红外半球摄像机

技术指导

　　一、红外半球摄像机系列机器晚上出现图像照度差、发白或有亮白色光圈现象

　　该现象是机器装配不当导致的，装配时感光器件(光敏电阻)离红外半球摄像机距离过远会导致红外灯启动不完全造成机器夜间照度差；出现图像发白或亮白色光圈现象主要因红外发光管发出的红外光通过球罩折射到镜头所致，解决此现象就是避免让红外光折射到镜头表面，通常采用海绵圈进行镜头与红外光的隔离，在装配时一定要将球罩紧贴海绵圈

　　二、夜视型红外半球摄像机白天图像正常，夜间发白

　　此现象一般因机器使用环境有反射物或在范围很小的空间使用，因红外光反射导致，解决此现象首先应确定使用环境是否有反射物，尽可能改善使用环境，其次检查机器的有效红外距离与实际使用距离是否相应；若一台长距离红外机器在很小的空间使用会因红外光过强导致机器图像发白。

　　三、红外半球摄像机无图像

　　首先检查外加电源极性是否正确，输出电压是否满足要求(电源误差：DC12V±10[%]，AC24V±5[%])，其次检查视频连线是否接触良好；若是使用手动光圈镜头需检查光圈是否打开，自动光圈镜头则需要调节LEVEL电位器使光圈在合适位置

　　四、红外半球摄像机彩色失真、偏色

　　可能是白平衡开关(AWB)设置不当，也可能是环境光照条件变化太大，此时应检查开关设置是否在OFF位置，应想办法改善环境的光照条件。

　　五、红外半球摄像机图像出现扭曲或几何失真

　　这种现象可能是红外半球摄像机、监视器的几何校正电路有问题或光学镜头的问题,也有可能是视频连接线缆或设备的特征阻抗与红外半球摄像机的输出阻抗不匹配.

　　当出现以上现象时,请先检查所用光学镜头是否异常及监视器的输入阻抗开关是否设置在75Ω端,其次再检查所用视频连接线缆阻抗是否是75Ω。

　　六、画面出现几道黑色竖条或横条混动

　　这种情况一般是机器供电电源输出电压的纹波太大,应加强滤波并采用性能好的直流稳压电源.

　　七、红外半球摄像机使用自动光圈镜头图像过暗

　　首先检查EE/AI功能开关是否设置在AI端，其次检查LEVEL电位器调节是否合适。

　　八、红外半球摄像机图像质量不好

　　a.检查镜头是否有指纹或太脏。

　　b.检查光圈有否调好。

　　c.检查视频电缆接触不良。

　　d.检查电子快门或白平衡设置有无问题。

　　e.检查传输距离是否太远。

　　f.检查电压是否正常。

　　g.检查附近是否存在干扰源。

　　h.检查在电梯里安装时要与电梯保证绝缘免受干扰。

　　i.检查CS接口有否接对。

常见问题

　　红外半球摄像机镜头的通光量的问题：相对孔径，决定了镜头的通光能力，相对孔径F1.0的镜头通光量是相对孔径F2.0的镜头通光量四倍。同样的摄像机、红外灯，上述两种镜头，红外作用距离可相差一倍。

　　大孔径镜头在红外监控方面，比常规普通镜头好四到十倍，按理说应该成为红外夜视监控的必须配套产品。但由于成本高昂，技术难度大，绝大多数红外产品制造商不具备供货能力。

　　红外半球摄像机内的红外灯选用

　　光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）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，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。

　　红外半球摄像机红外灯的选用，关系到红外半球摄像机寿命、有效照射距离、范围。

　　寿命问题

　　卤素灯：是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不真的能够做到远距离，估计很快会退出市场。

　　LED红外灯：因为其成本造价低，成为目前使用最多的红外产品，其缺点为照射距离近（单个LED的光学输出为5mw-15mw）、角度小（7至12度）光线分布不均体积大等。

　　多芯片LED：多芯片LED（还有LED阵列）最初设想：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，想当然地认为照射距离更远，这可真是典型的外行技术理论？当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，而是被摄像机选用了多少红外光。因其结构先天固有缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比较低。最关键LED灯发热最怕高温，多芯片发热量又大，寿命非常差。

　　单芯片LED：生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。

　　距离

　　首先，红外灯的照明范围取决于天气条件、物体的反光率和周围的光照水平，红外聚光灯最远的投射范围基本如下：（最理想值）

　　500W=150至200米

　　300W=80至120米

　　50W=15至30米

　　30W=5至15米

　　（该数值为基本数值，并非）。

　　角度

　　红外半球摄像机红外灯是不是角度越大越好？不论是制造商还是工程商想当然地认可这种说法，他们认为红外灯发射角度越大，选用镜头余地也越大，选择广角镜头不会出现“手电筒”现象。所以说，大家都拼命地说自己的红外灯角度如何之大。

　　红外半球摄像机使用大角度的红外灯配合小角度的镜头，存在光的浪费现象。比如，一盏红外灯，发光角度是80度，（相当于f3.5mm镜头的角度），如果配合f3.5mm的镜头，那么，会有百分之九十九的光是在镜头视场以外，也就是说，只有百分之一的光是有用的，其它都浪费了。一般情况下，红外半球摄像机红外灯的角度与镜头的角度一致，效果是的。

性能要求

　　红外半球摄像机在监控摄像机中具有夜视距离远、隐蔽性强、性能稳定等突出优势，因而在CCTV夜视监控中占据了大部分的市场。如何在纷杂的红外半球摄像机市场中辨别优劣呢？性能优良的红外半球摄像机必须能够具备以下性能：

　　1.红外灯工作条件

　　一般来说，红外半球摄像机其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。

　　当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流要求十分敏感。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。

　　因此，红外半球摄像机红外灯的使用必须有良好的恒流电源供电、良好的散热设计。中路通讯公司的变焦MCD、MDD、MED、MBB系列摄像机都安装了大功率红外灯（最多可达24颗），且采用了大功率恒流电源供电，内部循环散热设计，因而能达到远距离夜视（最远可达220米）和红外灯寿命长的效果。

　　2.红外半球摄像机红外光的利用率和红暴问题

　　什么是红暴呢？红暴是由于所发射的红外线中包含可见光的成分。

　　红外灯可以做到完全无红暴（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴。中路通讯公司采用奥克斯特（AUCSITER）红外技术，通过在保证红外灯功率的前提下，降低红外灯自身热耗，调整红外光线角度，使红外灯的有效利用率达到了90[%]。在红外灯的选择上，挑选波长较大（910nm）的红外灯，严格降低红暴，达到了微红暴效果。

　　3.红外半球摄像机的起雾结霜问题

　　雾、霜的形成是由于空气中的饱和水蒸气遇冷凝结而成，因冷环境的强、弱分别凝结成霜和雾。红外半球摄像机在工作过程中，尤其是室外摄像机常常会因四季变化、昼夜温差、以及雨雪环境等原因在防护罩视窗玻璃上形成雾或霜，导致摄像机无法看清物体，直接影响监控效果。中路通讯公司通过采用先进的电子除霜电路，有效的控制腔体内的饱和水蒸气浓度，做到了自动除雾除霜。

　　4.红外半球摄像机的视窗玻璃清洁

　　摄像机在雨雪天或粉尘大的环境下工作，防护罩的视窗玻璃容易出现污垢，造成摄像机视线遮挡。解决的办法通常是在防护罩上增加雨刷，通过控制雨刷清洁玻璃；另外一种办法是使用隐形雨刷视窗玻璃。与普通视窗玻璃相比，隐形雨刷视窗玻璃具有排斥水、灰尘、雪花的功能。

　　5.红外摄像机的恒温

　　由于配置了发热量较大的红外灯，红外灯在启动后，整个工作时间段内（以12小时计）在红外半球摄像机前部会有热量集中，即腔体内前端温度偏高，如不能散热均匀定会影响摄像机等其它部件的正常工作。中路通讯公司通过设计使用具有强制散热散冷作用的自动冷暖空调，良好的解决了这一问题。 自动冷暖空调采用珀尔帖效应原理，测温控制电路可以自动调节，将防护罩内温度恒定在摄像机正常工作温度范围内，出厂时罩内温度设置在+5℃以下加热、+40℃以上致冷。实验表明该红外摄像机可在-40℃～+70℃（阳光直射）的室外自然环境下正常工作。

　　6.红外半球摄像机的全封闭

　　除恒温外，使用自动冷暖空调的另一优点是可以将红外半球摄像机做成全封闭，不留任何散热孔，阻止灰尘、湿气、腐蚀性气体的进入，使其能够适应粉尘大的恶劣环境，如大型煤矿也可正常使用。

定焦、变焦镜头的选用

　　红外半球摄像机定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，红外半球摄像机以及所要求被监视场景画面的清晰程度。

　　镜头规格(镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等)一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小(见图1所示)；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以由以上关系可知：在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，在系统末端监视器上所看到的被监视场景的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。镜头视场角可分为图像水平视场角以及图像垂直视场角，且图像水平视场角大于图像垂直视场角，通常我们所讲的视场角一般是指镜头的图像水平视场角。

　　红外半球摄像机在狭小的被监视环境中如电梯轿箱内，狭小房间均应采用短焦距广角或超广角定焦镜头，如选用镜头规格为1/2″，CS型接口，镜头焦距为3.6mm或2.6mm镜头，这些镜头视场角均不小于99°或127°，这对于摄像机在狭小空间里一般标高为2.5m左右时，其镜头的视场角范围足以覆盖整个近距离狭小被监视空间。也可根据现场实际情况选用手动变焦镜头如日产ComputarT2Z2814CS-2镜头，这种镜头为1/3″CS型接口手动光圈镜头，其焦距2倍可调(手动调焦)。调焦范围为2.8~6.0mm，视场角变化范围为96°~47.2°，这种镜头非常适合在狭小的被监视环境中使用，在使用时可方便地根据实际需要，灵活实现对被监视场景的"点"或"面"的监视效果。

　　对于一般变焦(倍)镜头而言，由于其最小焦距通常为6.0mm左右，故其变焦(倍)镜头的视场角为45°左右，如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中，其监视死角必然增大，虽然可通过对前端云台进行操作控制，以减少这种监视死角，但这样必将会增加系统的工程造价(系统需增加前端解码器、云台、防护罩等)，以及系统操控的复杂性，所以在这种环境中，不宜采用变焦(倍)镜头。在开阔的被监视环境中，首先应根据被监视环境的开阔程度，用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度，以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据，在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下，应尽量考虑选用长焦距镜头，这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦(倍)镜头(电动三可变镜头)，这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定，在选用时也应考虑两点：(1)在调节至最短焦距时(看全景)应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求；(2)在调节至最长焦距时(看细节)应能满足观察被监视场景画面细节的要求。

　　通常情况下，红外半球摄像机在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求，而红外半球摄像机在室外的库区、码头、广场、车站等环境中，可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可(一般情况下，镜头倍数越大，价格越高，可在综合考虑系统造价允许的前提下，适当选用高倍数变焦镜头)。