Mi az IR-szűrő és hogyan működik az IR-szűrő?

Az elmúlt években jelentősen megnőtt az igény a nappali és éjszakai videófigyelésre. Mint tudjuk, a kameramodulok mint a látórendszer szemei működnek. Képeseknek kell lenniük arra, hogy valós időben rögzítsenek képeket, mint a szem, érzékelőik pedig képesek a számunkra láthatatlan közeli infravörös fény érzékelésére is. Ugyanakkor az képalkotó érzékelők fizikai tulajdonságai miatt különösen érzékenyek az infravörös fényre, ami nappali felvételek színeződését okozhatja.

Kameramodulokban szakosodott tanácsadóként, ez a cikk részletesen bemutatja az IR-cut szűrőket. Megismerhetjük, hogyan működnek, miért olyan fontosak, és hogyan alkalmazhatók a nappali átkapcsoláskor jelentkező problémák megoldására beágyazott látási rendszerekben.

Mi az infravörös?

Az infravörös fény egy olyan elektromágneses hullám, amely a szabad szem számára láthatatlan, és hullámhossza a látható fényénél nagyobb. Általában a szabad szem számára a 320 nm és 760 nm közötti hullámhosszúságú fény látható. Az infravörös fény viszont az elektromágneses spektrumon belül a 700 nm-től 1000 nm-ig terjedő hullámhossz-tartományt foglalja el. A mindennapi életben például távirányítók és termális képalkotók használják az infravörös fény tulajdonságait.

Bár a szabad szem számára láthatatlan, CMOS és CCD szenzorokhoz hasonló képérzékelők képesek rögzíteni azt. Ez az érzékenység az infravörös fényre színeztorzulást okozhat a nappali felvételekben.

Mi az IR-cut szűrő?

Az IR-cut szűrő, más néven infravörös szűrő, egy olyan optikai szűrő, amelyet a kamerák lencséje és a képérzékelő közé építenek be. Ez a szűrő átengedi a látható fényt, miközben megakadályozza az infravörös fény érzékelőre jutását.

Ez a szűrő szinte szabványos a modern kameramodulokban. Általában egy kicsi üvegdarabból vagy bevonatból áll, amelyhez speciális vékonyréteg-technológia használatos, és jelenléte határozza meg a kamera képalkotási jellemzőit.

Hogyan működik egy IR-szűrő?

Az IR-szűrő működési elve elsősorban az egyedi vékonyréteg-bevonatán alapul. Ez a bevonat általában egy dielektromos réteg, amely a fény interferenciahatását kihasználva szelektíven visszatükrözi vagy átereszti a fény meghatározott hullámhosszait.

Nappali üzemmódban az IR-szűrő a szenzor elé kerül, visszatükrözi az infravörös fényt, miközben átengedi a látható fényt. Éjszaka vagy gyenge fényviszonyok mellett a szűrőt eltávolítják, így az infravörös fény bejuthat a szenzorba, ezzel kiegészítve az éjjellátó IR-világítást.

Ennek a szűrőnek a nappal és éjszaka közötti mechanikus kapcsolása a modern biztonsági kamerák 24/7 megfigyelési képességének kulcsfontosságú eleme.

Az IR-szűrős kamerák és az IR-kivágó szűrők kapcsolata

A nappali fényviszonyok között működő IR-szűrős kamerák megfelelő működésükhöz egy infravörös (IR) szűrő használatára támaszkodnak. E nélkül a szűrő nélkül a képérzékelő a látható fényen kívül az infravörös fényt is rögzíti.

Mivel az érzékelő érzékenyebb az infravörös fényre, mint a szem, ezért a képeken természetellenes színárnyalatok jelenhetnek meg. Például a fekete színű tárgyak ibolyáskékesek vagy vörösesbarnák lehetnek.
Az IR-szűrős kamerák blokkolják ezt a felesleges infravörös fényt, biztosítva, hogy csak a látható fény jusson az érzékelőre, így a színek valósághű, pontos megjelenítését. Ez a szűrő legfontosabb és alapvető funkciója.

Három ok, amiért IR-szűrőt használjunk

Beágyazott látási rendszerek tervezésekor az IR-szűrőket általában a következő három alapvető okból alkalmazzák:

• A színvisszaadás lehetővé tétele: Ez az elsődleges ok. A szűrő megszünteti az infravörös fény zavaró hatását a képek színére, biztosítva, hogy a kamera színvisszaadása nappal olyan legyen, amilyennek azt a szem látja.
• Képalkotás javítása: Az infravörös és a látható fény különböző fókuszsíkokon van. Szűrés nélkül ez homályos képet eredményez. Egy IR-szűrő biztosítja, hogy minden fény a szenzorpontra fókuszálódjon, javítva ezzel a kép élességét és tisztaságát.
• Nappali/éjszakai üzemmód váltás követelményeinek kielégítése: A 24/7 üzemben működő biztonsági megfigyelőberendezések esetén az IR-szűrő lehetővé teszi az automatikus váltást a színes üzemmód és az éjszaka fekete-fehér mód között, így kulcsfontosságú alkatrészt jelent a kétüzemmódú képalkotás eléréséhez.

Szerepük az IR-CCTV kamerákban

Az IR-szűrők rendkívül hasznosak az IR-CCTV kamerákban (infravörös CCTV kamerák). Ezeknek a kameráknak alkalmazkodniuk kell a világítási körülmények széles skálájához, a tűzött nappali fénytől egészen a teljes sötétségig.

Nappal a szűrő automatikusan aktiválódik, blokkolja az infravörös fényt, és biztosítja a felvett anyag színének valódiságát. Alacsony fényviszonyok esetén a rendszer eltávolítja az infravörös szűrőt, és aktiválja az IR lámpákat a biztonsági kamerákhoz, amelyek így átváltanak nagy érzékenységű fekete-fehér éjjellátó módba.

Ez a zökkenőmentes nappali/éjszakai átváltás az alaptechnológia, amely lehetővé teszi az IR CCTV kamerák számára a 24/7-es megfigyelést, és ezzel a biztonsági iparágban elfogadott megoldássá teszi őket.

IR lámpák biztonsági kamerákhoz

Az IR lámpák biztonsági kamerákhoz (infravörös kitöltő fények) és az IR szűrők szorosan együttműködnek. Az IR szűrő határozza meg a kamera nappali képminőségét, miközben az IR szűrő felelős az éjjellátó képességéért.

Nappal a szűrő aktív, és a kitöltő fény ki van kapcsolva. Éjszaka a szűrőt eltávolítják, és a kitöltő fény be van kapcsolva. Csak így tudja a kamera az éjszaka során a kitöltő fényből származó infravörös fényt fogadni, és egyértelműen rögzíteni a jelenet tárgyait.

A kettő pontos összehangolása kulcsfontosságú annak biztosításához, hogy a kamera minőségi képeket adjon bármilyen környezetben, és ez alapvető szempont a beágyazott látási rendszerek tervezésében.

Minolta infravörös szűrő

A Minolta infravörös szűrők már a filmfotózás korában léteztek. Ezeket a szűrőket elsősorban speciális fotográfiai célokra használják, például egyedi fekete-fehér infravörös képek létrehozásához. A modern kameramodulokban található automatikusan kapcsoló IR-kivágó szűrőktől eltérően ezeket a szűrőket általában kézzel csatlakoztatják az objektívhez.

Bár a technológiák eltérőek, az elvek ugyanazok: a szenzorba jutó infravörös fény mennyiségének szabályozása. Ennek a történelmi háttérnek az ismerete segíthet jobban értékelni az infravörös szűrők szerepét a képalkotó technológia fejlődésében.

UV IR szűrők

A hagyományos infravörös szűrőkön kívül léteznek fejlettebb UV/IR szűrők is. Ezek a szűrők mind az ultraibolya, mind az infravörös fényt blokkolják, így biztosítva szélesebb spektrumú védelmet. Olyan szakértői alkalmazásokhoz, amelyek rendkívül magas képminőséget igényelnek, például orvosi képalkotás és tudományos kutatások, ezek a szűrők hatékonyan kiküszöbölik az ultraibolya és infravörös fény okozta zavaró hatásokat, biztosítva a képek tisztaságát és pontosságát. Ez különösen fontos olyan területeken, ahol a pontos képpont-információkra támaszkodnak.

Összefoglalás

Az infravörös szűrők nélkülözhetetlen alapkomponensei a modern kamera modulok . A látható és infravörös fény optikai szűrésével megoldják a képérzékelők színeltolódási problémáit nappali képalkotás során, és lehetővé teszik az infravörös éjjellátási képességeket. Az IR-cut szűrők elveinek, funkcióinak és alkalmazási területeinek megértése elengedhetetlen ismeret minden beágyazott látástechnikai mérnök számára. Ezek nemcsak a kép színérzetének pontosságát határozzák meg, hanem a biztonságtechnikai rendszerek megbízható működését is minden időszakban biztosítják.

Muchvision IR-cut szűrő megoldásai

Nehézségekbe ütközik a nappali és éjszakai képalkotás tervezése során beágyazott látástechnikai projektje megvalósításakor? Vegye fel a kapcsolatot szakértő csapatunkkal még ma a kameramodulok kiválasztásával kapcsolatos szakértői tanácsadásért, hogy terméke tiszta, valósághű képeket rögzítsen minden megvilágítási körülmény között.