一般紅外攝像機主通常由：感光芯片(CCD或CMOS)、DSP處理芯片、紅外LED補光燈板、鏡頭、攝像機外殼、線纜等主要部件組成。下面對每個部件進行深一步的剖析：

　　1、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行光電轉換。但由于兩者構造不同：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)。

　　2、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，而且對信號進行頻譜分析、數字濾波、智能分析等。所以DSP功能的強弱直接影響著圖像質量。但之前使用在攝像機上DSP片，一般Sony、Sharp進行捆綁CCD方式銷售，造成即使其它公司有好的DSP圖像處理技術，也難在安防攝像機領域以示拳腳。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，臺灣晶彩生產的DSP性能大大優(yōu)于原廠Sony推出的DSP，在實現基本功能的同時，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。

　　3、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距離監(jiān)控。850nm，940nm波段紅外燈板，一般由可發(fā)出相應波長的LED通過不同的串并電路組合而成，850nm由于近紅光波段，會出現紅曝現在，而940nm波長較長，無紅曝現象。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。

　　4、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，進光量越大。例如同一個CCD系統(tǒng)在相同的補光情況下，F2.0光圈鏡頭會比F1.0光圈鏡頭進光量減少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，造成進光量減少，紅外效果下降，攝像機抓取圖片偏暗。

　　5、攝像機外殼

　　紅外攝像機外殼主要起三個作用：一、固定相關PCB;二、對PCB進行防水保護;三、對LED進行散熱。

　　固定PCB功能毋庸置疑，對PCB的防水性能則大有講究，現在有兩種設計思路，要么外殼全部堵牢，水汽一點都不能進入;要么留出通氣孔，保證攝像機內部和大氣能很好對流通過蒸發(fā)使攝像機內部水汽盡快散去。目前有不少廠家室外產品基本都選擇第一種防水方式，對外殼縫隙進行全部封堵，避免水汽進入，從08年到目前看此方案效果不錯，由于漏水返修的紅外產品比較少。留有通氣孔的外殼設計，一般開有大面積窗口，實現內部和外部空氣對流，萬一有水分可盡快排出，但這種方式導致水分容易進入，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險。

　　對LED補光燈進行散熱是外殼結構設計設計時需重點考慮的因素，LED半導體材料，對熱量非常敏感，溫度過高會造成LED波長偏移，內部發(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燈板進行散熱。[nextpage]

　　最好能在設計外殼前，利用熱設計對其整機熱量進行分析評估，減少后期溫度過高，調整結構的被動局面。

　　再者好的外殼設計，在滿足防水，散熱的需求外，也要對紅外漏光，反光問題進行處理。之前紅外攝像機經常出現白天圖像正常，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入CCD外，外殼內部CCD周圍存在縫隙，玻璃未采用雙環(huán)玻璃設計，遮陽罩未進行涂黑處理等原因都會造成紅外漏光，反光直接進入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，受機構影響還是很大的，需引起足夠的重視。

　　6、線纜

　　談到線纜可能會感覺對紅外攝像機沒什么影響，但恰恰示這段線對紅外攝像機防水，圖像品質，壽命方面有著很大的影響。防水方面，如果攝像機輸入輸出線纜沒有使用防水線纜，就像給攝像機插入一根吸管，水分會隨著這根管子進去攝像機內部，造成攝像機漏水起霧;圖像品質方面，如果此段線纜未采用屏蔽線纜，很容易造成電源和視頻之間干擾，出現水波紋，噪點等問題。

　　各種紅外技術的成像效果對比分析

　　目前紅外攝像機分為被動式和主動式兩種。

　　被動式紅外攝像機是利用物體超過絕對零度-273°C以上會輻射出紅外光，攝像機去捕捉物體自身發(fā)出的紅外光線而不用外部提供輔助光源。主動式紅外攝像機則需提供輔助紅外光源，提供照射物體的紅外光，攝像機感應被照射物體反射回來的紅外光成像。

　　被動式紅外由于感應物體自身的紅外光，當物體整體溫度一致時很難分辨出物體的棱角，但只要兩個物體直接存在溫差即可感應出來，且受環(huán)境影響比較小，適合大面積，遠距離不需要太清晰物體影像的環(huán)境監(jiān)控，目前主要應用在森林防火，邊疆防御，雨霧惡劣天氣等場景使用。

　　主動式紅外需外部提供光源，它是利用物體反射紅外光成像原理實現監(jiān)控目的的，優(yōu)點在于光源充足情況下，物體線條清晰，可看出環(huán)境的細節(jié)。由于受外部光源限制，一般應用于近距離小場景監(jiān)控。例如小區(qū)，銀行，道路，學校等要求圖像清晰可辨等監(jiān)控場景。

　　紅外攝像機的應用分析

　　例如某20平方的辦公室要求晝夜監(jiān)控，此時就需選用紅外攝像機。

　　1、選擇鏡頭：首先根據需要監(jiān)控的視場角和需要看到監(jiān)測場景內物體的細節(jié)程度選擇合適的鏡頭，如房間內物體需全部看到，這時可能需要選擇3.6mm，或者更小焦距2.8mm鏡頭對其進行全景監(jiān)控。

　　2、選擇紅外燈：由于是室內空間不大，故選擇功率略小的紅外燈進行補光比較合適，如果選用功率過大會造成光照過量，物體過曝，反而適得其反，例如市面上的10m紅外產品。再者要選擇角度的紅外LED否則會造成鏡頭視場角過大，補光燈出光角度較小，出現中間亮四周暗手電筒現象;

　　3、安裝環(huán)境：攝像機的安裝環(huán)境好壞直接影響著攝像機的成像質量，攝像機安裝時，避開裝有空調，下方正好放有高的柜子等位置，也不能一味的為了看清遠處，而把鏡頭調節(jié)的過高，這樣會造成紅外燈光直接反射回來造成偏白。

　　4、布線：目前很多工程商為了節(jié)約成本，使用的電源線纜較細且供電電源與攝像機距離較遠時，線纜電壓衰減比較大，造成終端攝像機供電電壓不足，攝像機無法正常工作，最常見的為攝像機紅外燈無法正常開啟，造成夜晚圖像較暗問題。再者使用較屏蔽不好的同軸電纜線，這樣電源和視頻一起走線時視頻容易受電源干擾出現斜條紋等問題。

　　5、電源：電源是整個系統(tǒng)的心臟，為攝像機提供能源支持。但工程商很多都采用大功率的開關電源，可能一個系統(tǒng)只有一個正好可以滿足工作功率的電源，這樣會出現供電不足的現象，即白天紅外不開啟時攝像機圖像正常，到晚上紅外開啟時，圖像出現明暗相間的條紋，更有甚者這個圖像出現彩色的豎條紋，圖像無法正常工作，這些都是電源不足的表象。如果條件允許，最好給每個攝像機采用單獨的電源供電，且電源盡量靠近攝像機，電源線走線不要過長。

　　結語

　　紅外攝像機從像素方面來看，肯定向高清方面發(fā)展;從LED發(fā)展來看，隨著單顆LED封裝越來越小而出光功率不斷提高，攝像機肯定會向小型化發(fā)展，但散熱仍然會成為LED紅外攝像機發(fā)展的瓶頸。