Wat is een IR-cut-filter? en Hoe werkt een IR-cut-filter?

In de afgelopen jaren is de vraag naar dag- en nachtvideo-surveillance sterk toegenomen. Zoals we allemaal weten, zijn cameramodules als het oog van een visiesysteem. Zij moeten realtime beelden kunnen vastleggen zoals het menselijk oog dat doet, en hun sensoren kunnen ook nabij-infrarood licht detecteren, dat voor het menselijk oog onzichtbaar is. De fysische eigenschappen van beeldsensoren maken hen echter bijzonder gevoelig voor infraroodlicht, wat kan leiden tot kleurvervorming in beelden die overdag worden opgenomen.

Als consultant gespecialiseerd in cameramodules, biedt dit artikel een diepgaand inzicht in IR-cut filters. We zullen onderzoeken hoe zij werken, waarom zij zo belangrijk zijn, en hoe zij gebruikt kunnen worden om problemen op te lossen die zich voordoen bij het schakelen overdag in ingebedde visiesystemen.

Wat is infrarood?

Infraroodlicht is een type elektromagnetische golf die onzichtbaar is voor het menselijk oog en een langere golflengte heeft dan zichtbaar licht. Over het algemeen kan het menselijk oog licht zien met golflengten tussen 320nm en 760nm. Infraroodlicht beslaat daarentegen het golflengtebereik van 700nm tot 1000nm in het elektromagnetische spectrum. In ons dagelijks leven maken apparaten zoals afstandsbedieningen en thermische beeldvormers gebruik van de eigenschappen van infraroodlicht.

Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, kunnen beeldsensoren zoals CMOS- en CCD-sensoren het wel opnemen. Deze gevoeligheid voor infraroodlicht kan kleurvervorming veroorzaken in beelden overdag.

Wat is een IR-cut filter?

Een IR-cut filter, ook bekend als een infrarood blokkerend filter, is een optisch filter dat tussen de camera-lens en de beeldsensor is geïnstalleerd. Het laat zichtbaar licht door en blokkeert infraroodlicht om te voorkomen dat het de sensor bereikt.

Dit filter is bijna standaard in moderne camera modules. Het is meestal een klein stukje glas of coating met een gespecialiseerde dunne-laagcoatingtechnologie, en zijn aanwezigheid bepaalt de beeldkarakteristieken van de camera.

Hoe werkt een IR-schuiffilter?

Het werkpriëncipe van een IR-schuiffilter berust voornamelijk op zijn unieke dunne laag coating. Deze coating is meestal een diëlektrische laag die specifieke golflengten van licht selectief reflecteert of doorlaat, door gebruik te maken van het interferentie-effect van licht.

In dagmodus wordt het IR-schuiffilter voor de sensor geplaatst, waarbij het infrarode licht reflecteert en zichtbaar licht doorgelaten wordt. 's Nachts of bij weinig licht wordt het filter uit de weg geschoven, zodat infrarood licht de sensor kan binnenkomen, waardoor de IR-verlichting voor nachtzicht wordt aangevuld.

De mechanische schakeling van dit filter tussen dag en nacht is cruciaal voor de 24/7 bewakingsmogelijkheden van moderne beveiligingscamera's.

De relatie tussen IR-filtercamera's en IR-schuiffilters

Bij fel daglicht vertrouwen IR-filtercamera's op een IR-uitvalfilter om goed te functioneren. Zonder dit filter vangt de beeldsensor zowel zichtbaar licht als infraroodlicht op.

Aangezien de sensor gevoeliger is voor infraroodlicht dan het menselijk oog, kan dit een onnatuurlijke kleurtoon in beelden veroorzaken. Bijvoorbeeld: objecten die zwart zouden moeten zijn, kunnen paars of bruinrood lijken.
IR-filtercamera's blokkeren dit overtollige infraroodlicht en zorgen ervoor dat alleen zichtbaar licht de sensor binnenkomt, waardoor echte en nauwkeurige kleuren worden weergegeven. Dit is de meest basale en belangrijke functie van het filter.

Drie redenen om een IR-cutfilter te gebruiken

Bij de ontwerpen van visiesystemen zijn IR-cutfilters meestal voor de volgende drie kernredenen gebruikt:

• Kleurweergave mogelijk maken: dit is de primaire reden. Het filter elimineert de interferentie van infraroodlicht op de beeldkleur en zorgt ervoor dat de kleurweergave van de camera overdag overeenkomt met wat het menselijk oog ziet.
• Beeldscherpte verbeteren: Infraroodlicht en zichtbaar licht hebben verschillende brandvlakken. Zonder filtering leidt dit tot wazige beelden. Een IR-cutfilter zorgt ervoor dat al het licht op de sensor wordt gefocust, waardoor de beeldscherpte en scherpte worden verbeterd.
• Voldoen aan dag/nachtschakelvereisten: Voor beveiligingscamera's die 24/7 draaien, maken IR-cutfilters automatisch schakelen mogelijk tussen kleurmodus overdag en zwart-witmodus 's nachts, waardoor ze een essentieel onderdeel zijn voor dual-mode imaging.

Hun rol in IR-cctv-camera's

IR-cutfilters zijn zeer waardevol in IR-cctv-camera's (infrarood cctv-camera's). Deze camera's moeten zich kunnen aanpassen aan een breed scala aan verlichtingsomstandigheden, van fel zonlicht tot pikdonkere nachten.

Tijdens de dag schakelt het filter automatisch in, waardoor infraroodlicht wordt geblokkeerd en de echte kleur in de opgenomen beelden wordt gegarandeerd. Wanneer het lichtniveau laag is, verwijdert het systeem het infraroodfilter en activeert het de IR-lampen van de beveiligingscamera's, waardoor ze overschakelen naar een nachtmodus met hoge gevoeligheid in zwart-wit.

Deze naadloze overgang tussen dag en nacht is de sleuteltechnologie die IR-CCTV-camera's in staat stelt 24/7 bewaking te realiseren en een gangbare oplossing in de beveiligingsindustrie te worden.

IR-lampen voor beveiligingscamera's

IR-lampen voor beveiligingscamera's (infrarood vullichten) en IR-cutfilters werken nauw samen. Het IR-cutfilter bepaalt de beeldkwaliteit van de camera overdag, terwijl het IR-cutfilter ook de nachtvisiecapaciteit bepaalt.

Overdag is het filter actief en is de vulverlichting uitgeschakeld. 's Nachts wordt het filter verwijderd en is de vulverlichting ingeschakeld. Alleen op deze manier kan de camera het infrarode licht van de vulverlichting ontvangen in het donker en de objecten in het beeld duidelijk vastleggen.

De nauwkeurige coördinatie tussen de twee is cruciaal om ervoor te zorgen dat de camera hoogwaardige beelden produceert in elke omgeving en is een kernaspect bij het ontwerp van ingebedde visiesystemen.

Minolta infraroodfilter

Minolta-infraroodfilters bestaan sinds de tijd van de filmfotografie. Deze filters worden voornamelijk gebruikt voor gespecialiseerde fotografische doeleinden, zoals het maken van unieke zwart-wit infraroodbeelden. In tegenstelling tot de automatisch schakelende IR-cutfilters in moderne cameramodules, worden deze filters meestal handmatig op de lens bevestigd.

Hoewel de technologieën verschillen, zijn de principes hetzelfde: het beheren van de hoeveelheid infrarood licht die het sensor bereikt. Het begrijpen van deze historische context helpt ons de betekenis van infraroodfilters in de ontwikkeling van beeldvormende technologie vollediger te waarderen.

UV IR Cut Filters

Naast de gebruikelijke IR-cut filters, zijn er ook geavanceerdere UV/IR-cut filters. Deze filters blokkeren zowel ultraviolet als infrarood licht en bieden zo bescherming over een breder spectrum. Voor professionele toepassingen waarbij uiterst hoge beeldkwaliteit vereist is, zoals medische beeldvorming en wetenschappelijk onderzoek, elimineren deze filters effectief de interferentie van ultraviolet en infrarood licht, waardoor de beeldzuiverheid en -nauwkeurigheid worden gewaarborgd. Dit is met name belangrijk in vakgebieden die afhankelijk zijn van nauwkeurige pixelinformatie.

Samenvatting

IR-cut filters zijn een onmisbare kerncomponent in de moderne camera-modules . Door optisch te filteren tussen zichtbaar licht en infraroodlicht, lossen ze het probleem van kleurverstoring van beeldsensoren op tijdens het maken van beelden overdag en creëren ze de voorwaarden voor infrarood nachtvisie. Het begrijpen van de principes, functies en toepassingssituaties van IR-cut filters is essentiële kennis voor elke ingenieur op het gebied van embedded vision. Ze bepalen niet alleen de kleurweergave van een beeld, maar ook de betrouwbare werking van een beveiligingssysteem op elk moment.

IR-cut filteroplossingen van Muchvision

Wordt u geconfronteerd met uitdagingen bij het maken van beelden overdag en 's nachts in het ontwerp van uw embedded vision project? Neem vandaag nog contact op met ons expertsteam voor een deskundig advies over de keuze van cameramodules, zodat u zeker weet dat uw product duidelijke, realistische beelden vastlegt, ongeacht de verlichting.