Hva er en infrarød (IR)-filteret?

Infrarød cut-off filtre brukes i digital optisk utstyr, slik som kameraer, videospillere og astronomiske teleskoper for å begrense mengden av infrarød stråling som når sine delikate CCD og CMOS-kameraer. Disse kameraene er svært følsomme for infrarød stråling, noe som kan føre til fargeskifte i det endelige bildet. Ved hjelp av en infrarød cut-off-filter vil redusere eller forhindre denne fargeforskyvning.

Det elektromagnetiske spekteret

Infrarød stråling er bare en del av det elektromagnetiske spekteret, som også omfatter synlig lys, ultrafiolett, radiobølger, gammastråler og røntgenstråler. De forskjellige typer av bestråling av det elektromagnetiske spektrum blir målt ved deres bølgelengder. Infrarød er bare litt lengre enn synlig lys, men våre øyne kan ikke oppdage det; i stedet er vi i stand til å føle infrarød stråling som varme. Infrarød stråling avgis som varme av planter og dyr, samt maskiner, bygninger og naturlige kilder. Infrarød astronomi studerer universet ved å se på bare den infrarøde delen av spekteret.

infrarød

Infrarød stråling er videre delt opp i tre kategorier: nær, midten og langt, noen ganger utpekt som IR-A, IR-B og IR-C. Forskere er ikke enige om spesifikke grenser for disse betegnelsene, men nær-infrarødt, eller IR-A, varierer fra 700 til 1400 nanometer; mid-infrarødt, eller IR-B, varierer fra 1400 til 3000 nanometer; og langt infrarød, eller IR-C, varierer fra 3000 nanometer til en millimeter i bølgelengde. Nær infrarød er nærmest synlig lys.

CMOS og CCD-sensorer

Digitale kameraer er laget for å etterligne øyets evne til å se farger, slik at de kan produsere et naturlig utseende fotografi. Sensorene som brukes i et digitalt kamera til å fange lyset er følsomme for et bredere spekter av det elektromagnetiske spekteret enn det menneskelige øyet, inkludert infrarød. Noen kameraer bruker charge-coupled enheter eller CCD, for å fange lyset, mens andre bruker Complementary Metal Oxide Semiconductor enheter, bedre kjent som CMOS-sensorer. Ingen av disse sensorene kan faktisk ta opp farger; de kan bare registrere mengden av elektromagnetisk stråling å treffe dem. For å etterligne menneskelige syn, er små fargede filtre av rødt, grønt og blått plassert over hver piksel på bildesensoren. Kameraet har til å beregne den faktiske fargen av det lys som treffer sensoren i en prosess som kalles interpolering.

Typer av IR Filter

Infrarød stråling kan overvelde en kamerasensoren og føre den til å bedømme fargene som det er opptak. For å hindre at fargeendringer, er en infrarød cut-off filter som brukes til å blokkere infrarød fra å nå frem til føleren; dette gjør det endelige bildet vises mer naturlig farge. To forskjellige typer av cut-off-filter anvendes for å redusere overføring av infrarød stråling: de som absorberer infrarødt, og de som reflekterer det. Vanligvis er absorbtive filtre brukes med enheter som bruker CCD-kameraer og reflekterende filtre brukes med enheter som bruker CMOS kameraer.

Bruk av IR-filter

Digitale kameraer, videoutstyr og astronomisk bruk kameraer IR cut-off filter for å redusere uønskede fargeendringer i det endelige bildet. IR cut-off filter er noen ganger referert til som en "varmespeil". I tillegg kan IR cut-off filter reduserer varmeutvikling i digitale enheter. I forbruker kameraer, er IR-filteret allerede er på plass inne i kameraet. Astronomene bruker eksterne filtre som de kan plassere over sine teleskop linse.