人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長更短的光叫紫外線，比紅光波長更長的光叫紅外線，人的肉眼是看不到紅外線的。因為數碼攝像機用CCD感應所有光線（可見光、紅外線和紫外線等）,這就造成所拍攝影像和我們肉眼只看到可見光所產生的影像很不同。為了解決這個問題，數碼攝像機在鏡頭和CCD之間加裝了一個紅外濾光鏡，其作用就是阻擋紅外線進入CCD,讓CCD只能感應到可見光，這樣就使數碼攝像機拍攝到的影像和我們肉眼看到的影像相一致了。
紅外夜視，就是在夜視狀態下，數碼攝像機會發出人們肉眼看不到的紅外光線去照亮被拍攝的物體，關掉紅外濾光鏡，不再阻擋紅外線進入CCD，紅外線經物體反射后進入鏡頭進行成像，這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，而不是可見光反射所成的影像，即此時可拍攝到黑暗環境下肉眼看不到的影像。
目前大多數的紅外攝像機都采用LED紅外發光二級管作為紅外攝像機的主要材料
紅外線攝像機的原理特性及其選擇與使用
在電視監控系統工程中，過去很少應用紅外燈，但由于現今社會*比率不但增加，紅外線在夜間監視所扮演的角色更加突出，不僅金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門采用，而且也在一般監控系統中都被采用。甚至居民小區電視監控工程也應用了紅外線攝像機。這說明人們對電視監控系統工程的要求愈來愈規范、愈來愈高。對重要的場所越來越要求做到24小時連續監控。
實現夜視的方法，可以采用常規的可見光照明，但此法不僅不能隱蔽，反而更加暴露監控目標。隱蔽的夜視監控，目前都是采用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動紅外攝像技術和主動紅外攝像技術。被動紅外攝像技術是利用任何物體在零度（一273℃）以上都有紅外光發射的原理。由于人的身體和發熱物體發出的紅外光較強，其它非發熱物體發出的紅光很微弱，因此，利用特殊的紅外攝像機就可以實現夜間監控。被動紅外攝像技術由于設備造價高且不能反映周圍環境狀況，因此在夜視系統中不被采用。主動紅外攝像技術是利用特制的"紅外燈"人為產生紅外輻射，產生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光，輻射"照明"景物和環境，利用普通低照度CCD黑白攝像機或使用"白天彩色夜間自動變黑白"的攝像機或"紅外低照度彩色攝像機"去感受周圍環境反射回來的紅外光，從而實現夜視功能。
紅外線攝像機的原理特性
光是一種電磁波，它的波長區間從幾個納米（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。
紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導體固體發光（紅外發射二級管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。一般市場上主要采用紅外發射二極管的紅外燈，其原理及特性我們介紹如下： 由紅外發光二級管矩陣組成發光體。紅外發射二級管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結，外加正向偏壓向PN結注入電流激發紅外光。光譜功率分布為中心波長830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機可感受的范圍。其zui大的優點是可以*無紅暴，（采用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長。紅外發光二極管的發射功率用輻照度μW/m2表示。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的zui大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。針對這一情況，富視康公司FI-930C和FI-970C在設計時充分考慮了這個問題，采用率發光二極管，在攝像機里面內置散熱系統，使攝像機穩定工作時間達到25000小時！
紅外線攝像機的選擇和使用
紅外燈的選擇zui重要的問題是紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源等成套性。目前市場上大多是攝像機和紅外線投射器分開的，這樣我們在設計方案時就必須對所有的器材統一考慮，是選擇黑白攝像機搭配紅外燈呢，還是用彩色轉黑白的攝像機？還有安裝方式和防水方面的考慮。一般來說，黑白攝像機采用的CCD傳感器有很寬的感光光譜范圍，其感光光譜不但包括可見光區域，還延長到紅外區域，利用輔助紅外燈照明就可在CCD傳感器上清晰的成像，而普通彩色攝像機其感光光譜只在可見光區，因此不能適用于紅外燈泡照射攝像；日夜兩用型攝像機采用兩個CCD進行切換或者采用一個CCD傳感器，利用數字電路的切換也可以實現紅外燈泡照射攝像，但存在黑白照度偏高或對彩色有不利影響等缺點。除此之外，還有一體化的紅外線攝像機，就是將攝像機、鏡頭、防護罩、紅外燈等集中在一起，典型的產品如富視康公司的FI-930C和FI-970C，這兩種采用的鋁型外殼，通過一次成型的生產工藝，使產品的防水級別達到IP55等級，可以在室內室外通用，由于采用一體化的設計，就自然降低了施工和調試的難度。
隨著紅外夜視系統的迅速發展，紅外燈生產供應廠家也會增加，但紅外線產品并非象有的人想象的那樣容易，在技術、檢測儀器設備等方面條件也不同，希望用戶多多加比較，慎重選擇。
用戶使用紅外燈首先要仔細閱讀使用說明書，特別是為保證人身設備安全的注意事項。檢查前面所講述的配套性方面是否達到要求，應考慮到的影響因素是否考慮到，如未達到要求，可及時調整所用器材。
紅外攝像機的性能分析
紅外攝像機在監控攝像機中具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩定等突出優勢，因而在CCTV夜視監控中占據了大部分的市場。如何在紛雜的紅外半球攝像機市場中辨別優劣呢？性能優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，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zui大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，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、穩定，否則影響輻射功率的發揮及其可靠性。輻射功率隨環境溫度的升高（包括其本身的發熱所產生的環境溫度升高）會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈，熱耗是設計和選擇時應注意的問題。
因此，紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設計。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（zui多可達24顆），且采用了大功率恒流電源供電，內部循環散熱設計，因而能達到遠距離夜視（zui遠可達220米）和紅外燈壽命長的效果。
2. 紅外光的利用率和紅暴問題
什么是紅暴呢？紅暴是由于所發射的紅外線中包含可見光的成分。
紅外燈可以做到*無紅暴（采用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴。中路通訊公司采用美國奧克斯特（AUCSITER）紅外技術，通過在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調整紅外光線角度，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. 紅外攝像機的起霧結霜問題
霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結而成，因冷環境的強、弱分別凝結成霜和霧。紅外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，直接影響監控效果。中路通訊公司通過采用*的電子除霜電路，有效的控制腔體內的飽和水蒸氣濃度，做到了自動除霧除霜。
4. 紅外攝像機的視窗玻璃清潔
紅外半球攝像機在雨雪天或粉塵大的環境下工作，防護罩的視窗玻璃容易出現污垢，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
由于配置了發熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動后，整個工作時間段內（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計使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調，良好的解決了這一問題。
自動冷暖空調采用珀爾帖效應原理，測溫控制電路可以自動調節，將防護罩內溫度恒定在攝像機正常工作溫度范圍內，出廠時罩內溫度設置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實驗表明該紅外半球攝像機可在-40℃～+70℃（陽光直射）的室外自然環境下正常工作。
6. 紅外攝像機的全封閉
除恒溫外，使用自動冷暖空調的另一優點是可以將紅外攝像機做成全封閉，不留任何散熱孔，阻止灰塵、濕氣、腐蝕性氣體的進入，使其能夠適應粉塵大的惡劣環境，如大型煤礦也可正常使用。
紅外一體攝像機
紅外一體化攝像機，有指半球型紅外一體機、快速球型紅外一體機、結合云臺的紅外一體化攝像機和鏡頭內建的紅外一體機。
與傳統攝像機相比，紅外一體機體積小巧、美觀，在安裝方面具有優勢，比較方便，其電源、視頻、控制信號均有直接插口，不似傳統攝像機有麻煩的連線。一體機成像系統（鏡頭）、CCD、DSP技術均被大廠所掌握，相對傳統攝像機來說，一體機質量可以得到較好的控制。同時，一體化攝像機監控范圍廣、性價比高。傳統攝像機定位系統不夠靈活，多需要手動對焦，而一體化攝像機zui大的優點就是具有自動聚焦功能。
可以做到良好的防水功能也是紅外一體化攝像機的特色之一，一體化攝像機室外型都具有防水功能，而傳統攝像機需和云臺、防護罩配合使用才可以達到防水的功能。現在更有專門為水下作業開發出的潛水型一體化攝像機。
另外紅外一體式攝像機集成的紅外燈可以在光照度低于一定的數值甚至夜晚時自動打開以達到穩定的成像效果。
紅外一體化攝像機多用于政府項目、次高層大樓，以及商場、學校、酒店、賓館大堂等，另外還有專門適合醫院手術室等對環境要求較高場所的防塵型以及低溫、電機無火花的防爆型產品。其他專業用一體化攝像機，如軍用、航空、極地、海底、生化環境用等，因為用途不同，相應具有不同的特殊功能，如防高壓、防腐蝕、防震動等。
紅外一體攝像機常見問題
紅外一體攝像機常見問題及解決方法
紅外一體攝像機近年來頗受大家的歡迎，主要原因是成本低，安裝方便，但是在使用過程中總會遇到一些讓我們想不到的問題，下面是我在生產和銷售紅外防水攝像機中所遇到的問題，供大家參考：
1.防水和散熱效果不理想：
用的時間長了之后，里面或多或少會出現汽水（此現象主要集中在北方地區），造成這個現象的原因主要是出在外殼的密封效果不夠和當時裝機時沒有考慮到溫差。當紅外燈開始工作時會產生大量的熱量，同時由于部外殼的散熱效果不夠，這樣就會大大降低攝像機的使用壽命，要解決這個問題其實可以考慮把攝像機的外殼做成多條線槽構成，這樣有利于散熱。
2.夜視效果不理想：
此現象主要表現是手電筒的效果或者是距離不夠等等。其實這個問題主要是紅外燈的角度和功能所造成的，我們現在紅外攝像機所使用的紅外燈又稱850紅外發射管，峰值波長在850，角度從5-60度可以選擇，當紅外發射管角度越小時照射距離越遠，手電筒的效果就越明顯，反之，角度越大就沒有手電筒的效果，但是距離就大打折扣，要解決這個問題主要是看廠家想追求什么樣的效果和什么樣的成本，當然紅外發射燈的功率和價格是成正比的，有的廠家在告訴顧客時一般都是說多少個燈？距離可以達到多少？但是大家可能忽略了一個問題——紅外燈的功率和直徑大小？當紅外燈的外觀和大小一樣時，其實功率你是沒有辦法知道的，可能*的辦法就只有實物測試了。從我個人生產紅外攝像機的經驗來解決這個問題，我采用的是多角度紅外燈混合安裝方式，這樣資源可以充分被利用，遠近都可以顧及到。
3.白天色彩還原不夠
大家不知道有沒有注意到紅外一體攝像機的色彩在白天都會或多或少的偏色，這個zui直接的原因是攝像機濾光片的問題，一般紅外一體攝像機使用能透過一定比例紅外光線的雙峰濾光片，其優點是成本低，但由于自然光線中含有較多的紅外成份，當其進入CCD后會干擾色彩還原，比如綠色植物變成灰白等等（有陽光的室外環境尤其明顯）。IPCUT雙濾光片的使用就有效的解決了這個問題，IRCUT雙濾光片由一個紅外截止濾光片和一個全光譜光學玻璃構成，當白天的光線充分時紅外截止濾光片工作，CCD還原出真實色彩，當夜間光線不足時，紅外截止濾光片自動移開，全光譜光學玻璃開始工作，使CCD充分利用到所有光線，從而大大提高紅外性能。
4.臨界點的反復跳變：
這是因為部分不管是配置了IRCUT雙濾光片還是用雙峰濾光片的攝像機在某些復雜的光線的環境下不能穩定的工作造成的，同時因為多數廠家都是使用簡單的如光敏電阻感應器等方式去控制IRCUT雙峰濾光片的工作狀態，其臨界點的反復跳變就不能盡人意了。但是如果采用智能芯片來控制，其模糊邏輯能力能有效控制IPCUT雙濾光片的工作狀態。換句話說很多的廠家是不愿意在這上面投入成本的。
影響紅外燈使用壽命的因素
燈管的消耗的電能一部分轉換為有效的光能量，一部分則轉換為熱能，這是不可避免的，問題是對產生的熱能要進行合理的控制和處置。當產生的熱能太多，或沒有采取適當的降溫措施時，機內溫升過高，導致了燈管的過快老化引起照射距離的過快下降。特別是一些生產者，沒有健康的經營理念，片面追求交貨時的性能，忽視產品的使用壽命，在沒有解決發熱和溫升過高問題的情況下，拼命追求亮度和距離，更是使其使用壽命急速下降。
紅外一體化攝像機的性能分析與選擇
在安防電視監控系統中，隨著人們安全防范意識的提高、對重要場所24小時連續監控電視監控的需要和紅外成像技術的成熟，紅外一體化攝像機的使用率越來越高，已逐漸發展成為一種趨勢，不僅在銀行、金庫、博物館、檔案館、圖書文獻庫、監獄等重要部門應用，而且也在居民小區等一般電視監控工程中得到使用。
一、紅外線和紅外燈的原理特性
光是一種電磁波，具有與無線電波一樣的本質。它的波長區間從幾個納米（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。紅外光線的波長在780nm～1000μm之間，位于無線電波與可見光之間。
紅外燈按其紅外線輻射機理分為半導體固體發光（紅外發射二極管IR LED）
紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。目前在CCTV紅外攝像機中前者使用較多。
紅外發射二極管（IR LED）紅外燈的原理是：由紅外發光二極管矩陣組成發光體。紅外發射二極管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結，外加正向偏置電壓向PN結注入電流激發紅外光。光譜功率分布為中心波長830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機可感受的范圍。
紅外發光二極管的發射功率用輻照度μW/m2表示。紅外二極管的zui大輻射強度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強度為zui大值的50%的角度稱為半強度輻射角，即半功率角。不同封裝工藝型號的紅外發光二極管的輻射角度有所不同。
二、紅外一體攝像機成像原理
在夜視監控系統中，常規的辦法是利用可見光照明，但這種方式存在不能隱蔽、容易暴露監控目標等缺點，因此使用較少；目前隱蔽、科學的夜視監控是采用紅外攝像技術。紅外攝像技術分為被動式和主動式。被動紅外攝像技術是利用任何物質在零度（-273℃）以上都有紅外線輻射，物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多。利用此原理制成的攝像機zui典型的就是紅外熱像儀，但是，這種特殊的紅外攝像機造價昂貴，因此于軍事或特殊場合使用。而主動紅外攝像技術，是采用紅外燈輻射“照明”（主要是紅外光線），應用普通低照度黑白攝像機、彩色轉黑白攝像機或紅外低照度彩色攝像機，感受周圍景物和環境反射回來的紅外光實現夜視監控。主動紅外攝像技術成熟，穩定，成為夜視監控的主流。
紅外一體化攝像機是將攝像機、防護罩、紅外燈、供電散熱單元等綜合成為一體的攝像設備。它實現夜視的基本原理是利用普通CCD黑白攝像機可以感受紅外光的光譜特性（即可以感受可見光，也可以感受紅外光），配合紅外燈作為“照明源”來夜視成像。紅外燈的功率和角度，攝像機的配置，一定焦距的感紅外鏡頭，以及是否有良好的供電散熱處理是判斷紅外一體化攝像機性能的重要參數。
目前市場上也有許多產品是攝像機與紅外線投射器分開的，這需要用戶對紅外燈和攝像機的性能有足夠的了解，能夠根據紅外燈的角度、攝像機鏡頭參數等作合理的搭配。
三、紅外一體化攝像機的性能分析
紅外一體化攝像機在監控攝像機中具有夜視距離遠、隱蔽性強、性能穩定等突出優勢，因而在CCTV夜視監控中占據了大部分的市場。如何在紛雜的紅外一體化攝像機市場中辨別優劣呢？性能優良的紅外一體化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，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zui大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響其輻射功率的發揮，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、穩定，否則影響輻射功率的發揮及其可靠性。輻射功率隨環境溫度的升高（包括其本身的發熱所產生的環境溫度升高）會使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈，熱耗是設計和選擇時應注意的問題。
因此，紅外燈的使用必須有良好的恒流電源供電、良好的散熱設計。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（zui多可達24顆），且采用了大功率恒流電源供電，內部循環散熱設計，因而能達到遠距離夜視（zui遠可達220米）和紅外燈壽命長的效果。
2.紅外光的利用率和紅暴問題
什么是紅暴呢？紅暴是由于所發射的紅外線中包含可見光的成分。
紅外燈可以做到*無紅暴（采用940～950nm波長紅外管）或僅有微弱紅暴。中路通訊公司采用美國奧克斯特（AUCSITER）紅外技術，通過在保證紅外燈功率的前提下，降低紅外燈自身熱耗，調整紅外光線角度，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.紅外攝像機的起霧結霜問題
霧、霜的形成是由于空氣中的飽和水蒸氣遇冷凝結而成，因冷環境的強、弱分別凝結成霜和霧。紅外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，直接影響監控效果。中路通訊公司通過采用*的電子除霜電路，有效的控制腔體內的飽和水蒸氣濃度，做到了自動除霧除霜。
4.紅外攝像機的視窗玻璃清潔
攝像機在雨雪天或粉塵大的環境下工作，防護罩的視窗玻璃容易出現污垢，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
由于配置了發熱量較大的紅外燈，紅外燈在啟動后，整個工作時間段內（以12小時計）在紅外攝像機前部會有熱量集中，即腔體內前端溫度偏高，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計使用具有強制散熱散冷作用的自動冷暖空調，良好的解決了這一問題。
自動冷暖空調采用珀爾帖效應原理，測溫控制電路可以自動調節，將防護罩內溫度恒定在攝像機正常工作溫度范圍內，出廠時罩內溫度設置在+5℃以下加熱、+40℃以上致冷。實驗表明該紅外一體化攝像機可在-40℃～+70℃（陽光直射）的室外自然環境下正常工作。
6.紅外攝像機的全封閉
除恒溫外，使用自動冷暖空調的另一優點是可以將紅外攝像機做成全封閉，不留任何散熱孔，阻止灰塵、濕氣、腐蝕性氣體的進入，使其能夠適應粉塵大的惡劣環境，如大型煤礦也可正常使用。
