红外摄像机主要特点与原理的构架
红外线摄像机原理特性：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。
1、DSP处理芯片
如果说感光芯片是摄像机的眼睛，那DSP就是摄像机的“大脑”，它不仅
控制CCD信号的采集，而且对信号进行频谱分析、数字滤波、智能分析等。所
以DSP功能的强弱直接影响着图像质量。但之前使用在摄像机上DSP片，一般
Sony、Sharp进行捆绑CCD方式销售，造成即使其它公司有好的DSP图像处理技
术，也难在安防摄像机领域以示拳脚。但随着Sharp，Sony对CCD单片销售的放
开，给各个DSP厂商提供了一个良好的竞争发展平台，目前韩国的Nextchip，
RJ，台湾晶彩生产的DSP性能大大优于原厂Sony推出的DSP，在实现基本功能的
同时，增加了OSD，2D/3D降噪，宽动态，祯累积等功能，极大丰富了摄像机功
能。
2、摄像机外壳
红外摄像机外壳主要起三个作用：一、固定相关PCB；二、对PCB进行防水
保护；三、对LED进行散热。
固定PCB功能毋庸置疑，对PCB的防水性能则大有讲究，现在有两种设计思
路，要么外壳全部堵牢，水汽一点都不能进入；要么留出通气孔，保证摄像机
内部和大气能很好对流通过蒸发使摄像机内部水汽尽快散去。目前有不少厂家
室外产品基本都选择第一种防水方式，对外壳缝隙进行全部封堵，避免水汽进
入，从08年到目前看此方案效果不错，由于漏水返修的红外产品比较少。留有
通气孔的外壳设计，一般开有大面积窗口，实现内部和外部空气对流，万一有
水分可尽快排出，但这种方式导致水分容易进入，电路板受潮加速老化，再者
连续阴雨天存在一定的积水风险。
对LED补光灯进行散热是外壳结构设计设计时需重点考虑的因素，LED半导
体材料，对热量非常敏感，温度过高会造成LED波长偏移，内部发光点永久失
效，封装胶体变形影响出光效率等问题。目前做的比较好的散热都是把灯板直
接和外壳连在一起，通过摄像机外壳对LED灯板进行散热。
最好能在设计外壳前，利用热设计对其整机热量进行分析评估，减少后期
温度过高，调整结构的被动局面。
再者好的外壳设计，在满足防水，散热的需求外，也要对红外漏光，反光
问题进行处理。之前红外摄像机经常出现白天图像正常，晚上图片白茫茫一片
，看不到任何东西。除了摄像机安装环境方面造成的红外光直接反射回来进入
CCD外，外壳内部CCD周围存在缝隙，玻璃未采用双环玻璃设计，遮阳罩未进行
涂黑处理等原因都会造成红外漏光，反光直接进入CCD造成图像偏白问题。所
以红外摄像机夜视效果不仅仅受制于CCD,DSP芯片方面限制，受机构影响还是
很大的，需引起足够的重视。
3、镜头
红外摄像机选择镜头，首先，必须选用带IR功能的红外镜头，如果采用普
通不感红外镜头，会由于白天可见光和夜晚补的红外光波段不同，造成镜头成
像焦点偏移，图像白天清晰夜晚模糊的现象；再者在焦距一定的情况下，尽量
选用光圈F小的镜头，光圈越小，进光量越大。例如同一个CCD系统在相同的补
光情况下，F2.0光圈镜头会比F1.0光圈镜头进光量减少4倍。最后，能用定焦
镜头的不要用变焦镜头，定焦镜头的光圈F值一般也是固定的，尽量选用F值小
的镜头即可，但变焦镜头即使在小焦距段光圈为F1.0此时夜晚补光效果很好，
到如果调节到大焦距段时，镜头的光圈F值会随着焦距变大而变大，造成进光
量减少，红外效果下降，摄像机抓取图片偏暗。
4、感光芯片
感光芯片是一个摄像机的“眼睛”它的好坏直接决定着摄像机成像质量，
特别是红外摄像机在夜晚光线不足的情况下，显得尤为重要。
感光芯片分为CCD和CMOS两种，两者基本上都是采用矽感光二极体进行光
电转换。但由于两者构造不同：CMOS每个像素有独立的放大器；CCD则采用电
荷传递方式输出信号，所有像素采用同一放大器进行信号放大。这样相同面积
下像素点相同时，CMOS感光面积相对低于CCD，造成CMOS低照度效果相对CCD较
差，再者CMOS每个放大器放大倍数都不同，造成夜晚图像噪点过大，影响夜晚
图像效果；故相同像素下采用CCD作为感光元件的红外摄像机较用CMOS做为采
集图像清晰度、低照度都会好些。再者同样是CCD，采用超低照度的，会比普
通的CCD更好些，但价格就会高很多。值得欣慰的是，随着工艺的不断更新，
普通CCD低照度性能越来越好，目前Sony主推的ICX639比07,08年主推的ICX409
低照度性能提升了3倍。
但CMOS由于工艺较CCD简单，成本较低，随着新技术新工艺不断改善，
CMOS的高像素、信号处理迅速等优势逐渐明显，在监控领域份额越来越大，必
将给传统的CCD安防天下带来新的挑战。
5、红外LED补光灯板
目前红外摄像机常用三种光线波长的红外补光灯，红外波段为810nm，
850nm，940nm。810nm一般用于激光红外灯板，由于激光出光角度小，光线集
中，故激光红外灯一般使用在夜晚中远距离监控。850nm，940nm波段红外灯板
，一般由可发出相应波长的LED通过不同的串并电路组合而成，850nm由于近红
光波段，会出现红曝现在，而940nm波长较长，无红曝现象。由于CCD的感光特
性，550nm以上波长随着波长增加，CCD的感光度下降，所以大家一般都采用
850nm的LED作为主要光源，940nm的红外灯板只有客户要求无红曝的情况下才
会使用。
至目前为止，双CCD红外监控摄像头至少还存在一个的问题。因为两个CCD主管的镜
头处于同一平面，之间所照摄角度和范围存在区别，因此，显示器上成像的监
控场所是有分别的，只是很多使用者没有留意罢了！当然，红外摄像机是否会
出现新的技术进步？又是否会有替代品的产生？在科技更新换代的今天，没有
人能准确地预测。
