IR_CUT濾光片切換器簡介

IR=infrared=紅外線，IR_CUT，紅外濾光片切換器，簡言之，是由濾光片（一片紅外截止或吸收濾光片和一片全透光譜濾光片）+動力部分（可以是電磁、電機或其他動力源）構(gòu)成的，用于讓濾光片白天切換到不感紅外濾光片和晚上切換到感紅外濾光片的紅外攝像機配件。

紅外光對攝像機成像的影響

物質(zhì)吸收光并激發(fā)出自由電子的行為稱為光電效應(yīng)。正是由于光具有光電效應(yīng)，科學(xué)家發(fā)明了光耦合成像技術(shù)，包括CCD：全稱Charge Coupled Device即電荷耦合器件；和CMOS：全稱Complementary Metal Oxide Semiconductor，即互補金屬氧化物半導(dǎo)體。所有的攝像機成像部分都是通過CCD或者CMOS SENSOR這一圖像傳感器來實現(xiàn)的。

自然界存在著各種波長的光線，人眼識別光線的波長范圍在320nm-760nm之間，可見光區(qū)不同頻率的光會呈現(xiàn)不同的顏色，依次為紅:605nm-700nm,橙:595-605,黃:580-595,綠:500-560,青:480nm-490nm,藍:435nm-480nm,紫:400-435。而超過320nm-760nm的光線人眼就無法見到，比如紅外光、紫外線等。而CCD或者CMOS成像，不僅捕捉人眼可見光，也會捕捉紅外光。任何在絕對零度（-273℃）以上的物體都對外發(fā)射紅外線，不過有強弱大小，而且我們普遍采用的紅外補光燈，光譜功率分布為中心波長830～950nm，也為普通CCD和CMOS可感受的范圍。

光是沿直線傳播的，但是當光線穿越不同介質(zhì)時，會產(chǎn)生直射、反射、折射、衍射、偏振等不同的物理特性。因此，當可見光和紅外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，當我們將可見光所成圖像調(diào)試好，也就是所謂圖像聚焦和后焦調(diào)整，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(zhì)量。常見的現(xiàn)象包括虛焦、偏色、摩爾紋等。

紅外濾光片的作用

濾光片，簡單來說，就是能衰減光強度，改變光譜成分或限定振動面的光學(xué)零件。紅外濾光片，就是能夠濾除紅外光線的光學(xué)零件，一般使用鍍膜的方法或藍玻璃。

鍍膜分真空鍍膜和化學(xué)鍍膜兩種，這兩種我們都稱之為IRCoating。IRCoating能濾除650nm波長以上的光，能夠滿足一般要求不高的CCD攝像機的要求；而對于不同品牌、規(guī)格、型號的CMOS，由于存在紅外半峰帶寬的問題，它們感應(yīng)紅外光的條件是不一樣的，因此必須針對每一款產(chǎn)品，鍍與之相適應(yīng)、截止不同波長波段的膜，以達到最佳效果。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，并且過濾比較徹底。

另外，濾光片還要加上所謂的ARCoating的鍍膜，目的是增加透光率，因為光線在透過不同介質(zhì)（比如從空氣進入石英片）時，會產(chǎn)生部分的折射和反射，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，就會使圖像更清晰。同時，濾光片有ARCoating的保護也就不容易起霧了。

CCD和CMOS兩者都是利用矽感光二極管進行光與電轉(zhuǎn)換的圖像傳感器，由一顆顆的感光體（CELL）構(gòu)成，它要求光線最好是直射進來，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。

綜上所述，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。

我們絞盡腦汁把紅外光濾除了，可是紅外光并不是一無是處。當年我們的攝像機只有白天用，晚上卻是兩眼一抹黑。當人們對低照度夜視有要求的時候，又想起了被我們?yōu)V掉的紅外光。為了解決這一問題，便開發(fā)出雙峰值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波長吸引，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。

IRCUT雙濾光片技術(shù)

雙濾光片技術(shù)，在不同的地方，有不同的名稱，歐美稱之為IRCUT；中國***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(xué)玻璃、動力機構(gòu)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(qū)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(xué)玻璃開始工作，這時，它能感應(yīng)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雙濾光片切換器的驅(qū)動方式和機構(gòu)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(qū)動方式的體積小，造價低，但驅(qū)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(qū)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(jié)構(gòu)緊湊，動力大，自鎖力強，是一種較好的選擇。

IRCUT的驅(qū)動控制

由于CCD和CMOS圖像傳感器對紅外光的不同特性，CCD攝像機一般不需要使用IR_CUT，而CMOS攝像機都會采用IR_CUT，使用IR_CUT，會同步配合攝像機圖像的黑白轉(zhuǎn)換，在夜間圖像轉(zhuǎn)為黑白，紅外攝像機還會在夜間圖像轉(zhuǎn)黑白的時候，同步開啟紅外補光燈。

為了得到正確的圖像，IR_CUT切換、圖像黑白轉(zhuǎn)換、紅外燈開關(guān)三項動作必須保持同步進行，這個同步動作通過攝像機的硬件和軟件設(shè)計來完成。而呈現(xiàn)給用戶的，這三項其實就是一個菜單項，不同的攝像機可能叫法不一樣，常見的有彩黑轉(zhuǎn)換、日夜轉(zhuǎn)換、紅外控制等。

控制IR_CUT切換有幾種不同的控制方式，一般包括：外部控制，程序控制，手動控制。不管是哪種控制方式，都要決定在什么環(huán)境下，即環(huán)境照度或者每天天黑天亮的什么時間點做轉(zhuǎn)換。

外部控制，通過光敏電阻（一般集成在紅外燈板上）檢測環(huán)境照度，并轉(zhuǎn)換成電信號反饋主板做判斷，主板通過判斷，通過信號控制IR_CUT的切換。

程序模式，又分為定時模式，和照度模式。定時模式是在攝像機里直接設(shè)置每天的固定時間做轉(zhuǎn)換，這個僅適用于環(huán)境照度變換很規(guī)律的場景。照度模式，則是支持通過程序設(shè)定在某個具體的照度閾值上做轉(zhuǎn)換，而照度值的來源則是主板通過攝像機的畫面分析場景的照度來取得。

手動控制則比較簡單，即在攝像機的菜單選項里，直接設(shè)置ICR ON或ICR OFF。（不同攝像機的叫法不同）。