O que é um filtro IR-cut? e Como funciona um filtro IR-cut?

Nos últimos anos, a demanda por vigilância por vídeo 24 horas aumentou significativamente. Como todos sabemos, os módulos de câmera são como os olhos de um sistema de visão. Eles precisam capturar imagens em tempo real como o olho humano, e seus sensores também conseguem detectar luz infravermelha próxima, que é invisível ao olho humano. No entanto, as propriedades físicas dos sensores de imagem os tornam particularmente sensíveis à luz infravermelha, o que pode causar distorção de cores nas imagens gravadas durante o dia.

Como consultor especializado em módulos de câmera, este artigo oferecerá uma compreensão aprofundada sobre os filtros IR-cut. Vamos explorar como eles funcionam, por que são tão importantes e como podem ser utilizados para resolver problemas encontrados durante a troca no período diurno em sistemas de visão embarcados.

O que é infravermelho?

A luz infravermelha é um tipo de onda eletromagnética invisível ao olho humano, com comprimento de onda maior do que a luz visível. Geralmente, o olho humano consegue enxergar luz com comprimentos de onda entre 320nm e 760nm. A luz infravermelha, por outro lado, abrange a faixa de comprimento de onda de 700nm a 1000nm no espectro eletromagnético. Em nossas vidas cotidianas, dispositivos como controles remotos e imagens térmicas utilizam as propriedades da luz infravermelha.

Embora invisível ao olho humano, sensores de imagem como sensores CMOS e CCD podem capturá-la. Essa sensibilidade à luz infravermelha pode causar distorção de cores em imagens durante o dia.

O que é um filtro IR-cut?

Um filtro IR-cut, também conhecido como filtro de corte infravermelho, é um filtro óptico instalado entre a lente da câmera e o sensor de imagem. Ele permite a passagem da luz visível, ao mesmo tempo que bloqueia a luz infravermelha de alcançar o sensor.

Este filtro é quase padrão em módulos de câmera modernos. Geralmente é uma pequena peça de vidro ou revestimento com uma tecnologia especializada de revestimento fino, e sua presença determina as características de imagem da câmera.

Como funciona um filtro IR-cut?

O princípio de funcionamento de um filtro IR-cut depende principalmente do seu revestimento fino e único. Este revestimento é tipicamente um filme dielétrico que reflete ou transmite seletivamente comprimentos de onda específicos da luz, explorando o efeito de interferência da luz.

No modo dia, o filtro IR-cut é posicionado à frente do sensor, refletindo a luz infravermelha enquanto permite a passagem da luz visível. À noite ou em condições de pouca luz, ele é removido do caminho, permitindo que a luz infravermelha entre no sensor, complementando assim a iluminação infravermelha para visão noturna.

A comutação mecânica deste filtro entre dia e noite é fundamental para as capacidades de monitoramento 24/7 das câmeras de segurança modernas.

A Relação Entre Câmeras com Filtro IR e Filtros IR-cut

Em plena luz do dia, as câmeras com filtro IR dependem de um filtro de corte de IR para funcionar corretamente. Sem esse filtro, o sensor de imagem captura tanto a luz visível quanto a luz infravermelha.

Como o sensor é mais sensível à luz infravermelha do que ao olho humano, isso pode causar uma tonalidade de cor não natural nas imagens. Por exemplo, objetos que deveriam ser pretos podem aparecer roxos ou marrom-avermelhados.
As câmeras com filtro IR bloqueiam essa luz infravermelha em excesso, garantindo que apenas a luz visível entre no sensor, reproduzindo cores verdadeiras e precisas. Essa é a função mais básica e importante do filtro.

Três Motivos para Usar um Filtro de Corte de IR

No design de sistemas de visão embarcada, os filtros de corte de IR geralmente são usados pelos seguintes três motivos principais:

• Habilitar a Reprodução de Cores: Este é o motivo principal. O filtro elimina a interferência da luz infravermelha na cor da imagem, garantindo que a reprodução de cores da câmera à luz do dia corresponda ao que o olho humano vê.
• Melhoria da Nitidez da Imagem: A luz infravermelha e a luz visível possuem diferentes planos focais. Sem filtragem, isso resulta em imagens desfocadas. Um filtro IR-cut garante que toda a luz seja focalizada no sensor, melhorando a nitidez e a clareza da imagem.
• Atendimento dos Requisitos de Troca entre Modo Dia/Noite: Para equipamentos de vigilância de segurança que operam 24/7, os filtros IR-cut permitem a troca automática entre o modo colorido durante o dia e o modo preto e branco à noite, tornando-os componentes essenciais para a obtenção da imagem em dois modos.

Seu Papel nas Câmeras CCTV IR

Os filtros IR-cut têm grande valor nas câmeras CCTV IR (câmeras infravermelhas). Essas câmeras precisam se adaptar a uma ampla gama de condições de iluminação, desde a luz do dia muito forte até a escuridão total da noite.

Durante o dia, o filtro automaticamente se posiciona, bloqueando a luz infravermelha e garantindo cores verdadeiras nas gravações. Quando os níveis de luz são baixos, o sistema remove o filtro de corte de infravermelho e ativa as luzes IR para câmeras de segurança, alternando-as para um modo de visão noturna em preto e branco de alta sensibilidade.

Essa transição contínua entre dia/noite é a tecnologia-chave que permite às câmeras CCTV com IR alcançar monitoramento 24/7 e se tornarem uma solução padrão na indústria de segurança.

Luzes IR para câmeras de segurança

Luzes IR para câmeras de segurança (luzes de preenchimento infravermelhas) e filtros de corte IR trabalham em conjunto. O filtro de corte IR determina a qualidade da imagem da câmera durante o dia, enquanto o filtro de corte IR define suas capacidades de visão noturna.

Durante o dia, o filtro está ativo e a luz de preenchimento está desligada. À noite, o filtro é removido e a luz de preenchimento está ligada. Apenas desta forma a câmera pode receber a luz infravermelha da luz de preenchimento no escuro e capturar claramente os objetos na cena.

A coordenação precisa entre os dois é fundamental para garantir que a câmera produza imagens de alta qualidade em qualquer ambiente e é uma consideração central no projeto de sistemas de visão embarcada.

Filtro infravermelho Minolta

Os filtros infravermelhos Minolta existem desde os dias da fotografia em filme. Esses filtros são principalmente utilizados para fins fotográficos especializados, como a criação de imagens infravermelhas em preto e branco com características únicas. Diferentemente dos filtros de corte de infravermelho que mudam automaticamente encontrados nos módulos modernos de câmeras, esses filtros normalmente são fixados manualmente à lente.

Embora as tecnologias sejam diferentes, os princípios são os mesmos: controlar a quantidade de luz infravermelha que entra no sensor. Compreender esse contexto histórico pode ajudar-nos a apreciar plenamente a importância dos filtros de corte infravermelho no desenvolvimento da tecnologia de imagem.

Filtros UV IR Cut

Além dos filtros IR-cut comuns, existem filtros UV/IR cut mais avançados. Esses filtros bloqueiam tanto a luz ultravioleta quanto a infravermelha, oferecendo proteção em um espectro mais amplo. Para aplicações profissionais que exigem qualidade de imagem extremamente alta, como em imagens médicas e pesquisas científicas, esses filtros eliminam eficazmente a interferência da luz ultravioleta e infravermelha, garantindo pureza e precisão nas imagens. Isso é particularmente importante em áreas que dependem de informações precisas por pixel.

Resumo

Os filtros IR-cut são um componente central indispensável na tecnologia moderna de imagem modulos de câmara . Ao filtrar opticamente entre luz visível e infravermelha, eles resolvem o problema de desvio de cor dos sensores de imagem durante a captação de imagens no período diurno e abrem caminho para capacidades de visão noturna infravermelha. Compreender os princípios, funções e cenários de aplicação dos filtros IR-cut é um conhecimento essencial para qualquer engenheiro de visão embarcada. Eles não apenas determinam a fidelidade de cor de uma imagem, mas também garantem o funcionamento confiável de um sistema de segurança em qualquer momento.

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