فیلتر IR-cut چیست؟ و نحوه کار فیلتر IR-cut چگونه است؟

در سال‌های اخیر، تقاضا برای نظارت تصویری شبانه‌روزی به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است. همان‌طور که می‌دانیم، ماژول‌های دوربین مانند چشم‌های یک سیستم بینایی هستند. آن‌ها باید بتوانند مانند چشم انسان تصاویر لحظه‌ای را ثبت کنند و حسگرهایشان همچنین می‌توانند نور مادون قرمز نزدیک را که برای چشم انسان غیرمرئی است، تشخیص دهند. با این حال، خواص فیزیکی حسگرهای تصویر، آن‌ها را به‌ویژه نسبت به نور مادون قرمز حساس می‌کند و این امر می‌تواند منجر به ایجاد تشوه رنگی در تصاویر ضبط‌شده در روز شود.

به‌عنوان یک مشاور تخصصی در زمینه ماژول‌های دوربین، این مقاله به بررسی جامع فیلترهای IR-cut خواهد پرداخت. ما به بررسی نحوه کارکرد آن‌ها، اهمیت بالایشان و نحوه استفاده از آن‌ها برای حل مشکلاتی که در هنگام تغییر حالت در سیستم‌های بینایی تعبیه‌شده رخ می‌دهد، خواهیم پرداخت.

فروسرخ چیست؟

نور مادون قرمز نوعی موج الکترومغناطیسی است که برای چشم انسان غیرقابل دیدن است و دارای طول موجی بلندتر از نور مرئی است. به طور کلی، چشم انسان قادر است نوری با طول موج بین 320 نانومتر و 760 نانومتر را ببیند. نور مادون قرمز از طول موج 700 نانومتر تا 1000 نانومتر را در طیف الکترومغناطیسی فرا می‌گیرد. در زندگی روزمره، دستگاه‌هایی مانند کنترل‌های از راه دور و دستگاه‌های تصویربرداری گرمایی از خواص نور مادون قرمز استفاده می‌کنند.

اگرچه برای چشم انسان غیرمرئی است، حسگرهای تصویری مانند حسگرهای CMOS و CCD می‌توانند آن را ثبت کنند. این حساسیت به نور مادون قرمز می‌تواند باعث ایجاد تشوه رنگی در تصاویر روزانه شود.

فیلتر IR-cut چیست؟

فیلتر IR-cut، که به عنوان فیلتر مادون قرمز نیز شناخته می‌شود، یک فیلتر نوری است که بین لنز دوربین و حسگر تصویر نصب می‌شود. این فیلتر اجازه می‌دهد نور مرئی از آن عبور کند، در حالی که نور مادون قرمز را از رسیدن به حسگر جلوگیری می‌کند.

این فیلتر تقریباً استاندارد در ماژول‌های دوربین مدرن است. معمولاً یک تکه کوچک شیشه یا پوشش با فناوری پوشش نازک تخصصی است و حضور آن مشخص‌کننده ویژگی‌های تصویربرداری دوربین است.

فیلتر IR-cut چگونه کار می‌کند؟

اصل کارکرد یک فیلتر IR-cut عمدتاً به پوشش نازک ویژه آن بستگی دارد. این پوشش معمولاً یک فیلم دی‌الکتریک است که با استفاده از اثر تداخل نور، طول موج‌های خاصی از نور را به‌صورت انتخابی منعکس یا عبور می‌دهد.

در حالت روز، فیلتر IR-cut در جلوی سنسور قرار می‌گیرد و نور مادون قرمز را منعکس می‌کند در حالی که اجازه می‌دهد نور مرئی عبور کند. در شب یا شرایط کم‌نور، این فیلتر کنار گذاشته می‌شود و اجازه می‌دهد نور مادون قرمز وارد سنسور شود، بدین‌ترتیب از نور مادون قرمز برای دید در شب پشتیبانی می‌شود.

تغییر مکانیکی این فیلتر بین روز و شب، کلیدی برای قابلیت نظارت ۲۴/۷ دوربین‌های امنیتی مدرن است.

ارتباط بین دوربین‌های فیلتر IR و فیلتر IR-cut

در نور روز روشن، دوربین‌های فیلتر IR به منظور کارکرد مناسب به فیلتر قطع‌کننده IR متکی هستند. بدون این فیلتر، سنسور تصویر هم نور مرئی و هم نور مادون قرمز را ثبت می‌کند.

از آن‌جا که سنسور نسبت به نور مادون قرمز بیشتر از چشم انسان حساس است، این موضوع می‌تواند باعث ایجاد یک دسته‌بندی رنگی غیرطبیعی در تصاویر شود. به عنوان مثال، اشیایی که باید سیاه باشند ممکن است بنفش یا قهوه‌ای-قرمز به نظر برسند.
دوربین‌های فیلتر IR این نور اضافی مادون قرمز را مسدود می‌کنند و تنها اجازه می‌دهند نور مرئی وارد سنسور شود، بدین ترتیب رنگ‌های واقعی و دقیقی تولید می‌شود. این مهم‌ترین و اساسی‌ترین عملکرد فیلتر است.

سه دلیل برای استفاده از فیلتر IR-Cut

در طراحی سیستم بینایی تعبیه‌شده، فیلترهای IR-cut معمولاً به دلایل اصلی سه‌گانه زیر استفاده می‌شوند:

• فعال‌کننده تولید رنگ: این مهم‌ترین دلیل است. فیلتر تداخل نور مادون قرمز را در رنگ تصویر حذف می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که ارائه رنگ توسط دوربین در نور روز با آنچه چشم انسان می‌بیند مطابقت داشته باشد.
• بهبود وضوح تصویر: نور مادون قرمز و نور مرئی دارای صفحات کانونی متفاوتی هستند. بدون فیلتر کردن، این امر منجر به تصاویر محو می‌شود. یک فیلتر IR-cut مطمئن می‌سازد که تمام نورها روی سنسور متمرکز شوند و در نتیجه وضوح و تیزی تصویر بهبود یابد.
• برآورده کردن نیازمندی‌های تغییر حالت روز/شب: برای تجهیزات نظارتی امنیتی که به صورت 24 ساعته کار می‌کنند، فیلترهای IR-cut امکان تغییر خودکار بین حالت رنگی در روز و حالت سیاه و سفید در شب را فراهم می‌کنند و در نتیجه یک مؤلفه کلیدی برای دستیابی به تصویربرداری دو حالتی محسوب می‌شوند.

نقش آن‌ها در دوربین‌های مداربسته مادون قرمز

فیلترهای cut-IR در دوربین‌های مداربسته مادون قرمز (دوربین‌های مداربسته IR) ارزش بالایی دارند. این دوربین‌ها باید بتوانند با محدوده گسترده‌ای از شرایط روشنایی، از جمله نور روز شدید تا تاریکی کامل شب، تطبیق پیدا کنند.

در طول روز، فیلتر به صورت خودکار در جای خود قرار می‌گیرد و نور مادون قرمز را مسدود کرده و رنگ‌های واقعی را در ضبط‌های تصویری تضمین می‌کند. وقتی سطح نور کم است، سیستم فیلتر مادون قرمز را حذف کرده و چراغ‌های مادون قرمز را فعال می‌کند و دوربین‌های امنیتی را به حالت دید در شب با حساسیت بالا تغییر می‌دهد.

این انتقال بی‌درز روز و شب، فناوری کلیدی است که به دوربین‌های مداربسته مادون قرمز اجازه می‌دهد نظارت ۲۴ ساعته داشته باشند و به یک راه‌حل رایج در صنعت امنیت تبدیل شوند.

چراغ‌های مادون قرمز برای دوربین‌های امنیتی

چراغ‌های مادون قرمز برای دوربین‌های امنیتی (چراغ‌های پرکننده مادون قرمز) و فیلترهای مادون قرمز به طور نزدیکی با یکدیگر کار می‌کنند. فیلتر مادون قرمز تعیین کننده کیفیت تصویر دوربین در روز است، در حالی که همین فیلتر قابلیت دید در شب آن را نیز تعیین می‌کند.

در طول روز فیلتر فعال است و نور پرکننده خاموش می‌باشد. در شب فیلتر حذف شده و نور پرکننده روشن است. فقط به این ترتیب می‌تواند دوربین نور مادون قرمز را از نور پرکننده در تاریکی دریافت کند و به خوبی اشیاء صحنه را ضبط کند.

هماهنگی دقیق بین این دو عامل کلیدی تضمین می‌کند که دوربین بتواند در هر محیطی تصاویر با کیفیت بالا تولید کند و این امر یکی از موارد اصلی در طراحی سیستم‌های بینایی تعبیه شده محسوب می‌شود.

فیلتر مادون قرمز مینولتا

فیلترهای مادون قرمز مینولتا از روزهای عکاسی فیلمی وجود داشته‌اند. این فیلترها عمدتاً برای منظورهای عکاسی خاصی مانند ایجاد تصاویر مادون قرمز سیاه و سفید منحصربه‌فرد استفاده می‌شوند. برخلاف فیلترهای قطع مادون قرمز که به صورت خودکار در ماژول‌های دوربین مدرن استفاده می‌شوند، این فیلترها معمولاً به صورت دستی به عدسی متصل می‌گردند.

اگرچه فناوری‌ها متفاوت هستند، اصول یکسانی در آن‌ها وجود دارد: کنترل مقدار نور مادون قرمز ورودی به سنسور. درک این زمینه تاریخی می‌تواند به ما کمک کند تا اهمیت فیلترهای مادون قرمز را در توسعه فناوری تصویربرداری به‌صورت کامل‌تری درک کنیم.

فیلترهای UV IR Cut

در کنار فیلترهای مادون قرمز معمولی، فیلترهای پیشرفته UV/IR Cut نیز وجود دارند. این فیلترها هم نور فرابنفش و هم نور مادون قرمز را مسدود می‌کنند و حفاظتی با طیف گسترده‌تر فراهم می‌کنند. برای کاربردهای حرفه‌ای که نیازمند کیفیت بسیار بالای تصویر هستند، مانند تصویربرداری پزشکی و تحقیقات علمی، این فیلترها به‌صورت مؤثری تداخل نور فرابنفش و مادون قرمز را حذف می‌کنند و خلوص و دقت تصویر را تضمین می‌کنند. این موضوع به‌ویژه در زمینه‌هایی که متکی به اطلاعات دقیق پیکسلی هستند، اهمیت زیادی دارد.

خلاصه

فیلترهای IR-cut یک جزء اصلی و ضروری در تصویربرداری مدرن هستند ماژول‌های دوربین . با فیلتر کردن نور مرئی و مادون قرمز به‌صورت اپتیکی، این فیلترها مشکل دگرگونی رنگ در حسگرهای تصویر در حین تصویربرداری در روز را حل می‌کنند و زمینه را برای قابلیت دید مادون قرمز در شب فراهم می‌کنند. درک اصول، عملکرد و سناریوهای کاربردی فیلترهای IR-cut برای هر مهندس دید امبدد شده دانشی ضروری است. این فیلترها نه تنها وفاداری رنگی تصویر را تعیین می‌کنند، بلکه عملکرد قابل اعتماد سیستم‌های نظارت امنیتی را در تمام شرایط تضمین می‌نمایند.

راه‌حل‌های فیلتر IR-cut از مچ‌ویژن

در طراحی پروژه دید امبدد شده خود با چالش‌های تصویربرداری روز و شب مواجه هستید؟ امروز با تیم متخصص ما تماس بگیرید برای مشورت در انتخاب ماژول دوربین متخصص، اطمینان حاصل کنید که محصول شما تصاویری واضح و واقع‌گرایانه در هر شرایط نوری ثبت می‌کند.