濾光片在視頻成像技術上的作用

時間：2013-07-08

鍍膜玻璃、藍玻璃、水晶濾光片、IR-CUT紅外截止濾光片等濾光片在視頻成像技術上起到至關重要的作用。

鍍膜和藍玻璃的作用

紅外**二級管——紅外燈是由紅外輻射**的材料(常用砷化鎵)制成PN結，外加正向偏壓向PN結注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布于近紅外光譜波段范圍內(nèi)，為普通CCD和CMOS可感受的范圍。這樣，不論在白天還是在夜晚，都能進行實時監(jiān)控。由于任何在**零度(-273℃)以上的物體都對外**紅外線，也就是說在白天，CCD或CMOS同時感應到可見光和紅外光，根據(jù)光的折射原理和定律可得出：波長越長，折射率越小;波長越短，折射率越大。因此，當這些光線同時進入攝像機鏡頭，被鏡頭透鏡折射后，可見光和紅外光就會在不同的靶面成象，而可見光的成像為彩色圖像、紅外光的成像為灰度圖像，當我們將可見光所成圖像調(diào)試好，也就是所謂鏡頭后焦調(diào)整和聚焦，這時紅外光就會在這個靶面形成虛像，從而影響圖象的顏色和質量。對此，我們可以用鍍膜的方法或藍玻璃來濾除紅外光，還原物體的真實顏色，從而解決圖像色彩失真的問題。

鍍膜分真空鍍膜和化學鍍膜兩種，化學鍍膜是將石英片侵入溶劑中加以電鍍，成本低但鍍膜厚度不均勻且容易脫落，真空鍍膜是用真空蒸鍍法，鍍膜厚度均勻且不容易脫落，但成本較高。這兩種我們都稱之為IRCoating。IRCoating能濾除特定波長(如650nm以上)的光，能夠滿足一般要求不高的CCD攝像機的要求;而對于不同**、規(guī)格、型號的CMOS，由于存在紅外半峰帶寬的問題，它們感應紅外光的條件是不一樣的，因此**針對每一款產(chǎn)品，鍍與之相適應、截止不同波長波段的膜，以達到較佳效果。藍玻璃是用“吸收”的方式過濾紅外光，可過濾630nm波長以上的光，并且過濾比較**;而IRCoating鍍膜是用“反射”的方式濾掉紅外光，而反射光容易造成干擾，因此，藍玻璃是比較好的選擇，但藍玻璃不能單獨長時間保存和使用，因為在切割、打磨拋光加工過程中，藍玻璃表面物理層被破壞，就會產(chǎn)生析晶(俗稱發(fā)霉)，因此，我們一般常用兩片水晶夾一片藍玻璃，這樣，既解決了藍玻璃析晶，又提高了圖像的清晰度。有時，在實際應用中遇到需濾除強光照射的情況，例如汽車大燈(遠光燈)燈光的強光對攝像機CCD具有強烈影響，**濾除這部分光，才能使強光周圍物體清晰成像。我們可以改變膜系或材料，使強光所在波長范圍的光全部濾除以達到目的，這就是黑玻璃。黑玻璃有透紅外的，也有透紫外的。

另外，濾光片并不是*透光的，還需要加上所謂的ARCoating的鍍膜，目的是增加透光率，因為光線在透過不同介質(比如從空氣進入石英片)時，會產(chǎn)生部分的折射和反射，ARCoating具有抗反射之功能，當加上單面ARCoating后，濾光片會提升3-5%的透光率，如果加上雙面ARCoating鍍膜，濾光片可達到98%以上的透光率，否則只有不到90%的透光率，這對CCD或CMOS的感光度就有很大的影響，也就是說，不用ARCoating就會降低攝像機的感光度，而使用雙面ARCoating，就會使圖像較清晰。同時，ARCoating具有抗氧化之功能和有增加保護膜之功能，濾光片有ARCoating的保護也就不容易起霧了。

水晶的作用與選擇

眾所周知，CCD和CMOS兩者都是利用矽感光二極管進行光與電轉換的圖像傳感器，由一顆顆的感光體(CELL)構成，它要求光線較好是直射進來，斜射進來的光會干擾到鄰近感光體，而產(chǎn)生色漂(偽彩)，這就需要對光線加以修整。我們利用水晶的物理偏光特性，把射進來的光線，保留直射部分，反射和折射斜射部分，避免斜射光去影響旁邊的感光點。但是，斜射光存在不同的角度，一片水晶只能處理一個方向的斜射光，從理論上來說，不同方向的水晶片疊加的層數(shù)越多，解決色漂(偽彩)的效果就越好。但考慮到實際需求和成本，一般都只用1到3片水晶片來解決水平、垂直和45°角的色漂(偽彩)問題。也就有所謂“兩片式”、“三片式”濾光片，其中IRCoating膜或藍玻璃用來濾除紅外光，而水晶用來修整光線，在水晶片上還需ARCoating鍍膜，用來增加透光率。

水晶修整光線是物理方式的，而不同CCD的**、規(guī)格、型號及不同像素還有N制、P制的不同，水晶的厚度都要配合CCD上感光點而變化，不能錯誤搭配使用。例如8.8×8.2×2.85mm的三層濾光片是專為SONY405CCD設計的，大家還常常將1.08mm的水晶錯誤地用在SONY405CCD**。

單濾光片的應用和不足

濾光片在修整光線和還原圖像真實色彩的同時，將紅外線也濾除了。因此，在夜晚無可見光的情況下，就無法成像，也就沒有了夜視功能。為了解決這一問題，便開發(fā)出雙峰值高的單濾光片并加以運用，這種攝像機就有了夜視功能。但這種單濾光片，雖然成本低廉，又能兼顧白天與晚上的使用，由于開放了波長頻率，從而在白天，由于自然界的光線中含有較多的紅外光，其中一部分也能進入CCD或CMOS并干擾圖像色彩還原，例如綠色植物變得灰白，紅色圖畫變成淺紅色，黑色變成紫色等等(有陽光的室外環(huán)境尤其明顯)，而且為了綜合考慮白天和晚上的效果都不至于難以接受，濾光片的曲線圖就很難*適應，在白天任然有一些紅外光干擾圖像色彩還原;在晚上由于雙峰玻璃片的過濾作用，使CCD或CMOS不能充分利用所有光線從而產(chǎn)生雪花點現(xiàn)象，并降低紅外攝像機的圖像清晰度和低照性能。

IRCUT雙濾光片技術

雙濾光片技術，在不同的地方，有不同的名稱，歐美稱之為IRCUT;中國閩臺地區(qū)稱之為ICR;中國大陸稱之為雙濾光片切換器。

IRCUT雙濾光片切換器能讓普通日夜型攝像機在晚上和白天分別使用不同的濾光片工作，因而能有效解決雙峰單濾光片日夜不能兼顧而產(chǎn)生的問題。

IRCUT雙濾光片切換器由一個紅外截止低通濾光片、一個全光譜光學玻璃、動力機構以及外殼組成，它通過一塊電路控制板來進行切換、定位。當白天的光線充分時，電路控制板驅使切換器切換并定位到紅外截止濾光片工作，CCD或CMOS還原出真實色彩;當夜間可見光不足時，紅外截止濾光片自動移開，全光譜光學玻璃開始工作，這時，它能感應紅外燈的紅外光，使CCD或CMOS充分利用到所有光線，從而大大提高了紅外攝像機的夜視性能，整個畫面也就清晰自然了。

IRCUT雙濾光片技術的應用，不論對于晚上還是白天的效果，都有較大的改善，但IRCUT雙濾光片切換器過去由于技術、認識等多種因素，存在著各種各樣的問題，并非所有工廠的IRCUT雙濾光片切換器的產(chǎn)品都成熟而有效。IRCUT雙濾光片切換器的好與壞取決于濾光片和結構兩大方面。

濾光片的紅外線截止程度，透光率，和光整形效果均直接影響CCD、CMOS的圖像清晰度或色彩。全金屬外殼的IRCUT雙濾光片切換器，不但耐高溫，**，并能承載較大較重的鏡頭，還能較好地傳遞熱量，降低溫度對成像芯片的影響，確保圖像品質穩(wěn)定。白天和夜晚要用不同的濾光片，那么，它的機械性能就非常重要。

IRCUT雙濾光片切換器的驅動方式和機構多種多樣，主要分電感線圈式和電機式兩種，它們各有千秋。

電感線圈式又分線圈運動或磁鐵運動，以及直線運動或鐘擺運動等。線圈驅動方式的體積小，造價低，但驅動力小，自鎖能力差，線圈運動的壽命很短，而磁鐵運動的壽命很長，鐘擺運動方式的相對自鎖能力較好，但不能驅動大尺寸濾光片的。

電機式又分齒輪齒條式、蝸輪蝸桿式和螺旋副式等。螺旋副式的結構緊湊，動力大，自鎖力強，是一種較好的選擇。

詞條
詞條說明
淺談高清網(wǎng)絡監(jiān)控攝像機之低照度能力
低照度是指網(wǎng)絡攝像機在低照度的環(huán)境下的圖像細節(jié)還原能力，通常是以較低照度(單位Lux)來表示。低照度攝像機其內(nèi)部主要是選用具有高感光度特征的CCD/CMOS圖像傳感器芯片；通過雙濾光片切換機構和彩轉黑方式實現(xiàn)日夜型圖像功能；在編碼過程中進行低照度圖像降噪和圖像增強等技術。在外部環(huán)境中主要是通過紅外燈、白光燈或激光等來補光，通常各廠商采用一種或多種技術組合的方式來提升低照度下的圖像效果。低照度攝像
濾光片在視頻成像技術上的作用
鍍膜玻璃、藍玻璃、水晶濾光片、IR-CUT紅外截止濾光片等濾光片在視頻成像技術上起到至關重要的作用。 ????鍍膜和藍玻璃的作用紅外**二級管——紅外燈是由紅外輻射**的材料(常用砷化鎵)制成PN結，外加正向偏壓向PN結注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布于近紅外光譜波段范圍內(nèi)，為普通CCD
五一元爾集體職工做客桂林
為了慶祝一年一度的”五一“勞動節(jié)，元爾科技4月28日組織了全體職工及家屬50余人享有”山水**“美譽的桂林游玩。我們帶著愉悅的心情，帶上家屬帶上朋友于28日凌晨六點從深圳出發(fā)，一路上大家說笑取鬧，心曠神怡，勞倦俱忘，欣賞著美麗的山水到達魅力桂林。? ??我們參觀了陽朔著名的高田風光”十里畫廊“，走進了原始古樸的“圖騰古道”，游覽了有秀美的山水四園風光“世外桃源”，
紅外攝像機在黑天看不到圖像的原因分析
? ? ? ?紅外攝像機作為一種相對來講十分普及的安防產(chǎn)品在大眾中使用開之后便出現(xiàn)了情況，有些老客戶會發(fā)現(xiàn)一種問題，就是在夜晚的時候紅外攝像機成為了睜眼瞎，顯示不出任何圖像，終究原因發(fā)現(xiàn)具有六大緣由，造成此種情況的發(fā)生。 ? ? ? ?另外是紅外攝像機的電源問題，另外劣質的電源也是無法承受導致夜晚無圖。 ?