(duì)于攝像機(jī)在狹小空間里一般標(biāo)高為2.5m左右時(shí)，其鏡頭的視場(chǎng)角范圍足以覆蓋整個(gè)近距離狹小被監(jiān)視空間。也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用手動(dòng)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(dòng)光圈鏡頭，其焦距2倍可調(diào)(手動(dòng)調(diào)焦)。調(diào)焦范圍為2.8~6.0mm，視場(chǎng)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(shí)可方便地根據(jù)實(shí)際需要，靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)視場(chǎng)景的"點(diǎn)"或"面"的監(jiān)視效果。

對(duì)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(chǎng)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(duì)前端云臺(tái)進(jìn)行操作控制，以減少這種監(jiān)視死角，但這樣必將會(huì)增加系統(tǒng)的工程造價(jià)(系統(tǒng)需增加前端解碼器、云臺(tái)、防護(hù)罩等)，以及系統(tǒng)操控的復(fù)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(chǎng)景畫面的清晰程度，以及被監(jiān)視場(chǎng)景的中心點(diǎn)到攝像機(jī)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(gè)被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的前提下，應(yīng)盡量考慮選用長(zhǎng)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(xì)節(jié)的被監(jiān)視場(chǎng)景畫面。在這種環(huán)境中也可考慮選用變焦(倍)鏡頭(電動(dòng)三可變鏡頭)，這可根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及系統(tǒng)的性能價(jià)格比決定，在選用時(shí)也應(yīng)考慮兩點(diǎn)：(1)在調(diào)節(jié)至最短焦距時(shí)(看全景)應(yīng)能滿足覆蓋主要被監(jiān)視場(chǎng)景畫面的要求；(2)在調(diào)節(jié)至最長(zhǎng)焦距時(shí)(看細(xì)節(jié))應(yīng)能滿足觀察被監(jiān)視場(chǎng)景畫面細(xì)節(jié)的要求。

通常情況下，紅外半球攝像機(jī)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(jī)在室外的庫區(qū)、碼頭、廣場(chǎng)、車站等環(huán)境中，可根據(jù)實(shí)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(jià)格越高，可在綜合考慮系統(tǒng)造價(jià)允許的前提下，適當(dāng)選用高倍數(shù)變焦鏡頭)。