Vad är ett IR-cut-filter? och Hur fungerar ett IR-cut-filter?

Under de senaste åren har efterfrågan på videoövervakning dygnet runt ökat markant. Som vi alla vet är kameramoduler som ögonen i ett visuellt system. De behöver kunna fånga in bilder i realtid precis som det mänskliga ögat, och deras sensorer kan även upptäcka nära infrarött ljus, som är osynligt för det mänskliga ögat. De fysikaliska egenskaperna hos bildsensorer gör dem dock särskilt känsliga för infrarött ljus, vilket kan orsaka färgförvrängning i bilder som registrerats under dagen.

Som konsult inom kameramoduler ger den här artikeln en djupare förståelse av IR-filter. Vi kommer att undersöka hur de fungerar, varför de är så viktiga och hur de kan användas för att åtgärda problem som uppstår vid omställning under dagen i inbyggda visuella system.

Vad är infrarött?

Infrarött ljus är en typ av elektromagnetisk våg som är osynlig för det mänskliga ögat, med en våglängd som är längre än synligt ljus. Generellt kan det mänskliga ögat se ljus med våglängder mellan 320 nm och 760 nm. Infrarött ljus omfattar däremot våglängdsområdet 700 nm till 1000 nm i det elektromagnetiska spektrumet. I vårt dagliga liv använder apparater som fjärrkontroller och värmekameror egenskaperna hos infrarött ljus.

Även om det är osynligt för det mänskliga ögat kan bildsensorer såsom CMOS- och CCD-sensorer fånga upp det. Denna känslighet för infrarött ljus kan orsaka färgförvrängning i bilder tagna under dagsljus.

Vad är ett IR-cut-filter?

Ett IR-cut-filter, även känt som ett infrarödt cut-filter, är ett optiskt filter som är installerat mellan kamerans lins och bildsensorn. Det tillåter synligt ljus att passera medan det blockerar infrarött ljus från att nå sensorn.

Detta filter är nästan standard i moderna kameramoduler. Det är vanligtvis en liten glasbit eller beläggning med en specialiserad tunnfilmsteknik, och dess närvaro bestämmer kamerans bildkaraktäristik.

Hur fungerar ett IR-cut-filter?

Principen bakom ett IR-cut-filter bygger främst på dess unika tunnfilmsbeläggning. Denna beläggning är vanligtvis en dielektrisk film som selektivt reflekterar eller transmitterar specifika ljusvåglängder genom att utnyttja ljusets interferenseffekt.

I dagsljusläge placeras IR-cut-filtret framför sensorn, där det reflekterar infrarött ljus men tillåter synligt ljus att passera. På natten eller i dåligt ljus försvinner filtret undan, vilket tillåter infrarött ljus att nå sensorn och därmed förbättrar IR-belysningen för nattsynlighet.

Den mekaniska omkopplingen av detta filter mellan dag och natt är nyckeln till moderna säkerhetskameras möjlighet till övervakning dygnet runt.

Förhållandet mellan IR-filterkameror och IR-cut-filter

IR-filterkameror förlitar sig på ett IR-avskärningsfilter för att fungera ordentligt vid starkt dagsljus. Utan detta filter fångar bildsensorn upp både synligt ljus och infrarött ljus.

Eftersom sensorn är mer känslig för infrarött ljus än det mänskliga ögat kan detta orsaka en onaturlig färgton i bilderna. Till exempel kan objekt som borde vara svarta visa sig lila eller bruna-rödaktiga.
IR-filterkameror blockerar detta överskott av infrarött ljus och säkerställer att endast synligt ljus kommer in i sensorn, vilket gör det möjligt att återge riktiga och exakta färger. Detta är filtrets viktigaste och mest grundläggande funktion.

Tre anledningar att använda ett IR-avskärningsfilter

Vid konstruktion av inbyggda visionssystem används IR-avskärningsfilter vanligtvis av följande tre kärnor: Anledningar:

• Möjliggör färgreproduktion: Detta är den viktigaste anledningen. Filter eliminerar infraröd ljusstörning av bildfärgen och säkerställer att kamerans färgåtergivning under dagsljus matchar det som det mänskliga ögat ser.
• Förbättrar bildskärpa: Infrarött ljus och synligt ljus har olika fokuseringsplan. Utan filtrering leder detta till suddiga bilder. Ett IR-cut-filter säkerställer att allt ljus fokuseras på sensorn, vilket förbättrar bildskärpan och klarheten.
• Uppfyller krav på omställning mellan dags-/nattläge: För säkerhetsövervakningsutrustning som är i drift dygnet runt möjliggör IR-cut-filter automatisk omställning mellan färgläge på dagen och svartvitt läge på natten, vilket gör dem till en viktig komponent för att uppnå dubbelmodus-bildbehandling.

Deras roll i IR-cctv-kameror

IR-cut-filter har stor värde i IR-cctv-kameror (infraröda cctv-kameror). Dessa kameror måste kunna anpassa sig till ett brett utbud av belysningsförhållanden, från starkt dagsljus till fullständig mörker natt.

Under dagen sätts filtret automatiskt på plats, vilket blockerar infrarött ljus och säkerställer rätt färgåtergivning i inspelat material. När ljusnivåerna är låga tar systemet bort infraröd-blockeringsfiltret och aktiverar IR-ljusen för säkerhetskameror, vilket växlar dem till ett högkänsligt svartvitt nattsynsläge.

Denna sömlös övergång mellan dag och natt är den nyckelteknik som gör att IR-CCTV-kameror kan erbjuda 24/7-övervakning och bli en standardlösning inom säkerhetsbranschen.

IR-ljus för säkerhetskameror

IR-ljus för säkerhetskameror (infraröda fyllningsljus) och IR-blockeringsfilter fungerar tätt tillsammans. IR-blockeringsfiltret avgör kamerans bildkvalitet under dagen, medan IR-blockeringsfiltret avgör dess nattsynsförmåga.

Under dagen är filtret aktivt och fyllbelysningen är av. På natten tas filtret bort och fyllbelysningen är på. Endast på detta sätt kan kameran ta emot det infraröda ljuset från fyllbelysningen i mörker och tydligt fånga objekt i scenen.

Den exakta samordningen mellan de två är nyckeln till att säkerställa att kameran producerar bilder av hög kvalitet i alla miljöer och är en central övervägelse i designen av inbyggda visionssystem.

Minolta-infrarödfilter

Minolta-infrarödfilter har funnits sedan tiderna för filmfotografi. Dessa filter används huvudsakligen för specialiserade fotograferingssyften, såsom att skapa unika svartvita infraröda bilder. Till skillnad från de automatiskt växlande IR-cut-filter som finns i moderna kameramoduler är dessa filter vanligtvis manuellt fästa vid objektivet.

Även om teknikerna skiljer sig åt är principerna desamma: att styra mängden infrarött ljus som kommer in i sensorn. Att förstå denna historiska kontext kan hjälpa oss att fullt ut uppskatta betydelsen av infraröda filter vid utvecklingen av avbildningsteknik.

UV IR Cut Filters

Förutom de vanliga IR-cut-filtern finns det mer avancerade UV/IR-cut-filter. Dessa filter blockerar både ultraviolett och infrarött ljus och erbjuder således skydd över ett bredare spektrum. För professionella tillämpningar som kräver extremt hög bildkvalitet, såsom medicinsk avbildning och vetenskaplig forskning, eliminerar dessa filter effektivt störningar från ultraviolett och infrarött ljus och säkerställer bildens renhet och noggrannhet. Detta är särskilt viktigt inom områden som är beroende av exakt pixelinformation.

Sammanfattning

IR-cut-filter är en oumbärlig kärnkomponent i modern kameramoduler . Genom att optiskt filtrera mellan synligt och infrarött ljus åtgärdar de färgtoningsproblemet hos bildsensorer under dagtidens avbildning och banar vägen för infraröda nattsynsfunktioner. Att förstå principerna, funktionerna och användningsscenarierna för IR-cut-filter är nödvändig kunskap för varje inbyggd bildbevingsingenjör. De bestämmer inte bara färgtroheten i en bild utan också det tillförlitliga arbetet hos ett säkerhetsövervakningssystem vid alla tillfällen.

Muchvision's IR-cut filter-lösningar

Står du inför utmaningar med avbildning under dagen och natten i din inbyggda bildlösning? Kontakta vårt expertteam idag för rådgivning om kameramodulval för att säkerställa att din produkt fångar skarpa, realistiska bilder i alla ljusförhållanden.