紅外攝像機主要特點與原理的構(gòu)架
紅外線攝像機原理特性：光是一種電磁波，它的波長區(qū)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。
1、DSP處理芯片
如果說感光芯片是攝像機的眼睛，那DSP就是攝像機的“大腦”，它不僅
控制CCD信號的采集，而且對信號進(jìn)行頻譜分析、數(shù)字濾波、智能分析等。所
以DSP功能的強弱直接影響著圖像質(zhì)量。但之前使用在攝像機上DSP片，一般
Sony、Sharp進(jìn)行捆綁CCD方式銷售，造成即使其它公司有好的DSP圖像處理技
術(shù)，也難在安防攝像機領(lǐng)域以示拳腳。但隨著Sharp，Sony對CCD單片銷售的放
開，給各個DSP廠商提供了一個良好的競爭發(fā)展平臺，目前韓國的Nextchip，
RJ，臺灣晶彩生產(chǎn)的DSP性能大大優(yōu)于原廠Sony推出的DSP，在實現(xiàn)基本功能的
同時，增加了OSD，2D/3D降噪，寬動態(tài)，禎累積等功能，極大豐富了攝像機功
能。
2、攝像機外殼
紅外攝像機外殼主要起三個作用：一、固定相關(guān)PCB；二、對PCB進(jìn)行防水
保護(hù)；三、對LED進(jìn)行散熱。
固定PCB功能毋庸置疑，對PCB的防水性能則大有講究，現(xiàn)在有兩種設(shè)計思
路，要么外殼全部堵牢，水汽一點都不能進(jìn)入；要么留出通氣孔，保證攝像機
內(nèi)部和大氣能很好對流通過蒸發(fā)使攝像機內(nèi)部水汽盡快散去。目前有不少廠家
室外產(chǎn)品基本都選擇第一種防水方式，對外殼縫隙進(jìn)行全部封堵，避免水汽進(jìn)
入，從08年到目前看此方案效果不錯，由于漏水返修的紅外產(chǎn)品比較少。留有
通氣孔的外殼設(shè)計，一般開有大面積窗口，實現(xiàn)內(nèi)部和外部空氣對流，萬一有
水分可盡快排出，但這種方式導(dǎo)致水分容易進(jìn)入，電路板受潮加速老化，再者
連續(xù)陰雨天存在一定的積水風(fēng)險。
對LED補光燈進(jìn)行散熱是外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計時需重點考慮的因素，LED半導(dǎo)
體材料，對熱量非常敏感，溫度過高會造成LED波長偏移，內(nèi)部發(fā)光點永久失
效，封裝膠體變形影響出光效率等問題。目前做的比較好的散熱都是把燈板直
接和外殼連在一起，通過攝像機外殼對LED燈板進(jìn)行散熱。
最好能在設(shè)計外殼前，利用熱設(shè)計對其整機熱量進(jìn)行分析評估，減少后期
溫度過高，調(diào)整結(jié)構(gòu)的被動局面。
再者好的外殼設(shè)計，在滿足防水，散熱的需求外，也要對紅外漏光，反光
問題進(jìn)行處理。之前紅外攝像機經(jīng)常出現(xiàn)白天圖像正常，晚上圖片白茫茫一片
，看不到任何東西。除了攝像機安裝環(huán)境方面造成的紅外光直接反射回來進(jìn)入
CCD外，外殼內(nèi)部CCD周圍存在縫隙，玻璃未采用雙環(huán)玻璃設(shè)計，遮陽罩未進(jìn)行
涂黑處理等原因都會造成紅外漏光，反光直接進(jìn)入CCD造成圖像偏白問題。所
以紅外攝像機夜視效果不僅僅受制于CCD,DSP芯片方面限制，受機構(gòu)影響還是
很大的，需引起足夠的重視。
3、鏡頭
紅外攝像機選擇鏡頭，首先，必須選用帶IR功能的紅外鏡頭，如果采用普
通不感紅外鏡頭，會由于白天可見光和夜晚補的紅外光波段不同，造成鏡頭成
像焦點偏移，圖像白天清晰夜晚模糊的現(xiàn)象；再者在焦距一定的情況下，盡量
選用光圈F小的鏡頭，光圈越小，進(jìn)光量越大。例如同一個CCD系統(tǒng)在相同的補
光情況下，F(xiàn)2.0光圈鏡頭會比F1.0光圈鏡頭進(jìn)光量減少4倍。最后，能用定焦
鏡頭的不要用變焦鏡頭，定焦鏡頭的光圈F值一般也是固定的，盡量選用F值小
的鏡頭即可，但變焦鏡頭即使在小焦距段光圈為F1.0此時夜晚補光效果很好，
到如果調(diào)節(jié)到大焦距段時，鏡頭的光圈F值會隨著焦距變大而變大，造成進(jìn)光
量減少，紅外效果下降，攝像機抓取圖片偏暗。
4、感光芯片
感光芯片是一個攝像機的“眼睛”它的好壞直接決定著攝像機成像質(zhì)量，
特別是紅外攝像機在夜晚光線不足的情況下，顯得尤為重要。
感光芯片分為CCD和CMOS兩種，兩者基本上都是采用矽感光二極體進(jìn)行光
電轉(zhuǎn)換。但由于兩者構(gòu)造不同：CMOS每個像素有獨立的放大器；CCD則采用電
荷傳遞方式輸出信號，所有像素采用同一放大器進(jìn)行信號放大。這樣相同面積
下像素點相同時，CMOS感光面積相對低于CCD，造成CMOS低照度效果相對CCD較
差，再者CMOS每個放大器放大倍數(shù)都不同，造成夜晚圖像噪點過大，影響夜晚
圖像效果；故相同像素下采用CCD作為感光元件的紅外攝像機較用CMOS做為采
集圖像清晰度、低照度都會好些。再者同樣是CCD，采用超低照度的，會比普
通的CCD更好些，但價格就會高很多。值得欣慰的是，隨著工藝的不斷更新，
普通CCD低照度性能越來越好，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由于工藝較CCD簡單，成本較低，隨著新技術(shù)新工藝不斷改善，
CMOS的高像素、信號處理迅速等優(yōu)勢逐漸明顯，在監(jiān)控領(lǐng)域份額越來越大，必
將給傳統(tǒng)的CCD安防天下帶來新的挑戰(zhàn)。
5、紅外LED補光燈板
目前紅外攝像機常用三種光線波長的紅外補光燈，紅外波段為810nm，
850nm，940nm。810nm一般用于激光紅外燈板，由于激光出光角度小，光線集
中，故激光紅外燈一般使用在夜晚中遠(yuǎn)距離監(jiān)控。850nm，940nm波段紅外燈板
，一般由可發(fā)出相應(yīng)波長的LED通過不同的串并電路組合而成，850nm由于近紅
光波段，會出現(xiàn)紅曝現(xiàn)在，而940nm波長較長，無紅曝現(xiàn)象。由于CCD的感光特
性，550nm以上波長隨著波長增加，CCD的感光度下降，所以大家一般都采用
850nm的LED作為主要光源，940nm的紅外燈板只有客戶要求無紅曝的情況下才
會使用。
至目前為止，雙CCD紅外監(jiān)控攝像頭至少還存在一個的問題。因為兩個CCD主管的鏡
頭處于同一平面，之間所照攝角度和范圍存在區(qū)別，因此，顯示器上成像的監(jiān)
控場所是有分別的，只是很多使用者沒有留意罷了！當(dāng)然，紅外攝像機是否會
出現(xiàn)新的技術(shù)進(jìn)步？又是否會有替代品的產(chǎn)生？在科技更新?lián)Q代的今天，沒有
人能準(zhǔn)確地預(yù)測。
