監(jiān)控攝像機(jī)中的濾光片是如何工作的

監(jiān)控攝像機(jī)中的CCD上的濾光片，正確名稱叫光學(xué)低通濾波器。

濾光片有兩大功用:

1.濾除紅外線. 2.修整進(jìn)來的光線

濾除紅外線:

彩色監(jiān)控攝像機(jī)CCD也可感應(yīng)紅外線,就是因為會感應(yīng)紅外線,會導(dǎo)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(jìn)光:

因為CCD上是一顆顆的感光體(CELL)構(gòu)成,最好光線是直射進(jìn)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(jìn)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(lán)玻璃,鍍膜分真空鍍膜及化學(xué)鍍膜方式,化學(xué)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(zhì)時(比如從空氣進(jìn)入石英片),會產(chǎn)生部分的折射及反射,加上AR-Coating 后,濾光片可達(dá)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(dāng)然有影響.

另外是用藍(lán)玻璃,藍(lán)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(lán)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(lán)玻璃加一片石英片的所謂”兩片式”濾光片.其中藍(lán)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(jìn)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(jī)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(zhuǎn)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(lán)玻璃,那就各項優(yōu)點就有了,這種”三片式常見于日本進(jìn)口機(jī).

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(chǎn)品主要按光譜波段、光譜特性、應(yīng)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(xué)濾光片。其功能是防止CCD影像傳感器由于像素間隔而產(chǎn)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(hù)需避免熱傷害的光學(xué)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(jī)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(xué)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(yuǎn)紅外光波段，依您的應(yīng)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(shè)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(dāng)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(yīng)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(jī)攝影機(jī)鏡頭上，電子數(shù)碼產(chǎn)品的窗口片，觸摸屏等視窗產(chǎn)品上起防塵片等光學(xué)產(chǎn)品。通常防水防塵膜與增透膜一起使用在視窗產(chǎn)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(hù)的作用。此種鍍膜還可以與反光膜一起用在車用后視鏡產(chǎn)品。當(dāng)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(xué)窗口保持清晰的視野。