CCD摄像设备：性能参数和功能选择指南

1.摄像机

电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）摄像机具有高灵敏度、高可靠性、寿命长、能在较宽的温度环境中长期正常工作等优点，且技术日渐成熟化和商品化，从而使得CCD摄像机在安防系统中的应用越来越普遍，并使电视监控系统得到了飞速发展。

CCD的成像原理是：被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出，视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。CCD通常由微型镜头、分色滤色片、感光层等三层结构构成。

（1）微型镜头 微型镜头为CCD的第一层，成像的关键就在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单一像素的受光面积，但是提高采光率的办法也容易使画质下降，这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜，因此感光面积不再取决于传感器的开口面积，而由微型镜片的表面积来决定。

（2）分色滤色片 分色滤色片为CCD的第二层，目前有两种分色方式：一种是RGB原色分色法；另一种则是CMYK补色分色法。这两种方法各有优缺点。RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色都可以通过红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue）来组成，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成的。CMYK是由青（C）、洋红（M）、黄（Y）和黑（K）四个通道的颜色配合而成的，在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。

原色CCD的优势在于色彩真实，但缺点则是噪声问题。一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对地，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上。

（3）感光层 感光层为CCD的第三层，这层主要负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。

CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、富士等公司生产的芯片，现在韩国三星等也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级、各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其他专用仪器；然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色、扭曲、色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好地还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然，而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果。

摄像机是监视系统的重要部件，摄像机的选择和安装是决定系统整体性能的重要因素。下面重点介绍一下CCD摄像机的各种参数，以备读者在选择摄像机时作为参考。

2.CCD摄像机的主要参数

（1）色彩 摄像机有黑白和彩色之分，可以根据监视的目的和经济情况来决定采购什么型号的产品。一般黑白摄像机的灵敏度大约是0.02～0.5lx，彩色摄像机多在1lx以上，因此黑白摄像机要比彩色的灵敏度高，比较适合用于光线不足的地方，如果使用的目的只是监视景物的位置和移动，可采用黑白摄像机。如果要分辨被摄物体的细节，比如分辨衣服和景物的颜色，则采用彩色的比较好。

（2）电源和功耗 摄像机的电源一般有交流220V、交流24V、直流12V和直流24V等多种，在应用中可根据系统的电源和现场需要适当地选择。

CCD摄像机功耗很小，一般小于2W，少数可达10W。

（3）尺寸CCD摄像机扫描的有效面积，有时也叫靶面，通常是由等效的摄像管直径来标称的，有1/3in、1/2in和2/3in（1in=25.4mm）等几种，目前采用的芯片大多数为1/3in（靶面宽×高为4.8mm×3.6mm，对角线为6mm）和1/4in（靶面宽×高为3.2mm×2.4mm，对角线为4mm）。

在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求时，CCD靶面的大小、CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。

（4）制式 摄像机同电视机一样，也有PAL（逐行倒相）制和NTSC（国家电视标准代码）制等几种制式之分，购买时要根据系统使用的制式选择。由于我国电视信号的制式是PAL制，所以市场上出售的摄像机大多数是PAL制式的，标准为625行、50场，只有医疗或其他专业领域才用到一些非标准制式。另外，日本采用NTSC制，标准为525行、60场。

（5）清晰度 清晰度分水平清晰度和垂直清晰度两种，其中垂直清晰度受摄像机制式的限制，有一个最高的限度，例如PAL制的为400行，因而摄像机的清晰度是用水平清晰度来表示的。

如果用R_Δ表示水平清晰度，V表示画面的垂直高度，H表示水平长度，m表示一条水平线上能再现的像素数，则水平清晰度可由下式定义：

一般V/H为0.75。CCD摄像机的水平清晰度一般为300～700行，当然，清晰度越高越好，但价格也越贵，所以应根据实际需要慎重选择。

（6）灵敏度（最低照度） 一般摄像机的灵敏度是用被摄物体的照度来表示，其单位为勒[克司]（lx）。被摄物体的亮度不仅取决于照度，还取决于表面的反射能力，所以摄像机的标称灵敏度是对白色反射率为89.9%、黑色反射率接近零的测试卡而言的，通常摄像机给出最低照度。根据经验知识，景物的照度是摄像机所标最低照度的10倍时，就可以得到很清晰的图像。

CCD摄像机的最低照度一般为0.1～5lx。CCD摄像机对红外光比较敏感，如果要在完全黑暗的地方进行监视，可加上红外光源。

（7）同步方式 为了防止图像切换时产生闪跳现象，所有摄像机都需外加一个同步信号，主要有以下途径实现同步功能：

1）内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作；

2）外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端；

3）电源同步：也称为线性锁定或行锁定，是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄像机和电源零线同步。

4）外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD（场驱动）同步脉冲输入完成外VD同步。

5）多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄像机同步，这样即使其中一台摄像机转换到其他景物，同步摄像机的画面亦不会失真。

（8）自动增益控制 所有摄像机都有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水平的视频放大器，其放大量即为增益，它等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏地工作，然而在亮光照的环境中放大器将过负荷，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制（AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC电路，从而使摄像机能够在较大的光照范围内工作，这就是动态范围，这也就意味着在低照度时自动增加摄像机的灵敏度，可提高图像信号的强度来获得清晰的图像。目前市场上，CCD摄像机的最低照度都是在这种条件下给出的参数。

（9）白平衡 白平衡只用于彩色摄像机，可使得摄像机图像能够精确地反映景物状况，目前主要有手动白平衡和自动白平衡两种方式。

1）自动白平衡：

①连续方式：此时白平衡设置将随着景物色彩温度的改变而连续地调整，范围为2800～6000K。这种方式对于景物的色彩温度在拍摄期间不断改变的场合是最适宜的，使色彩表现自然，但对于景物中很少甚至没有白色时，连续的白平衡不能产生最佳的彩色效果。

②按钮方式：先将摄像机对准诸如白墙、白纸等白色目标，然后将自动方式开关从手动拨到设置位置，保留在该位置几秒钟或者至图像呈现白色为止，在白平衡被执行后，将自动方式开关拨回手动位置以锁定该白平衡的设置，此时白平衡设置将保持在摄像机的存储器中，直至再次执行被改变为止，其范围为2300～10000K，在此期间，即使摄像机断电也不会丢失该设置。以按钮方式设置白平衡最为精确和可靠，适用于大部分应用场合。

2）手动白平衡：开手动白平衡将关闭自动白平衡，此时改变图像的红色或蓝色状况有多达107个等级供调节，如增加或减少红色各一个等级、增加或减少蓝色各一个等级。此外，有的摄像机还有将白平衡固定在3200K（白炽灯水平）和5500K（日光水平）等档次命令。

（10）电子光线控制 不少CCD摄像机利用电子快门，根据射入光线的亮度来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而在光线变化较大时，也可以不采用自动光圈镜头。一般电子光线控制的范围，相对于电子快门在1/50～1/10000s范围内连续变化。

在CCD摄像机内，是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门。电子快门控制摄像机CCD的累积时间，当电子快门关闭时，对NTSC制摄像机，其CCD累积时间为1/60s；对于PAL制摄像机，则为1/50s。当摄像机的电子快门打开时，对于NTSC制摄像机，其电子快门以261步覆盖从1/60s到1/10000s的范围；对于PAL制摄像机，其电子快门则以311步覆盖从1/50s到1/10000s的范围。当电子快门速度增加时，在每个视频场允许的时间内，聚焦在CCD上的光减少，结果将降低摄像机的灵敏度，然而较高的快门速度对于观察运动图像会产生一个“停顿动作”效应，这将大大地增加摄像机的动态分辨率。

（11）逆光补偿 逆光补偿，又称为逆光补正或背光补偿，具有逆光补偿电路的摄像机，可以避免在逆光摄像下图像出现发黑不清的现象。

此外，在摄像机的选用上，还应重点考虑以下原则：

（1）性价比 按技术性能指标的高低，摄像机可分为广播级、通用级、摄录级以及特殊级等，但作为一般的电视监视系统，选取通用级即可保证图像质量满足要求，而价格只有专业级的1/5～1/6。

（2）色彩 摄像机有彩色和黑白之分，对于电视监视系统，为了降低成本和实现无调整化，除非特殊需要外，均以灵敏度和清晰度都较高的黑白摄像机为宜。

（3）尺寸 小尺寸摄像机体积小，使用方便，而大尺寸摄像机维护和修理方便，价格也相对便宜，故选择时应综合考虑，通常使用1/3in或1/2in摄像机。

（4）灵敏度 应根据监视场合的监视目标的照度来选用不同灵敏度的摄像机，以确保画面清晰的质量要求。

3.镜头

在电视监视系统中，镜头的作用是收集光信号，并成像于摄像机的光电转换面上。在设计系统时，它的选择与摄像机的选择是同等重要的。

镜头的选择要根据观察的视野和亮度变化的范围，同时兼顾所选摄像机CCD的尺寸。视野决定采用定焦距还是变焦距镜头，对定焦距，要考虑选择多大焦距，对变焦距，要考虑选择多大范围。亮度的变化决定是否使用自动光圈镜头。下面介绍一下镜头主要的参数选择。

（1）空间分辨率 镜头的空间分辨率表示镜头所成像在单位长度上能分辨的黑白条纹数，其单位是线/毫米。对不同幅面格式的摄像镜头有一个最低的分辨率要求，它可以由下面公式计算：

(www.xing528.com)

式中 N──镜头的分辨率；

H──幅面格式的高度。

目前CCD摄像机可以将象素密度做得很高，因此其尺寸就可以做得很小，与之配套的电视摄像镜头的分辨率也应提高。如1/2in格式画幅为4.8mm×6.4mm，镜头的最低分辨率应为38对线/mm；而1/3in格式画幅为3.6mm×4.8mm，分辨率应大于50对线/mm。所以摄像机的靶面越小，对镜头的分辨率要求也越高。

（2）镜头的尺寸 电视摄像镜头的尺寸，要由选用的摄像机的靶面大小来确定，一般大尺寸的镜头可以用在小靶面的摄像机上，反之则不行。这是因为光束的一部分被镜头和镜筒挡掉了，这种情况下得到的图像边缘不是发黑就是发虚，是不能用的。如果镜头的分辨率不高，大尺寸的镜头用在小靶面的摄像机上会损失图像的清晰度，这也是要注意的问题。

（3）焦距 镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角。焦距越小，视野越大；焦距越大，视野越小。如果用w和h表示CCD的宽度和高度，f表示焦距，则视角可用下式算出

由于一般监视器的光栅通常有10%～15%的过扫描，所以图像的边缘不能被显示出来，因此设计时应考虑加上15%～20%的裕量。

（4）光圈（光圈指数或光圈数） 光圈是衡量镜头通光量的参数，是镜头焦距与通光孔径的比值，一般用F表示。镜头的规格上都标有最大的F值，例如6mm/F1.4表示最大的孔径是4.29mm。F越小，通光量越大，它是与F数的二次方成反比关系。

目前，市场上供监视摄像机用的镜头很多，就光圈而言，可分为手动光圈镜头及自动光圈镜头两种；就焦距而言，又可分为定焦镜头及变焦镜头两种。

（1）手动、自动光圈镜头的选用 手动、自动光圈镜头的选用取决于使用环境的照度是否恒定。

对于在环境照度恒定的情况下，如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内，均可选用手动光圈镜头，这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度，一次性整定镜头光圈大小，获得满意亮度画面即可。

对于环境照度处于经常变化的情况，如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及大堂内等，均需选用自动光圈镜头（必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机），这样便可以实现画面亮度的自动调节，获得良好的较为恒定亮度的监视画面。

对于自动光圈镜头的控制信号又可分为直流（DC）电压控制及视频（Video）信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，注意三者能协调配合好即可。

（2）定焦、变焦镜头的选用 定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小，以及所要求被监视场景画面的清晰程度。

在镜头规格一定的情况下，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；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。

在电梯轿厢等狭小的被监视环境中，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1/2in，CS型接口，镜头焦距为3.6mm或2.6mm，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。

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）镜头的最大视场角为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，但这样做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作为参考依据，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价比决定，在选用时也应考虑以下两点：

1）在调节至最短焦距（看全景）时，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（看细节）时，应能满足观察被监视场景画面细节的要求。

通常情况下，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。

图4-6 全方位电动云台

1─摄像机安装座 2─摄像机外壳连接螺钉 3─垂直方位调整螺钉 4─水平方位调整螺钉 5─视频电缆 6─电动云台安装螺钉

4.云台

云台是安装、固定摄像机的支撑设备。它与摄像机配合可扩大监视的范围。

云台的种类很多，按用途分类，可分为通用型云台和特殊型云台；按其使用环境分类，可分为室内型云台、室外型云台、防爆型云台、耐高温云台和水下云台等；按其回转的特点分类，可分为只能左右旋转的水平云台和既能左右旋转、又能上下旋转的全方位云台。

在智能楼宇的监视系统中，最常用的是室内外全方位普通云台，图4-6所示为其结构。

全方位云台内部有两个电动机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动，其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，一般有交流24V、交流220V及直流24V。当接到上、下动作电压时，垂直电动机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电动机转动，并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。云台分别由水平和垂直的限位栓微动开关实现其限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。限位装置可以位于云台外部，调整过程简单；也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。

下面介绍一下云台的主要选择参数，以供设计者根据实际需要选定适当云台。

（1）转动速度 云台的转动速度是衡量云台档次高低的重要指标，云台水平和垂直方向是由两个不同的电动机驱动的，因此云台的转速也分为水平转速和垂直转速。由于载重的原因，垂直电动机在起动和运行保持时的扭矩大于水平方向的扭矩，再加上实际监控时对水平转速的要求要高于垂直转速，因此一般来说，云台的垂直转速要低于水平转速。

交流云台使用的是交流电动机，转动速度固定，一般水平转速为4°/s～6°/s，垂直转速为3°/s～6°/s。有的厂商也生产交流型高速云台，水平转速可以达到15°/s，垂直转速可达到9°/s，但同一系列高速型云台的载重量会相应降低。

直流型云台大都采用的是直流步进电动机。它具有转速高、可变速的优点，适合需要快速捕捉目标的场合，其水平最高转速可达40°/s～50°/s，垂直最高转速可达10°/s～24°/s。另外，直流型云台都具有变速功能，所提供的电压是直流0～36V之间的变化电压。变速的效果由控制系统和解码器的性能决定，以使云台电动机根据输入的电压高低按相应转速进行转动。常见的变速控制方式有两种：一种是全变速控制，就是通过检测操作员对键盘操纵杆控制的位移量决定对云台的输入电压，全变速控制是在云台变速范围内实现平缓的变速过渡；另外一种是分档递进式控制，就是在云台变速范围内设置若干挡，各档对应不同的电压（转速），操作前必须先选择所需转动的转速档，再对云台进行各方向的转动操作。

（2）转动角度 云台的转动角度可分为水平和垂直两个角度，其中垂直转动角度与负荷（防护罩/摄像机/镜头）的安装方式有很大关系，由于限位栓会占用一定的角度，云台的水平转动角度一般都能达到355°，但会出现少许的监控死角。当前的云台都改进了限位装置，使其可以达到360°甚至365°（有5°的覆盖角度），以消除监控死角，用户使用时可以根据现场的实际情况进行限位设置。例如安装在墙壁上的壁装式，即使云台具有360°的转动角度，实际上只需要监视云台正面的180°角度，即使转动到后面方向的180°也只能看到安装面（墙壁），没有实际监控意义，因此壁装式只需要监视水平180°的范围，角装式只需监视270°的范围。这样避免云台过多地转动到无需监控的位置，也提高了云台的使用效率。

（3）承载能力 云台所承载的是摄像机、镜头和防护设备。其最大承载能力可定义为：摄像机（包括防护罩）的重心到云台工作面的距离为50mm，该重心必须通过云台的回转中心，面且与云台的工作面垂直，此时的最大承载力是云台的标称值。如果负荷位置安装不当，重心偏离回转中心，增大了负荷力矩，实际的载重量将小于最大负荷量的设计值，因此云台垂直转动角度越大，重心偏离也越大，相应的承载重量就越小。

云台的载重量是选用云台的关键，如果云台载重量小于实际负荷的重量，不仅会使操作功能下降，而且云台的电动机、齿轮也会因长时间超负荷而损坏。云台的实际载重量可为3～50kg不等，同一系列的云台产品，侧装时的承载能力要大于顶装，高速型的承载能力要小于普通型。

对于室内云台，防护设备比较简单，重量轻，所以其承载能力设计得很小，一般在8kg左右。而室外云台必须有防水性能，因此电缆接口等都要考虑水密设计，同时室外防护罩由于考虑全天候工作，体积大，重量也大，所以其承载能力设计得较大，一般在10kg以上。

（4）电源 目前市场上出售的云台的电压一般是交流220V、交流24V，特殊的还有直流12V的。

（5）使用环境 室内使用的云台要求不高，云台使用环境的各项指标主要针对室外使用的云台，其中包括使用环境温度限制、湿度限制、防尘防水的IP防护等级。一般室外环境使用的云台温度范围为-20℃至60℃，如果使用在更低温度的环境下，可以在云台内部加装温控型加热器，使温度下限达-40℃或更低。湿度指标一般为95%不凝结。防尘防水的IP等级应达到IP66以上。另外，在实际使用中，应根据环境选择使用相适合的材料和防护层，如铁质外壳不适合使用在潮湿和具有腐蚀性的环境中。

5.防护罩

摄像机的防护罩分为室内防护罩和室外防护罩两种。

（1）室内防护罩 一般对室内防护罩的要求比较简单，其主要作用是防尘，有时也有隐蔽作用，使监视场合和对象不易察觉受监视。室内防护罩一般由涂漆或经阳极氧化处理的铝材、涂漆钢材、黄铜或塑料制成。如果使用塑料，应当使用耐火型或阻燃型。

防护罩必须有足够的强度，安装界面必须牢固，视窗应该是清晰透明的安全玻璃或塑料（聚碳酸酯），电气连接口的设计位置应该便于安装和维护。在室温很高的环境下，室内防护罩需要配置风扇，帮助散热。另外，某些使用环境要求高的场合，还要考虑外形美观，造型要有时代感，安装简单实用，或者可省去防护罩，直接把摄像机安装在支架上。

（2）室外防护罩 室外防护罩，也称为全天候防护罩，主要功能是防晒、防雨、防尘、防冻、防凝露。其结构一般采用双层防水结构，由耐腐蚀铝合金制成，表面还涂有防腐材料；气温35°以上时，要有冷却装置，低于0℃时要有加热装置。一般室外防护罩配有温度继电器，在温度高时，自动打开风扇冷却，温度低时自动加热，下雨时可以人为控制雨刷器刷雨。有些室外防护罩的玻璃可以加热，如果防护罩有结霜，可以加热除霜。

室外防护罩一般由铝材、带涂层的钢材、不锈钢或可以使用在室外环境的塑料制成。制造材料必须能够耐受紫外线的照射，否则会很快出现裂纹、褪色、强度降低等老化现象。在需要防护罩耐用、具有高安全度、可抵抗人为破坏的环境中，应该使用不锈钢防护罩；经过适当处理的铝防护罩也是一种性能优良的防护罩，处理方法有三种：聚氨酯烤漆、阳极氧化、阳极氧化加涂漆。在有腐蚀性气体的环境中，不应该选择铝制或钢制防护罩；在盐雾环境中，应使用由不锈钢或特殊塑料制成的防护罩。