Hvad er et IR-kapelfilter? og Hvordan fungerer et IR-kapelfilter?

I de seneste år er efterspørgslen efter døgnskygning øget markant. Som vi alle ved, er kameramoduler som øjnene i et visionssystem. De skal kunne registrere billeder i realtid som det menneskelige øje, og deres sensorer kan også registrere nær-infrarødt lys, som er usynligt for det menneskelige øje. Fysikken i billedesensorer gør dem dog særligt følsomme over for infrarødt lys, hvilket kan føre til farveforvrængning i billeder, der optages om dagen.

Som konsulent specialiseret i kameramoduler vil denne artikel give en dybere forståelse af IR-afskærmningsfiltre. Vi vil undersøge, hvordan de virker, hvorfor de er så vigtige og hvordan de kan bruges til at løse problemer, der opstår ved skift om dagen i indlejrede visionssystemer.

Hvad er infrarødt?

Infrarødt lys er en type elektromagnetisk bølge, som er usynlig for det menneskelige øje, og har en bølgelængde, der er længere end synligt lys. Generelt kan det menneskelige øje se lys med bølgelængder mellem 320 nm og 760 nm. Infrarødt lys dækker derimod bølgelængdeområdet 700 nm til 1000 nm i det elektromagnetiske spektrum. I vores hverdag bruger apparater som fjernbetjeninger og termiske afbildningsudstyr egenskaberne ved infrarødt lys.

Selvom det er usynligt for det menneskelige øje, kan billedesensorer såsom CMOS- og CCD-sensorer optage det. Denne følsomhed over for infrarødt lys kan forårsage farveforvrængning i dagsbilleder.

Hvad er et IR-cut-filter?

Et IR-cut-filter, også kendt som et infrarød-afskærmningsfilter, er et optisk filter, der er installeret mellem kameralinse og billedesensor. Det tillader synligt lys at passere, mens det blokerer infrarødt lys fra at nå sensoren.

Dette filter er næsten standard i moderne kameramoduler. Det er typisk et lille stykke glas eller belægning med en specialiseret tyndfilmsteknologi, og dets tilstedeværelse bestemmer kameraets billedegenskaber.

Hvordan virker et IR-kildefilter?

Princippet bag et IR-kildefilter bygger primært på dets unikke tyndfilmsbelægning. Denne belægning er typisk en dielektrisk film, som selektivt reflekterer eller transmitterer bestemte bølgelængder af lys ved at udnytte lysinterferens-effekten.

I dagslysmodus er IR-kildefilteret placeret foran sensoren, hvor det reflekterer infrarødt lys, mens det tillader synligt lys at passere. Om natten eller i lavlysforhold flyttes det væk, så infrarødt lys kan nå sensoren og dermed supplere IR-belysningen til nattesyn.

Den mekaniske omkobling af dette filter mellem dag og nat er nøglen til moderne overvågningskameraers 24/7-overvågningsfunktioner.

Forholdet mellem IR-filterkameraer og IR-kildefiltre

Ved stærkt dagslys er IR-filterkameraer afhængige af et IR-udskæringsfilter for at fungere korrekt. Uden dette filter registrerer billedesensoren både synligt og infrarødt lys.

Da sensoren er mere følsom over for infrarødt lys end det menneskelige øje, kan dette forårsage en unaturlig farveafvigelse i billeder. For eksempel kan objekter, der burde være sorte, fremstå lilla eller brunrøde.
IR-filterkameraer blokerer dette overskydende infrarøde lys og sikrer, at kun synligt lys rammer sensoren, og dermed genskabes korrekte og præcise farver. Dette er filterets mest grundlæggende og vigtige funktion.

Tre grunde til at bruge et IR-udskæringsfilter

Ved design af indlejrede visionssystemer bruges IR-udskæringsfiltre typisk af følgende tre kerneårsager:

• Muliggør farvegenskabelse: Dette er den primære grund. Filtret eliminerer forstyrrelser fra infrarødt lys på billedets farve, og sikrer derved, at kameraets farvegenskabelse ved dagslys matcher det, som det menneskelige øje ser.
• Forbedring af billedetydelighed: Infrarødt lys og synligt lys har forskellige fokalplaner. Uden filtrering resulterer dette i uskarpe billeder. Et IR-udskillelsesfilter sikrer, at al lys fokuseres på sensoren, hvilket forbedrer billedets tydelighed og skarphed.
• Opfyldelse af krav til skift mellem dags/nattemodus: For sikkerhedsovervågningsudstyr, der fungerer 24/7, muliggør IR-udskillelsesfiltre automatisk skift mellem farvemodus om dagen og sort-hvid modus om natten, hvilket gør dem til en nødvendig komponent for at opnå dual-mode billedoptagelse.

Deres rolle i IR-overvågningskameraer

IR-udskillelsesfiltre har stor værdi i IR-overvågningskameraer (infrarøde CCTV-kameraer). Disse kameraer skal kunne tilpasse sig et bredt spektrum af belysningsforhold, fra kraftigt dagslys til total mørke nat.

Om dagen skifter filteret automatisk til rette position, blokerer infrarødt lys og sikrer rigtige farver i optagede billeder. Når lysniveauet er lavt, fjerner systemet infrarød blokeringsfilteret og aktiverer IR-lyserne til overvågningskameraer, og skifter dem til en højfølsom sort-hvid natursigtighedstilstand.

Denne problemfri overgang mellem dags- og nat tilstand er den nøgleteknologi, som gør IR-overvågningskameraer i stand til at levere 24/7 overvågning og dermed blive en standardløsning inden for sikkerhedsbranchen.

IR-lygter til overvågningskameraer

IR-lygter til overvågningskameraer (infrarøde udligningslygter) og IR-blokeringsfilter arbejder tæt sammen. IR-blokeringsfilteret bestemmer kameraets billedkvalitet om dagen, mens IR-blokeringsfilteret bestemmer dets natursigtighedsevne.

Om dagen er filteret aktivt, og fyldlyset er slukket. Om natten fjernes filteret, og fyldlyset er tændt. Kun på denne måde kan kameraet modtage det infrarøde lys fra fyldlyset i mørket og tydeligt gengive objekter i scenen.

Den præcise koordinering mellem de to er afgørende for at sikre, at kameraet producerer billeder af høj kvalitet i enhver miljø og er et centralt overvejelsespunkt i designet af indlejrede visionssystemer.

Minolta-infrarødt filter

Minolta-infrarøde filtre har eksisteret siden filmfotografiets dage. Disse filtre bruges primært til specialiserede fotograferingsformål, såsom at skabe unikke sort-hvide infrarøde billeder. I modsætning til de automatisk skiftende IR-cutfiltre, der findes i moderne kameramoduler, er disse filtre typisk manuelt monterede på objektivet.

Selv om teknologierne adskiller sig, er principperne de samme: at kontrollere mængden af infrarødt lys, der kommer ind til sensoren. At forstå denne historiske kontekst kan hjælpe os med bedre at forstå betydningen af infrarød-udskillelsesfiltre i udviklingen af billeddannelses-teknologi.

UV IR Cut Filters

Ud over de almindelige IR-cut filtre findes der mere avancerede UV/IR-cut filtre. Disse filtre blokerer både ultraviolet og infrarødt lys og giver derved beskyttelse over et bredere spektrum. For professionelle anvendelser, der kræver ekstremt høj billedekvalitet, såsom medicinsk billeddannelse og videnskabelig forskning, eliminerer disse filtre effektivt forstyrrelser fra ultraviolet og infrarødt lys og sikrer derved renhed og nøjagtighed i billeder. Dette er især vigtigt i felter, der er afhængige af præcis pixelinformation.

Opsummering

IR-cut filtre er en uundværlig kernekomponent i moderne kameraer . Ved optisk filtrering mellem synligt og infrarødt lys løser de farveforvrængningsproblemet for billedsensorer under dagslysafbildning og baner vejen for infrarøde natursynsfunktioner. At forstå principperne, funktionerne og anvendelsesscenarier for IR-kappefiltre er afgørende viden for enhver ingeniør inden for indlejret vision. De bestemmer ikke kun farvegengivelsen af et billede, men også den pålidelige drift af et sikkerhedsovervågningssystem til enhver tid.

Muchvision's IR-kappefilterløsninger

Står du over for udfordringer med dags- og natteafbildning i din indlejrede visionsprojektdesign? Kontakt vores ekspertteam i dag for ekspertisk rådgivning i forbindelse med valg af kameramodul for at sikre, at dit produkt optager klare, realistiske billeder under alle belysningsforhold.