解析红外摄像机工作原理及选购标准
更新时间: 2010-09-07 14:36:47
解析红外摄像机工作原理及选购标准
一、红外摄像机起源
最早的摄像机并不带红外灯，要想做到晚上监控，只能通过辅助光源。在当时也没有人想到用红外线来当辅助光源，用的都是发可见光的照明用光源，如白炽灯、囱素灯、白光LED等等。当用可见光源作为摄像机晚上工作的必备配件时，很少有人想到摄像机还能带上红外，即使有人在研究CMOS和CCD有光谱特性能接收红外线，也没有想到将之应用到摄像机领域。直至2001年全世界第一台红外摄像机诞生。
关于红外摄像机的起源，还有一段小故事。话说十几年前，国内一位年轻人在帮人做安防工程，当天晚上他在测试摄像机效果，而主人家正在看电视，当用遥控器在选台时，整个监控画面顿时会清晰一闪。这个现象令年轻人好奇不已并就此问题不断钻研，他将电视遥控器上的红外发射管集中在一起通电测试，便出现了红外摄像机最初的雏形。再经过多番改进，最终诞生了第一台红外摄像机。
其实，大多数的消费级数码相机都能够进行红外拍摄，但在通常情况下，数码相机对红外的感应会影响正常的彩色成像质量。因此，在每个数码相机前面均有一个可以遮挡红外线的滤镜，安防界将之称为滤光片，专业术语叫ICF。通过滤光片将红外线过滤掉，但是，大多数数码相机的红外滤镜都没有做到100%的过滤，因而可以说，每个人手中的数码相机都或多或少都具有接收红外线的能力，只是接收的幅度不同罢了。
原理
红外线是一种光波，它的波长区间从几个纳米（nm）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm~780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比红光长的称为红外光。红外光线的波长在780nm~1000μm之间，介于无线电波与可见光之间。
红外摄像机其实就是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成一体的摄像设备。早期的红外夜视系统不是用在民用的，主要应用于军事方面，但由于主动红外夜视系统发射红外线，易于被敌军发现，因而在军事上已基本被淘汰。军事领域主要用红外热成像仪（即被动红外摄像机），其摄像系统能感应绝对零度（-273℃）以上的物体发出的红外线辐射，物体的温度越高，辐射出的红外线越多并且容易成像。由于目标市场和制造成本问题，目前很少有生产民用摄像机的安防厂家生产被动红外摄像机。
二、光源
红外灯是红外摄像机的核心部件，红外光源关系到摄像机的寿命和距离，一般来说，红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。
三、红外摄像机的应用
三年前曾拜访过沈阳一位工程商，他风趣地讲述了一些推销红外摄像机的感受，他说卖红外摄像机得看对方开什么车来我公司，报价的高低也会随车型的高档程度来控制和决定，因为几年前只有他才有红外摄像机卖。
可见，红外摄像机的销售和推广是一个过程，在2003年前，尽管红外摄像机已经面试好几年，但大部分国内的工程商并不看好红外摄像机，他们给用户推荐引导安装的仍然是国外品牌的摄像机。其主要原因并不是因为红外摄像机的推广力度不强，也不是国人不支持，事实上在当时的安防人眼中，红外摄像机是品质低劣的“玩具机”。当时的红外摄像机从白天色彩还原度、晚上清晰度、使用寿命等各方面来看，要让这些安防前辈接受，得费一番口舌！
同是2003年，在国内并没有被人看好的红外摄像机，在国外迎来了第一个春天！红外摄像机以其独有的功能和价格优势受到了国外的欢迎，红外摄像机的外销订单不断地传来国内企业，很多企业至今为止外贸订单仍占公司半边天，同时国内也慢慢改变了对红外摄像机的看法。
据笔者2007年底在北京市场调查的真实数据，工程案例中红外摄像机的占有率已经超过58%，至2008年底，已达到63%，并且还有逐年上升的趋势。之前做一些政府的大型项目，对成本问题考虑不多，基本都是选择国外的枪机或一体机型。近年来由于政府的财政预算和竞争压力，对物美价廉的红外摄像机也日益亲睐。如厂房、出租屋、连锁店、旅馆、酒店、餐厅、网吧等娱乐场所的客户会主动要求用晚上能看到的红外摄像机，并且“平安城市”和“科技强警”项目也开始应用红外摄像机。另外，学校、银行、高速路口、边检站等重要设施对红外摄像机的应用也非常多。
四、距离和寿命受关注
红外摄像机无论如何升级改版，始终无法逃脱使用寿命和红外距离两大困扰。
选购时正确看待产品参数
红外摄像机最基本的选购标准是：白天不能偏色严重，晚上成像清晰。但是红外摄像机并非晚上越清晰越好。其实，选购红外摄像机应当根据具体安装环境而定，例如：室内可以选择功率较小的近距离红外摄像机，走道围墙应选择功率较大的红外摄像机。当然，摄像机镜头的选择和红外灯的发射角度也要按要求配置好才可以。如果是安装在室外，不单要考虑到环境是否会吸收红外线而影响红外光反射，如绿色植物、黑色物体或水面等，还要考虑到摄像机本身的防尘防水，特殊场合还得考虑防雷等级。
在选购红外摄像机时，不要轻信业务人员的说辞或是产品的参数标识，测试样品很重要。另外，厂家的市场信誉应当排在首位，厂家的产品合格率再高，也会出现“次品”。因此选择信誉好的厂家，及时保修是非常重要的。
一、红外摄像机起源
最早的摄像机并不带红外灯，要想做到晚上监控，只能通过辅助光源。在当时也没有人想到用红外线来当辅助光源，用的都是发可见光的照明用光源，如白炽灯、囱素灯、白光LED等等。当用可见光源作为摄像机晚上工作的必备配件时，很少有人想到摄像机还能带上红外，即使有人在研究CMOS和CCD有光谱特性能接收红外线，也没有想到将之应用到摄像机领域。直至2001年全世界第一台红外摄像机诞生。
关于红外摄像机的起源，还有一段小故事。话说十几年前，国内一位年轻人在帮人做安防工程，当天晚上他在测试摄像机效果，而主人家正在看电视，当用遥控器在选台时，整个监控画面顿时会清晰一闪。这个现象令年轻人好奇不已并就此问题不断钻研，他将电视遥控器上的红外发射管集中在一起通电测试，便出现了红外摄像机最初的雏形。再经过多番改进，最终诞生了第一台红外摄像机。
其实，大多数的消费级数码相机都能够进行红外拍摄，但在通常情况下，数码相机对红外的感应会影响正常的彩色成像质量。因此，在每个数码相机前面均有一个可以遮挡红外线的滤镜，安防界将之称为滤光片，专业术语叫ICF。通过滤光片将红外线过滤掉，但是，大多数数码相机的红外滤镜都没有做到100%的过滤，因而可以说，每个人手中的数码相机都或多或少都具有接收红外线的能力，只是接收的幅度不同罢了。
原理
红外线是一种光波，它的波长区间从几个纳米（nm）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm~780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比红光长的称为红外光。红外光线的波长在780nm~1000μm之间，介于无线电波与可见光之间。
红外摄像机其实就是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成一体的摄像设备。早期的红外夜视系统不是用在民用的，主要应用于军事方面，但由于主动红外夜视系统发射红外线，易于被敌军发现，因而在军事上已基本被淘汰。军事领域主要用红外热成像仪（即被动红外摄像机），其摄像系统能感应绝对零度（-273℃）以上的物体发出的红外线辐射，物体的温度越高，辐射出的红外线越多并且容易成像。由于目标市场和制造成本问题，目前很少有生产民用摄像机的安防厂家生产被动红外摄像机。
二、光源
红外灯是红外摄像机的核心部件，红外光源关系到摄像机的寿命和距离，一般来说，红外灯辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。因此要求工作电流准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。
三、红外摄像机的应用
三年前曾拜访过沈阳一位工程商，他风趣地讲述了一些推销红外摄像机的感受，他说卖红外摄像机得看对方开什么车来我公司，报价的高低也会随车型的高档程度来控制和决定，因为几年前只有他才有红外摄像机卖。
可见，红外摄像机的销售和推广是一个过程，在2003年前，尽管红外摄像机已经面试好几年，但大部分国内的工程商并不看好红外摄像机，他们给用户推荐引导安装的仍然是国外品牌的摄像机。其主要原因并不是因为红外摄像机的推广力度不强，也不是国人不支持，事实上在当时的安防人眼中，红外摄像机是品质低劣的“玩具机”。当时的红外摄像机从白天色彩还原度、晚上清晰度、使用寿命等各方面来看，要让这些安防前辈接受，得费一番口舌！
同是2003年，在国内并没有被人看好的红外摄像机，在国外迎来了第一个春天！红外摄像机以其独有的功能和价格优势受到了国外的欢迎，红外摄像机的外销订单不断地传来国内企业，很多企业至今为止外贸订单仍占公司半边天，同时国内也慢慢改变了对红外摄像机的看法。
据笔者2007年底在北京市场调查的真实数据，工程案例中红外摄像机的占有率已经超过58%，至2008年底，已达到63%，并且还有逐年上升的趋势。之前做一些政府的大型项目，对成本问题考虑不多，基本都是选择国外的枪机或一体机型。近年来由于政府的财政预算和竞争压力，对物美价廉的红外摄像机也日益亲睐。如厂房、出租屋、连锁店、旅馆、酒店、餐厅、网吧等娱乐场所的客户会主动要求用晚上能看到的红外摄像机，并且“平安城市”和“科技强警”项目也开始应用红外摄像机。另外，学校、银行、高速路口、边检站等重要设施对红外摄像机的应用也非常多。
四、距离和寿命受关注
红外摄像机无论如何升级改版，始终无法逃脱使用寿命和红外距离两大困扰。
选购时正确看待产品参数
红外摄像机最基本的选购标准是：白天不能偏色严重，晚上成像清晰。但是红外摄像机并非晚上越清晰越好。其实，选购红外摄像机应当根据具体安装环境而定，例如：室内可以选择功率较小的近距离红外摄像机，走道围墙应选择功率较大的红外摄像机。当然，摄像机镜头的选择和红外灯的发射角度也要按要求配置好才可以。如果是安装在室外，不单要考虑到环境是否会吸收红外线而影响红外光反射，如绿色植物、黑色物体或水面等，还要考虑到摄像机本身的防尘防水，特殊场合还得考虑防雷等级。
在选购红外摄像机时，不要轻信业务人员的说辞或是产品的参数标识，测试样品很重要。另外，厂家的市场信誉应当排在首位，厂家的产品合格率再高，也会出现“次品”。因此选择信誉好的厂家，及时保修是非常重要的。
