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监控摄像头是如何工作的?

2019-07-30 09:39:46    154次浏览

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,其中波长比红光长的称为红外光。

普通 CCD 黑白摄像机可以感受光的光谱特性,它不仅能感受可见光,而且可以感受红外光。这就是利用普通 CCD 黑白摄像机,配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。而普通彩色摄像机的光谱特性不能感受红外光,因此不能用于夜视。

红外夜视,就是在夜间红外摄像机附设的红外灯会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,红外线经物体反射后进入镜头进行成像。摄像机是通过CCD感应红外线的,而CDD是能够感应所有光线 (可见光、红外线和紫外线等) 的,因此在没有可见光的情况下,红外摄像机是可以拍摄到肉眼看不到的影像。

红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光(红外发射二级管)红外灯和热辐射红外灯两种。其原理及特性我们介绍如下:

红外发射二极管( LED )红外灯的原理及特性

由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓)制成 PN 结,外加正向偏压向 PN 结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长 830 ~ 950nm ,半峰带宽约 40nm 左右,它是窄带分布,为普通 CCD 黑白摄像机可感受的范围。其的优点是可以完全无红暴,(采用 940 ~ 950nm 波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为有可见红光)和寿命长。

红外发光二极管的发射功率用辐照度μ W/m2 表示。一般来说,其红外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,表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、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。

红外二极管的辐射强度一般在光轴的正前方,并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为值的 50% 的角度称为半强度辐射角。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。

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