Qu'est-ce qu'un filtre infrarouge ? Comment fonctionne-t-il ?

Ces dernières années, la vidéosurveillance jour et nuit est devenue de plus en plus populaire, et l'auteur de ce texte utilise également cet équipement pour assurer sa sécurité. En général, caméras CMOS et CCD peuvent détecter les infrarouges proches, invisibles à l'œil humain. Bien que cela soit important pour les équipements de vision nocturne, les rayons infrarouges peuvent déformer les images diurnes.

Avant d'aborder le filtre IR Cut, comprenons d'abord ce qu'est l'infrarouge.

Qu'est-ce que l'infrarouge ?

L'infrarouge (IR en abrégé), également appelé rayonnement infrarouge, est une onde électromagnétique dont la longueur d'onde se situe entre les micro-ondes et la lumière visible. Sa longueur d'onde varie de 760 nm à 1 mm, il s'agit d'une lumière non visible ayant une longueur d'onde plus longue que celle de la lumière rouge, correspondant à une fréquence située entre environ 430 THz et 300 GHz. Par conséquent, elle ne peut pas être observée seule par l'œil humain.

Qu'est-ce qu'un filtre IR Cut ?

Un filtre IR Cut, également appelé filtre infrarouge à coupure, est un élément optique utilisé dans les caméras pour améliorer la qualité de l'image. Il se compose généralement d'un filtre à absorption infrarouge et d'un filtre spectral à transmission totale. En général, l'œil humain ne peut pas voir la lumière infrarouge, tandis que la caméra si, donc pour que l'œil humain et la caméra perçoivent une cohérence des couleurs de l'image, il est nécessaire d'utiliser un filtre infrarouge. Les deux filtres sont combinés avec un moteur électromagnétique ou électrique pour réaliser un basculement automatique afin de corriger les déviations de couleur causées par la lumière infrarouge pendant la journée.

Comment fonctionne le filtre IR Cut ?

Le principe de fonctionnement du filtre IR Cut est de régler automatiquement l'état du filtre en fonction des variations de la lumière ambiante pour optimiser l'effet d'imagerie de la caméra sous différentes conditions d'éclairage. Tout cela est réalisé grâce au mécanisme de basculement automatique.

Mécanisme de basculement automatique

Le mécanisme de commutation automatique du filtre IR Cut est généralement contrôlé par électromagnétisme ou un moteur. Lorsque le capteur infrarouge de la caméra surveille les changements de luminosité, l'interrupteur intégré ajuste automatiquement l'état du filtre en fonction de l'intensité lumineuse afin d'obtenir la meilleure qualité d'image. La réalisation de cette technologie implique une conception optique sophistiquée et une structure mécanique complexe, donc le matériau et les couches du filtre doivent être soigneusement sélectionnés pour garantir le blocage de la lumière infrarouge tout en minimisant l'impact sur la lumière visible. Bien sûr, la réactivité et la fiabilité de l'interrupteur sont également importantes.

Changements de lumière

Pendant la journée, lorsque la lumière est suffisante, le filtre coupe-infrarouge / absorption interceptera ou absorbéra la majeure partie de la lumière infrarouge, évitant ainsi l'impact sur la couleur de l'image, afin que la caméra puisse restituer des couleurs plus proches de ce que voit l'œil humain. Étant donné que la longueur d'onde de la lumière infrarouge est relativement longue, si elle n'est pas filtrée, il peut y avoir un phénomène de décoloration, par exemple, les plantes vertes peuvent apparaître grises.

La nuit ou dans des conditions de faible luminosité, le filtre IR Cut passera automatiquement en mode filtre à spectre complet. À ce moment-là, le filtre coupe-infrarouge / absorption s'éloignera, permettant à plus de lumière (y compris la lumière infrarouge) d'atteindre le capteur de la caméra, permettant ainsi à la caméra d'améliorer la luminosité et la netteté de l'image même dans des conditions de faible luminosité, réalisant ainsi une surveillance ou une photographie nocturne.

Quels sont les avantages de l'utilisation du filtre IR Cut ?

Adaptation automatique aux changements environnementaux : La fonction de commutation automatique du filtre IR Cut permet à la caméra de s'adapter rapidement aux changements de lumière ambiante sans intervention humaine, offrant ainsi la meilleure qualité d'image possible.

Imagerie en faible lumière et de nuit : Dans des conditions de faible luminosité ou de nuit, le filtre IR Cut à spectre complet permet une meilleure quantité de lumière d'atteindre le capteur, améliorant ainsi les performances de la caméra.

Préservation des couleurs : Dans de bonnes conditions d'éclairage, le filtre IR Cut capture et bloque la lumière infrarouge, réduisant les décalages de couleur sur l'image et maximisant la capacité à maintenir les couleurs similaires à celles perçues par l'œil humain.

Durée de vie plus longue : Le filtre IR Cut réduit les ajustements manuels dus aux changements de lumière ambiante et prolonge considérablement la durée de vie grâce à des ajustements automatiques.

Intégration avec les caméras RGB

L'intégration d'un filtre IR Cut avec des caméras RGB permet des ajustements plus fins de la réponse spectrale pour une qualité de sortie améliorée, car les caméras RGB s'appuient sur les canaux de couleur rouge, vert et bleu pour capturer des images et sont sensibles à la lumière infrarouge. Le filtre IR Cut réduit considérablement l'impact de la lumière infrarouge sur les caméras RGB, et le mécanisme d'ajustement automatique du filtre IR Cut garantit que les caméras RGB produisent des images de la plus haute qualité tout en maintenant une colorimétrie précise, qu'il s'agisse d'une nuit à faible luminosité ou d'une journée bien éclairée.

Cela dit, l'intégration du filtre IR Cut dans les caméras RGB présente des défis techniques tels que la précision de fabrication du filtre et la vitesse de réponse du mécanisme de commutation, qui ne peuvent être surmontés qu'à travers une optimisation continue. Avec l'augmentation de la demande pour des images de haute qualité, l'intégration du filtre IR Cut avec les caméras RGB a un très bel avenir dans les domaines de la surveillance de sécurité, des caméras de drones, des smartphones, etc.

Dans l'ensemble, les caméras qui utilisent la technologie de filtre coupe-infrarouge (IR Cut Filter) peuvent améliorer considérablement la qualité d'image de la caméra. En particulier, elle peut offrir une meilleure précision des couleurs et une plus grande clarté en termes de conservation des couleurs et d'imagerie nocturne.

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