Ce este un filtru IR-cut și cum funcționează un filtru IR-cut?

În ultimii ani, cererea pentru supraveghere video zi și noapte a crescut semnificativ. Așa cum știm cu toții, modulele de camere sunt ca ochii unui sistem de vizualizare. Ele trebuie să capteze imagini în timp real precum ochiul uman, iar senzorii lor pot detecta și lumina infraroșie apropiată, invizibilă pentru ochiul uman. Cu toate acestea, proprietățile fizice ale senzorilor de imagine îi fac să fie deosebit de sensibili la lumina infraroșie, ceea ce poate cauza distorsionarea culorilor în imaginile înregistrate pe timp de zi.

Ca consultant specializat în module de camere, acest articol va oferi o înțelegere aprofundată a filtrelor IR-cut. Vom explora modul în care funcționează, de ce sunt atât de importante și cum pot fi utilizate pentru a rezolva problemele întâmpinate în timpul comutării pe timp de zi în sistemele încorporate de vizualizare.

Ce este infraroşu?

Lumina infraroșie este un tip de undă electromagnetică invizibilă pentru ochiul uman, având o lungime de undă mai mare decât lumina vizibilă. În general, ochiul uman poate percepe lumina cu lungimi de undă între 320 nm și 760 nm. Lumina infraroșie acoperă, pe de altă parte, intervalul de lungimi de undă de la 700 nm până la 1000 nm în spectrul electromagnetic. În viața de zi cu zi, dispozitive precum telecomenzile și imaginile termice utilizează proprietățile luminii infraroșii.

Deși este invizibilă pentru ochiul uman, senzorii de imagine, cum ar fi senzorii CMOS și CCD, pot capta această lumină. Această sensibilitate la lumina infraroșie poate cauza distorsionarea culorilor în imaginile de zi.

Ce este un filtru IR-cut?

Un filtru IR-cut, cunoscut și sub numele de filtru de blocare a infraroșului, este un filtru optic instalat între obiectivul camerei și senzorul de imagine. Acesta permite trecerea luminii vizibile, în timp ce blochează lumina infraroșie să ajungă la senzor.

Acest filtru este aproape standard în modulele moderne de cameră. De regulă, este o mică bucată de sticlă sau un strat acoperit cu o tehnologie specială de strat subțire, iar prezența sa determină caracteristicile de imagistică ale camerei.

Cum funcționează un filtru IR-cut?

Principiul de funcționare al unui filtru IR-cut se bazează în principal pe stratul său subțire unic. Acest strat este de obicei un film dielectric care reflectă sau transmite selectiv anumite lungimi de undă ale luminii, exploatarea efectului de interferență al luminii.

În modul zi, filtrul IR-cut este poziționat în fața senzorului, reflectând lumina infraroșie, dar permițând trecerea luminii vizibile. Noaptea sau în condiții de lumină redusă, este mutat din cale, permițând luminii infraroșii să pătrundă în senzor, completând astfel iluminarea IR pentru vizualizare nocturnă.

Comutarea mecanică a acestui filtru între zi și noapte este esențială pentru capacitatea de monitorizare 24/7 a camerelor moderne de securitate.

Relația dintre camerele cu filtru IR și filtrele IR-cut

În lumina zilei, camerele cu filtru IR se bazează pe un filtru de blocare IR pentru a funcționa corect. Fără acest filtru, senzorul de imagine captează atât lumina vizibilă, cât și lumina infraroșie.

Deoarece senzorul este mai sensibil la lumina infraroșie decât ochiul uman, acest lucru poate cauza o tentă de culoare nerealistă în imagini. De exemplu, obiectele care ar trebui să fie negre pot apărea mov sau maronii-roșcătii.
Camerele cu filtru IR blochează această lumină infraroșie excesivă, asigurându-se că doar lumina vizibilă pătrunde în senzor, redând astfel culori reale și precise. Aceasta este funcția de bază și cea mai importantă a filtrului.

Trei motive pentru a utiliza un filtru IR-cut

În proiectarea sistemelor de viziune embedded, filtrele IR-cut sunt utilizate în mod obișnuit din următoarele trei motive esențiale:

• Permiterea redării corecte a culorilor: Acesta este motivul principal. Filtrul elimină interferențele luminii infraroșii asupra culorii imaginii, asigurându-se că redarea culorilor de către cameră în lumina zilei corespunde ceea ce vede ochiul uman.
• Îmbunătățirea clarității imaginii: Lumina infraroșie și lumina vizibilă au planuri de focalizare diferite. Fără filtrare, acest lucru duce la imagini neclare. Un filtru IR-cut asigură faptul că toată lumina este focalizată pe senzor, îmbunătățind claritatea și nitidul imaginii.
• Satisfacerea cerințelor de comutare între modurile zi/noapte: Pentru echipamentele de supraveghere care funcționează 24/7, filtrele IR-cut permit comutarea automată între modul color pe timpul zilei și modulul alb-negru pe timpul nopții, fiind astfel un component esențial pentru realizarea imaginii în dublu mod.

Rolul lor în camerele CCTV IR

Filtrele IR-cut sunt foarte valoroase în camerele CCTV IR (camere de supraveghere infraroșii). Aceste camere trebuie să se adapteze la o gamă largă de condiții de iluminare, de la lumina puternică a zilei până la întunericul total de noapte.

În timpul zilei, filtrul se comută automat în poziție, blocând lumina infraroșie și asigurând culori reale în înregistrările video. Atunci când nivelul luminii este scăzut, sistemul îndepărtează filtrul de blocare a infraroșului și activează luminile IR pentru camerele de supraveghere, comutându-le într-un mod de vizualizare nocturnă alb-negru cu sensibilitate ridicată.

Această tranziție fără întreruperi între zi și noapte este tehnologia cheie care permite camerelor CCTV cu IR să realizeze supraveghere 24/7 și să devină o soluție mainstream în industria securității.

Luminile IR pentru camere de supraveghere

Luminile IR pentru camere de supraveghere (lumini de umplere infraroșii) și filtrele de blocare a infraroșului lucrează îndeaproape împreună. Filtrul de blocare a infraroșului determină calitatea imaginii în timpul zilei, în timp ce filtrul de blocare a infraroșului determină capabilitățile de vizualizare nocturnă.

În timpul zilei, filtrul este activ și lumina de umplere este stinsă. Noaptea, filtrul este îndepărtat și lumina de umplere este aprinsă. Doar în acest mod camera poate recepționa lumina infraroșie de la sursa de umplere în întuneric și poate capta clar obiectele din scenă.

Coordonarea precisă dintre cele două este esențială pentru a asigura faptul că camera produce imagini de înaltă calitate în orice mediu și este un factor esențial în proiectarea sistemelor de viziune embedded.

Filtru infraroșu Minolta

Filtrele infraroșii Minolta au existat încă din zilele fotografiei pe film. Aceste filtre sunt utilizate în principal în scopuri fotografice speciale, cum ar fi crearea unor imagini infraroșii alb-negru unice. Spre deosebire de filtrele IR cu tăiere automată utilizate în modulele moderne de cameră, aceste filtre sunt de obicei atașate manual la obiectiv.

Deși tehnologiile diferă, principiile sunt aceleași: controlul cantității de lumină infraroșie care pătrunde în senzor. Înțelegerea acestui context istoric ne poate ajuta să apreciem mai pe deplin importanța filtrelor de blocare a infraroșului în dezvoltarea tehnologiei de imagine.

Filtre de blocare UV/IR

În afară de filtrele obișnuite de blocare a infraroșului, există și filtre mai avansate de blocare UV/IR. Acestea blochează atât lumina ultravioletă, cât și pe cea infraroșie, oferind o protecție pe un spectru mai larg. Pentru aplicații profesionale care necesită o calitate extrem de ridicată a imaginii, cum ar fi imagistica medicală și cercetarea științifică, aceste filtre elimină eficient interferențele produse de lumina ultravioletă și infraroșie, asigurând puritatea și acuratețea imaginii. Acest aspect este deosebit de important în domeniile care se bazează pe informații precise ale pixelilor.

Rezumat

Filtrele de blocare a infraroșului sunt componente esențiale și indispensabile în tehnologia modernă de imagine module de cameră . Prin filtrarea optică între lumina vizibilă și cea infraroșie, acestea rezolvă problema distorsiunii de culoare a senzorilor de imagine în timpul imaginii de zi și deschid calea pentru capabilitățile de vedere nocturnă în infraroșu. Înțelegerea principiilor, funcțiilor și scenariilor de aplicare a filtrelor IR-cut este o cunoaștere esențială pentru fiecare inginer de viziune embedded. Ele nu doar determină fidelitatea culorilor unei imagini, ci și funcționarea fiabilă a unui sistem de supraveghere în orice moment.

Soluții cu filtre IR-cut de la Muchvision

Confruntați provocările imaginii de zi și de noapte în proiectul dvs. de viziune embedded? Contactați echipa noastră de experți astăzi pentru consultanță în selectarea modulelor de cameră, pentru a vă asigura că produsul dvs. captează imagini clare și realiste în orice condiții de iluminare.