فیلتر IR CUT چیست؟

IR Cut یک فیلتر دوربین مداربسته است که برای ایجاد تصاویر بهتر بر روی لنز دوربین مداربسته نصب می‌شود.از فیلتر IR Cut می‌توان در دوربین‌های رنگی با سنسورهای CCD یا CMOS  برای تولید تصاویر رنگی دقیق استفاده کرد. یک IR Cut Filter انتقال نور مادون‌قرمز را هنگام عبور از نور مرئی مسدود می‌کند. این کار را می‌تواند با دو روش انجام داد: جذب یا بازتاب.

فیلترهای جذبی با شیشه‌های نوری مخصوص ساخته می‌شوند که تابش مادون‌قرمز نزدیک را جذب می‌کنند. فیلترهای نوع بازتابی، نور مادون‌قرمز را با بازده بالا منعکس می‌کنند. فیلترهای جذبی معمولاً برای دوربین‌هایی با سنسور CCD استفاده می‌شوندو این درحالی‌ است که فیلترهای IR بازتابنده برای دوربین‌هایی با سنسور CMOS استفاده می‌شوند. ازآنجایی‌که دوربین‌های مداربسته و وب‌کم‌های امروزی طیف گسترده‌ای از نور مرئی را در برمی‌گیرند، همه آنها می‌توانند نور IR را تا حدی نمایش دهند. این نور باید مسدود شود تا بتوان رنگ دقیق و صحیح اطراف را از طریق دوربین دریافت کرد.

نور مادون‌قرمز که در طیف بین 700 نانومتر تا حدود 1000 نانومتر گسترش می‌یابد، فراتر از چیزی است که چشم انسان بتواند آن را ببیند، اما بیشتر سنسورهای دوربین می‌توانند آن را تشخیص دهند و از آن استفاده کنند. در طول روز، یک دوربین Day / Night از IR cut filter استفاده می‌کند.  IR فیلتر می‌شود تا رنگ‌ها را همان‌طور که چشم انسان‌ها می‌بیند، نمایش داده شوند. وقتی دوربین در حالت شب (سیاه‌وسفید) است، IR cut filter برداشته می‌شود و اجازه می‌دهد تا حساسیت نور دوربین به 0.001 لوکس یا کمتر برسد.

دوربین‌های Day/Night در محیط‌هایی که استفاده از نور مصنوعی را محدود می‌کنند، بسیار کاربردی هستند. این موارد شامل شرایط نظارت تصویری در نور کم، نظارت پنهان و برنامه‌های محرمانه است. همچنین، یک Illuminator IR که نور نزدیک به مادون‌قرمز را تأمین می‌کند می‌تواند همراه با دوربین Day/Nightمورداستفاده قرار گیرد تا توانایی دوربین در تولید فیلم باکیفیت بالا در شرایط کم‌نور یا شب بیشتر شود.

هدف استفاده از فیلتر IR cut در دوربین‌های رنگی

همانطور که قبلاً ذکر شد، طیف رنگی که توسط چشم انسان دیده می‌شود در مقایسه با طیف مشاهده شده توسط دوربین‌های دارای سنسور CCD کاملاً محدود است. به‌خصوص، در نزدیکی طیف مادون‌قرمز، اختلاف حساسیت قابل‌توجه است.

این مهم است که بدانیم ازآنجاکه بسیاری از منابع نوری، از جمله خورشید، نور مادون‌قرمز منتشر می‌کنند؛ بنابراین یک دوربین رنگی در طول روز و بدون فیلتر IR cut مقدار قابل‌توجهی نور مادون‌قرمز را دریافت می‌کند و در نتیجه رنگ‌های عجیبی را ایجاد می‌نماید. این امر به‌ویژه در مورد رنگ‌های سبز موجود در طبیعت بسیار مشهود است. به‌طورکلی اگر از یک دوربین بدون فیلتر  IR cut در محیط داخلی استفاده شود، ایجاد رنگ کاملاً مناسبی خواهد داشت. اگر همان دوربین در محیط خارجی در زیر نور خورشید نصب شود، تفاوت قابل‌ملاحظه‌ای در تولید همان رنگ‌های محیط داخلی مشاهده خواهد شد. قهوه‌ای و قرمز نسبتاً بدون تغییرخواهند بود؛ اما سبز و بخصوص رنگ سبز موجود در طبیعت به‌عنوان‌مثال رنگ چمن و برگ‌ها تقریباً می‌توانند به‌صورت رنگ نقره‌ای ظاهر شوند. رزولوشن هنوز همان رزولوشن است؛ اما رنگ آن بسیار تغییر کرده است یا بسیار متفاوت از آن چیزی است که انتظار می‌رود.

برای دستیابی به بهترین میزان دید روزانه و شبانه با یک دوربین، فیلترهای IR CUT مکانیکی می‌توانند به طور خودکار در دوربین‌ها خاموش و روشن شوند تا امکان تولید مجدد و دقیق رنگ در طول روز و شب را فراهم کند. این سوئیچینگ معمولاً توسط سیستم حسگر نور درون دوربین انجام می‌شود

چگونه IR Cut دید دوربین در روز را بهبود می‌بخشد؟

عملکرد مادون‌قرمز یا IR برای دریافت تصاویر باکیفیت مناسب در شرایط نوری کم ضروری است. برداشتن فیلتر IR cut از مسیر دید یک دوربین حساس به مادون‌قرمز در شب باعث می‌شود تا دوربین تصاویر باکیفیت خوبی را در تاریکی ارائه دهد. سپس تصاویر تک‌رنگ (سیاه‌وسفید) خوبی به دست می‌آورید که با استفاده از نور مادون‌قرمز که عمدتاً برای چشم انسان قابل‌مشاهده نیست، می‌تواند بهبود یابد.

بااین‌حال اغلب مردم تعجب می‌کنند که تصویر یک دوربین حساس به IR در طول روز چگونه است. آیا دوربین هنوز رنگی می‌بیند و اگر چنین است پس چرا اصلاً فیلتر داریم؟

دلیل آن این است که اگر طیف IR را در طول روز فیلتر نکنید، کل طیف رنگ در تصویر دوربین تولید می‌شود. نور سفید شامل طیف کامل نور است، اما ما انسان‌ها به طور معمول نور IR را نمی‌بینیم. به همین دلیل است که ما از دوربینی استفاده می‌کنیم که می‌تواند نور IR را در طول شب فیلتر کند تا بتوانیم آن را در تاریکی ببینیم.

اگر طیف IR را به تصویر رنگی خود اضافه کنیم، رنگ تولید شده توسط دوربین تصویری غیرواقعی خواهد بود. نگاهی به نمونه‌های زیر بیندازید. این یک دوربین است که فیلتر IR CUT در زمان تصویربرداری خاموش و روشن است.

فیلتر IR CUT روشن است - تمام نور IR از تصویر فیلتر می‌شود بنابراین شما می توانید یک تصویر واقعی و زیبا در روز دریافت کنید.

فیلتر IR CUT خاموش است – در این حالت نور IR فیلتر نمی‌شود و تاثیر آن را در دریافت تصاویر مشاهده می‌کنید که باعث تغییر در رنگ‌های واقعی شده است.

همانطور که مشاهده می‌کنید، اگر با دوربین بدون IR cut Filter در طول روز تصویری را مشاهده کنید طیف کامل نور را دریافت می‌کنید، به این معنی است که طیف رنگ IR به تصویر اضافه می شود و رنگ کاملاً نادرست و خلاف واقع خواهد بود.

بنابراین برای استفاده بهتر از هر دوربین در طول روز و شب، در طول روز فیلتر IR cut را روشن می‌کنیم و در هنگامی که نور کمی در فضا موجود است آن را خاموش می‌کنیم. که امروزه این اتفاق به صورت خود کار با استفاده از سنسور‌های درون دوربین انجام می گیرد.