Hva er et IR-kuttfilter? og Hvordan fungerer et IR-kuttfilter?

I løpet av de siste årene har etterspørselen etter døgnvakt videoovervåkning økt betydelig. Som vi alle vet, er kameramoduler som øynene i et visjonssystem. De må kunne fange inn sanntidsbilder som det menneskelige øyet, og sensorene deres kan også oppdage nær-infrarødt lys som er usynlig for det menneskelige øyet. Fysikken til bilde-sensorene gjør dem imidlertid spesielt følsomme for infrarødt lys, noe som kan føre til fargeforvrengning i bilder tatt om dagen.

Som rådgiver med spesialisering på kameramoduler, vil denne artikkelen gi en grundig forståelse av IR-kutt-filter. Vi vil se nærmere på hvordan de fungerer, hvorfor de er så viktige, og hvordan de kan brukes til å løse problemer som oppstår under dagskifte i integrerte visjonssystemer.

Hva er infrarød stråling?

Infrarød lys er en type elektromagnetisk bølge som er usynlig for det menneskelige øye, med en bølgelengde som er lengre enn synlig lys. Generelt kan det menneskelige øyet se lys med bølgelengder mellom 320 nm og 760 nm. Infrarødt lys dekker derimot bølgelengdeområdet fra 700 nm til 1000 nm i det elektromagnetiske spektrumet. I vårt daglige liv bruker enheter som fjernkontroller og termiske avbildningsenheter egenskapene til infrarødt lys.

Selv om det er usynlig for det menneskelige øyet, kan bildefangere som CMOS- og CCD-sensorer registrere det. Denne følsomheten for infrarødt lys kan føre til fargeforvrengning i bilder om dagen.

Hva er et IR-kuttfilter?

Et IR-kuttfilter, også kjent som et infrarød kuttfilter, er et optisk filter som er installert mellom kameraobjektivet og bildefangeren. Det tillater synlig lys å passere, mens det blokkerer infrarødt lys fra å nå sensoren.

Dette filteret er nesten standard i moderne kameramoduler. Det er vanligvis en liten glassbit eller belegg med en spesialisert tynnfilmteknologi, og dets tilstedeværelse bestemmer kameraets bildedannende egenskaper.

Hvordan fungerer et IR-kuttfilter?

Prinsippet for hvordan et IR-kuttfilter fungerer, baserer seg hovedsakelig på dets unike tynnfilmbelegg. Dette belegget er vanligvis en dielektrisk film som selektivt reflekterer eller transmitterer bestemte bølgelengder av lys ved å utnytte lysinterferens-effekten.

I dagsmodus er IR-kuttfilteret plassert foran sensoren, og reflekterer infrarødt lys mens det tillater synlig lys å passere. Om natten eller under dårlige lysforhold, flyttes det unna slik at infrarødt lys kan trenge inn i sensoren, og dermed supplere IR-belysningen for nattsyn.

Den mekaniske omkoblingen av dette filteret mellom dag og natt er nøkkelen til 24/7-overvåkningsfunksjonaliteten i moderne sikkerhetskameraer.

Forholdet mellom IR-filterkameraer og IR-kuttfilter

IR-filterkameraer er avhengige av et IR-kappfilter for å fungere ordentlig ved sterkt dagslys. Uten dette filteret registrerer bildesensoren både synlig og infrarødt lys.

Siden sensoren er mer følsom for infrarødt lys enn det menneskelige øyet, kan dette føre til en uvanlig fargetone i bildene. For eksempel kan gjenstander som skal være svarte, virke lilla eller brunrøde.
IR-filterkameraer blokkerer dette overskytende infrarøde lyset og sikrer at bare synlig lys kommer inn til sensoren, og dermed gjengis sanne og nøyaktige farger. Dette er filterets viktigste og mest grunnleggende funksjon.

Tre grunner til å bruke et IR-kappfilter

Ved design av systemer for maskinsyn brukes IR-kappfilter typisk av følgende tre grunner:

• Muliggjør fargegjengivelse: Dette er den viktigste grunnen. Filteret eliminerer forstyrrelser fra infrarødt lys på bildefargen og sikrer at kameraets fargegjengivelse ved dagslys samsvarer med hva det menneskelige øyet ser.
• Forbedring av bildekvalitet: Infrarødt lys og synlig lys har forskjellige fokale planer. Uten filtrering fører dette til uskarpe bilder. Et IR-kuttfilter sikrer at alt lys fokuseres på sensoren, og dermed forbedres bildekvaliteten og skarpheten.
• Oppfyllelse av krav til omstilling mellom dags/nattmodus: For sikkerhetsövervåkningsutstyr som er i drift døgnet rundt, muliggjør IR-kuttfilter automatisk omstilling mellom fargemodus om dagen og sort/hvit-modus om natten. Dette gjør dem til en nødvendig komponent for å oppnå to-modus bildebehandling.

Deres rolle i IR-overvåkningskameraer

IR-kuttfilter har stor verdi i IR-overvåkningskameraer (infrarøde overvåkningskameraer). Disse kameraene må kunne tilpasse seg et bredt spekter av belysningsforhold, fra sterkt dagslys til fullstendig mørke om natten.

På dagenen skifter filteret automatisk til riktig posisjon, blokkerer infrarødt lys og sikrer sanne farger i opptatt materiale. Når lysnivået er lavt, fjerner systemet infrarød-kutfilteret og aktiverer IR-lysene for sikkerhetskameraer, og skifter dem til en høyfølsom svart-hvitt nattsynsmodus.

Denne sømløse overgangen mellom dag og natt er den nødvendige teknologien som gjør at IR CCTV-kameraer kan oppnå 24/7-overvåkning og bli en standardløsning i sikkerhetsbransjen.

IR-lys for sikkerhetskameraer

IR-lys for sikkerhetskameraer (infrarøde fylllys) og IR-kutfiltre arbeider tett sammen. IR-kutfilteret bestemmer kameraets bildekvalitet om dagen, mens IR-kutfilteret bestemmer dets nattsynsevner.

På dagen er filteret aktivt og fylllyset er av. Om natten fjernes filteret og fylllyset er på. Bare på denne måten kan kameraet motta infrarødt lys fra fylllyset i mørket og tydelig fange gjenstander i scenen.

Den nøyaktige koordineringen mellom de to er nøkkelen til å sikre at kameraet produserer bilder av høy kvalitet i alle miljøer og er en sentral vurdering i design av innebygde visjonssystemer.

Minolta infrarødt filter

Minolta infrarøde filtre har eksistert siden filmfotograferingens tid. Disse filterne brukes hovedsakelig til spesielle fotografiske formål, for eksempel til å lage unike svart-hvite infrarøde bilder. Ulikt de automatisk skiftende IR-kuttfilterne som finnes i moderne kameramoduler, er disse filterne vanligvis manuelt festet til objektivet.

Selv om teknologiene er forskjellige, er prinsippene de samme: å kontrollere mengden infrarødt lys som kommer inn i sensoren. Å forstå denne historiske konteksten kan hjelpe oss med å bedre forstå betydningen av infrarød-kuttfiltre i utviklingen av bildeteknologi.

UV IR-kuttfiltre

I tillegg til de vanlige IR-kuttfiltrene, finnes det mer avanserte UV/IR-kuttfiltre. Disse filtrene blokkerer både ultrafiolett og infrarødt lys og gir beskyttelse over et bredere spektrum. For profesjonelle anvendelser som krever ekstremt høy bildekvalitet, som medisinsk avbildning og vitenskapelig forskning, eliminerer disse filtrene effektivt forstyrrelser fra ultrafiolett og infrarødt lys og sikrer bilde-renheten og nøyaktigheten. Dette er spesielt viktig i fagområder som er avhengige av nøyaktig pikselinformasjon.

Sammendrag

IR-kuttfiltre er en uunnværlig kjernekomponent i moderne kamera moduler . Ved å optisk filtrere mellom synlig og infrarød lys, løser de fargeforvrengningsproblemet til bildesensorer under dagslysavbildning og baner veien for infrarød nattsynskapasitet. Å forstå prinsippene, funksjonene og bruksområdene til IR-kuttfilter er essensiell kunnskap for enhver innarbeidet visjonssystemingeniør. De bestemmer ikke bare fargegjengivelsen i et bilde, men også den pålitelige driften av et sikkerhetsovervåkningssystem til enhver tid.

Muchvision sitt IR-kuttfilterløsninger

Står du overfor utfordringer med dags- og nattavbildning i designet av prosjektet for innarbeidet visjonssystem? Kontakt vårt ekspertteam i dag for rådgivning om valg av kameramodul for å sikre at produktet ditt fanger opp klare, realistiske bilder under alle lysforhold.