आईआर-कट फिल्टर क्या है? और आईआर-कट फिल्टर कैसे काम करता है?

हाल के वर्षों में दिन और रात की वीडियो निगरानी की मांग में काफी वृद्धि हुई है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, कैमरा मॉड्यूल दृष्टि प्रणाली की आंखों की तरह होते हैं। उन्हें मानव आंखों की तरह वास्तविक समय की छवियों को कैप्चर करने की आवश्यकता होती है, और उनके सेंसर मानव आंखों के लिए अदृश्य निकट अवरक्त प्रकाश का पता लगा सकते हैं। हालांकि, छवि सेंसरों के भौतिक गुण उन्हें अवरक्त प्रकाश के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील बनाते हैं, जिसके कारण दिन के दौरान रिकॉर्ड की गई छवियों में रंगों का विकृत होना हो सकता है।

कैमरा मॉड्यूलों में विशेषज्ञता रखने वाले सलाहकार के रूप में, यह लेख आईआर-कट फिल्टरों के बारे में गहराई से समझ प्रदान करेगा। हम यह पता लगाएंगे कि वे कैसे काम करते हैं, उनके महत्व के पीछे क्या कारण है, और यह कैसे एम्बेडेड दृष्टि प्रणालियों में दिन के समय स्विच करते समय आने वाली समस्याओं का समाधान करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

अल्पाधिकृत विकिरण (Infrared) क्या है?

इन्फ्रारेड प्रकाश मानव आंख के लिए अदृश्य विद्युत चुम्बकीय तरंग का एक प्रकार है, जिसकी तरंग दैर्ध्य दृश्यमान प्रकाश से लंबी होती है। सामान्य रूप से, मानव आंख 320nm से 760nm तरंग दैर्ध्य के बीच प्रकाश देख सकती है। दूसरी ओर, इन्फ्रारेड प्रकाश विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में 700nm से 1000nm तरंग दैर्ध्य की श्रृंखला में फैला हुआ है। हमारे दैनिक जीवन में, रिमोट कंट्रोल और थर्मल इमेजर जैसे उपकरण इन्फ्रारेड प्रकाश के गुणों का उपयोग करते हैं।

हालांकि मानव आंख के लिए अदृश्य, CMOS और CCD सेंसर जैसे इमेज सेंसर इसे कैप्चर कर सकते हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश के प्रति इस संवेदनशीलता के कारण दिन के समय की तस्वीरों में रंग विकृति हो सकती है।

आईआर-कट फिल्टर क्या है?

आईआर-कट फिल्टर, जिसे इन्फ्रारेड कट फिल्टर के रूप में भी जाना जाता है, कैमरा लेंस और इमेज सेंसर के बीच स्थापित एक ऑप्टिकल फिल्टर है। यह दृश्यमान प्रकाश को गुजरने देता है, जबकि सेंसर तक पहुंचने वाले इन्फ्रारेड प्रकाश को अवरुद्ध करता है।

यह फिल्टर आधुनिक कैमरा मॉड्यूल में लगभग मानक है। यह आमतौर पर कांच का एक छोटा टुकड़ा या कोटिंग होता है जिसमें विशेष कोटिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, और इसकी उपस्थिति कैमरे की इमेजिंग विशेषताओं का निर्धारण करती है।

आईआर-कट फिल्टर कैसे काम करता है?

एक आईआर-कट फिल्टर का कार्य सिद्धांत मुख्य रूप से इसकी विशिष्ट पतली फिल्म कोटिंग पर निर्भर करता है। यह कोटिंग आमतौर पर एक परावैद्युत फिल्म होती है जो प्रकाश के व्यतिकरण प्रभाव का उपयोग करके प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को चुनिंदा रूप से परावर्तित या संचारित करती है।

दिन के मोड में, आईआर-कट फिल्टर सेंसर के सामने रखा जाता है, अवरक्त प्रकाश को परावर्तित करता है जबकि दृश्यमान प्रकाश को पारित करने देता है। रात में या कम प्रकाश की स्थिति में, इसे हटा दिया जाता है, अवरक्त प्रकाश को सेंसर में प्रवेश करने की अनुमति देता है, इस प्रकार रात्रि दृष्टि के लिए आईआर प्रकाश व्यवस्था को पूरक करता है।

दिन और रात के बीच इस फिल्टर की यांत्रिक स्विचिंग आधुनिक सुरक्षा कैमरों की 24/7 निगरानी क्षमताओं के लिए महत्वपूर्ण है।

आईआर फिल्टर कैमरों और आईआर कट फिल्टर के बीच संबंध

दृश्यमान प्रकाश में, आईआर फ़िल्टर कैमरे उचित कार्य के लिए आईआर कट फ़िल्टर पर निर्भर करते हैं। इस फ़िल्टर के बिना, छवि सेंसर दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश दोनों को कैप्चर करता है।

चूंकि सेंसर मानव आंख की तुलना में अवरक्त प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील है, इससे छवियों में अस्वाभाविक रंग छाया हो सकती है। उदाहरण के लिए, वस्तुएं जो काली होनी चाहिए, बैंगनी या भूरे-लाल दिख सकती हैं।
आईआर फ़िल्टर कैमरे इस अतिरिक्त अवरक्त प्रकाश को रोकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि केवल दृश्यमान प्रकाश सेंसर में प्रवेश करे, इस प्रकार वास्तविक, सटीक रंगों को पुन: उत्पन्न करते हैं। यह फ़िल्टर का सबसे मूलभूत और महत्वपूर्ण कार्य है।

आईआर-कट फ़िल्टर का उपयोग करने के तीन कारण

एम्बेडेड विज़न सिस्टम डिज़ाइन में, आईआर-कट फ़िल्टर आमतौर पर निम्नलिखित तीन मुख्य कारणों के लिए उपयोग किए जाते हैं:

• रंग पुन: उत्पादन सक्षम करना: यह मुख्य कारण है। फ़िल्टर छवि रंग पर अवरक्त प्रकाश के हस्तक्षेप को समाप्त कर देता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि दिन के प्रकाश में कैमरे का रंग प्रदर्शन मानव आंख द्वारा देखे गए अनुसार हो।
• छवि स्पष्टता में सुधार: अवरक्त प्रकाश और दृश्यमान प्रकाश के अलग-अलग फोकल तल होते हैं। फ़िल्टर के बिना, इसके परिणामस्वरूप धुंधली छवियाँ होती हैं। आईआर-कट फ़िल्टर यह सुनिश्चित करता है कि सभी प्रकाश सेंसर पर केंद्रित हो, छवि स्पष्टता और तीक्ष्णता में सुधार करता है।
• दिन/रात मोड स्विचिंग आवश्यकताओं को पूरा करना: 24/7 संचालित होने वाले सुरक्षा निगरानी उपकरणों के लिए, आईआर-कट फ़िल्टर दिन के दौरान रंगीन मोड और रात में काले-सफेद मोड के बीच स्वचालित स्विच करने में सक्षम बनाते हैं, जिससे डुअल-मोड इमेजिंग प्राप्त करने के लिए एक प्रमुख घटक बन जाते हैं।

आईआर सीसीटीवी कैमरों में उनकी भूमिका

आईआर कैमरों में आईआर-कट फ़िल्टर अत्यधिक मूल्यवान हैं (अवरक्त सीसीटीवी कैमरे)। इन कैमरों को प्रकाश की स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला, उज्ज्वल दिन के प्रकाश से लेकर पिच ब्लैक रात तक, के अनुकूलित होना पड़ता है।

दिन के समय, फ़िल्टर स्वचालित रूप से स्थान पर आ जाता है, अवरक्त प्रकाश को अवरुद्ध करता है और रिकॉर्ड किए गए फुटेज में वास्तविक रंग सुनिश्चित करता है। जब प्रकाश स्तर कम होता है, तो सिस्टम अवरक्त कट फ़िल्टर को हटा देता है और सुरक्षा कैमरों के लिए अवरक्त लाइट्स को सक्रिय करता है, उन्हें उच्च-संवेदनशीलता वाले ब्लैक-एंड-व्हाइट नाइट विज़न मोड में स्विच कर देता है।

इस तरह का दिन/रात संक्रमण वह प्रमुख तकनीक है जो आईआर सीसीटीवी कैमरों को 24/7 निगरानी करने और सुरक्षा उद्योग में मुख्यधारा के समाधान के रूप में उभरने में सक्षम बनाता है।

सुरक्षा कैमरों के लिए आईआर लाइट्स

सुरक्षा कैमरों (अवरक्त भराव लाइट्स) के लिए आईआर लाइट्स और आईआर कट फ़िल्टर एक साथ काम करते हैं। आईआर कट फ़िल्टर कैमरे की दिन के समय की छवि गुणवत्ता निर्धारित करता है, जबकि आईआर कट फ़िल्टर इसकी रात्रि दृष्टि क्षमताओं का निर्धारण करता है।

दिन के समय, फ़िल्टर सक्रिय होता है और फिल लाइट बंद रहती है। रात के समय, फ़िल्टर हटा दिया जाता है और फिल लाइट चालू होती है। केवल इसी तरह कैमरा अंधेरे में फिल लाइट से इन्फ्रारेड प्रकाश प्राप्त कर सकता है और दृश्य में स्थित वस्तुओं को स्पष्ट रूप से कैप्चर कर सकता है।

दोनों के बीच सटीक समन्वय, कैमरे द्वारा किसी भी वातावरण में उच्च गुणवत्ता वाली छवियों का उत्पादन सुनिश्चित करने की कुंजी है तथा एम्बेडेड विजन सिस्टम डिज़ाइन में यह मुख्य विचार है।

मिनोल्टा इन्फ्रारेड फ़िल्टर

मिनोल्टा इन्फ्रारेड फ़िल्टर फिल्म फोटोग्राफी के दिनों से मौजूद हैं। ये फ़िल्टर मुख्य रूप से विशेष फोटोग्राफिक उद्देश्यों, जैसे विशिष्ट ब्लैक-एंड-व्हाइट इन्फ्रारेड छवियां बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आधुनिक कैमरा मॉड्यूल में पाए जाने वाले स्वचालित रूप से स्विच होने वाले IR कट फ़िल्टर के विपरीत, इन फ़िल्टरों को आमतौर पर लेंस पर मैन्युअल रूप से लगाया जाता है।

हालांकि प्रौद्योगिकियां अलग-अलग हैं, लेकिन सिद्धांत एक समान हैं: सेंसर में प्रवेश करने वाले इन्फ्रारेड प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करना। इस ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य को समझकर हम इमेजिंग प्रौद्योगिकी के विकास में इन्फ्रारेड कट फिल्टरों के महत्व की अधिक पूर्णता से सराहना कर सकते हैं।

यूवी आईआर कट फिल्टर

सामान्य आईआर-कट फिल्टरों के अलावा, अधिक उन्नत यूवी/आईआर कट फिल्टर भी हैं। ये फिल्टर अल्ट्रावायलेट और इन्फ्रारेड प्रकाश दोनों को अवरुद्ध करते हैं, व्यापक-स्पेक्ट्रम सुरक्षा प्रदान करते हैं। चिकित्सा इमेजिंग और वैज्ञानिक अनुसंधान जैसे ऐसे पेशेवर अनुप्रयोगों के लिए, जिनमें अत्यधिक उच्च छवि गुणवत्ता की आवश्यकता होती है, ये फिल्टर प्रभावी रूप से अल्ट्रावायलेट और इन्फ्रारेड प्रकाश से होने वाले हस्तक्षेप को समाप्त कर देते हैं, जिससे छवि की शुद्धता और सटीकता सुनिश्चित होती है। यह उन क्षेत्रों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो पिक्सेल सूचनाओं पर निर्भर करते हैं।

सारांश

आईआर-कट फिल्टर आधुनिक में एक अनिवार्य कोर घटक हैं कैमरा मॉड्यूल . दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश के बीच ऑप्टिकली फ़िल्टरिंग करके, वे दिन के समय इमेज सेंसर की रंग छाया (कलर कास्ट) की समस्या को दूर करते हैं और अवरक्त रात्रि दृष्टि क्षमता का मार्ग प्रशस्त करते हैं। आईआर-कट फिल्टरों के सिद्धांतों, कार्यों और अनुप्रयोग परिदृश्यों को समझना प्रत्येक एम्बेडेड विजन इंजीनियर के लिए आवश्यक ज्ञान है। वे केवल इमेज की रंग निष्ठा का निर्धारण ही नहीं करते, बल्कि सुरक्षा निगरानी प्रणाली के सभी समय स्थायी संचालन का भी निर्धारण करते हैं।

मचविज़न के आईआर-कट फिल्टर समाधान

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