監(jiān)控攝像機中的濾光片是如何工作的
監(jiān)控攝像機中的CCD上的濾光片，正確名稱叫光學低通濾波器。
濾光片有兩大功用:
1.濾除紅外線. 2.修整進來的光線
濾除紅外線:
彩色監(jiān)控攝像機CCD也可感應紅外線,就是因為會感應紅外線,會導致D.S.P無法算出正確顏色,，因此須加一片濾光片,把光線中紅外線部份隔開,所以只有彩色CCD需要裝濾光片,黑白就不用了.
修整進光:
因為CCD上是一顆顆的感光體(CELL)構成,最好光線是直射進來,但為了怕干擾到鄰近感光體,就需要對光線加以修整,因此那片濾光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把進來的光線,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影響旁邊的感光點.
那么濾光片是怎么做到這些的呢?我們不防來看看
1濾除紅外線:
可用鍍膜方式及藍玻璃,鍍膜分真空鍍膜及化學鍍膜方式,化學鍍膜是將石英片浸入溶劑中加以電鍍,成本低但鍍膜厚度不平均且容易脫落,真空鍍膜是用真空蒸鍍法,鍍膜均勻且不易脫落,但成本高.以上我們稱IR Coating , 目地在濾除紅外線, 另外還要加上所謂的AR-Coating 的鍍膜,目地是增加透光率,因為光線在透過不同介質時(比如從空氣進入石英片),會產生部分的折射及反射,加上AR-Coating 后,濾光片可達到98-99%的穿透率,否則只有90-95的穿透率,這對CCD的感光度當然有影響.
另外是用藍玻璃,藍玻璃是用”吸收”的方式過濾紅外線,而IR-Coating是用反射的方式濾掉紅外線,但反射光容易造成干擾,如果只考慮濾除紅外線,藍玻璃是比較好的選擇 . 但上文說玻璃無法修整光線,因此就有一片藍玻璃加一片石英片的所謂”兩片式”濾光片.其中藍玻璃用來濾紅外線,而石英片修整光線用,因此石英片上只需做AR-Coatin就行了.
2.修整光線:
上文說到, 利用石英的物理偏光特性,把進來的光線,保留直射部份,反射掉斜射部份,但只能對一個方向修整,通常攝像機只考慮到水平分辨率,因此只對光線做水平修整,因此在貼濾光片時方向要對,不可弄反了.那如果垂直光線也要修整的話怎辦?很簡單,就黏兩片,把其中一片轉90度就行了,因此就有這種也叫“兩片式”的濾光片,一片用在水平修整,一片用在垂直修整,其中一片再做IR-Coating 來濾紅外線.
那更高級的呢?就是兩片石英中間夾片藍玻璃,那就各項優(yōu)點就有了,這種”三片式常見于日本進口機.
l 石英片整光效果是物理方式的,要配合CCD上感光點而變,因此理論上不同CCD廠牌及不同畫素還有N制P制,石英片厚度都不同,
黏貼方式 ：
1.直接就夾在遮光片上,再鎖在CCD上,好處是方便,須注意防塵
2.用UV膠黏,再照紫外線燈,優(yōu)點是穩(wěn)固,但須在無塵室或無塵箱中弄,如果不管那么多就硬干了 。
3.用雙面膠帶,一黏就好了,這個最方便又省錢,但常常一段時間后就掉下來了,尤其是被太陽曬久了。
如何選用和訂購濾光片
在選用濾光片之前必須對濾光片的分類有基本的了解。濾光片產品主要按光譜波段、光譜特性、應用特點等方式分類。
光譜波段：紫外濾光片、可見濾光片、紅外濾光片;(如對光譜不清楚，可以參考光譜圖如下：)
光譜特性：帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片;
其中帶通型即選定波段的光通過，通帶以外的光截止。比如我們的紅外帶通濾光片。
短波通型即短于選定波長的光通過，長于該波長的光截止。比如我們的紅外截止濾光片。
長波通型即長于選定波長的光通過，短于該波長的光截止。比如我們的紅外濾光片，IPL濾光片
使用紅外截止濾光片和透紅外濾光片拍攝的不同效果對比
紅外截止濾光片即允許可見光透過而截止或反射紅外光的光學濾光片。其功能是防止CCD影像傳感器由于像素間隔而產生的偽色和波紋，改善紅外線對CCD成像的影響。
紅外線截止濾光片通常被使用在保護需避免熱傷害的光學系統(tǒng)中，藉由反射紅外光，也將熱能反射回光源方向。紅外線截止濾光片對數(shù)位相機鏡頭的CCD,CMOS感測器非常重要，因為這些感測器通常對紅外光過份敏感，會造成偵測的影像色偏或出現(xiàn)人眼 看不到的影像。因此它可校正影像感測器比較接近人眼的狀態(tài)。
帶通濾光片是一種可以讓特定波長的光通過而讓其他波段的光反射(或衰減)的光學元件。帶通濾光片的工作區(qū)域可以是紫外光波段，可見光波段，近紅外光波段， 遠紅外光波段，依您的應用范圍而定。和一般通過截止濾光片，或彩色濾光片相比，帶通濾光片設計及制作上都較困難，主要原因是，因為光譜波峰兩端的位置都需 要比較精確的控制。而控制兩點的位置當然比一點的困難度高多了。
帶通濾光片是一種帶寬比較窄，短波和長波有明顯截止的玻璃，它光譜特性由透射比的最大值(TM)及其波長(λM)位置，短波截止波長，長波截止波長和半寬度來表示。最大透射比的一半所對應的波長λ1和λ2之差(λ2-λ1)nm稱為半寬度FWHM。防水防塵膜使水、塵等臟污與鏡片的接觸面積變小呈110度角，與使其不易粘附于鏡片表面，所以濾光片表面會更加光潔，增加了防水、防霧、防塵、防指紋等防污染的功能，可廣泛用于攝相機攝影機鏡頭上，電子數(shù)碼產品的窗口片，觸摸屏等視窗產品上起防塵片等光學產品。通常防水防塵膜與增透膜一起使用在視窗產品上，還可以起到增加鏡片表面的硬度，同時也可以起到防止劃傷的作用。這里防刮傷并不是100%的防刮傷，這里是指常規(guī)的微小的刮擦，對窗口起到保護的作用。此種鍍膜還可以與反光膜一起用在車用后視鏡產品。當水落在濾光片表面上時尤如水落到了荷葉上可迅速滑落，可使光學窗口保持清晰的視野。