滤光片

什么是OLPF光学低通滤光片

OLPF 全名是Optical lowpass filter,即

光学低通滤光片，主要工作用来过滤输

入光线中不同频率波长光讯号，以传送

至CCD，并且避免不同频率讯号干扰到

CCD对色彩的判读。OLPF对于假色

（false colors）的控制上有显著的影响，

假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏

或是同心圆等主体影像，色彩相近却不

相同，当光线穿过镜头抵达CCD时，由

于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红

与蓝色以及50%的绿色，再经由色彩处

理引擎运用数据差值运算整合为完整

的影像。

因为先天上色彩资料短缺，CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数，终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同，需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS

图象传感器在规格上有些差异，为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的干扰杂音，需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计，以提高取象品质。

IR-CUT双滤光片切换的作用

IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。

IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透，解决红外一体机，日夜图像偏色影响，能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。

普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片，其优点是成本低廉，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变得灰白，红色衣服变成灰绿色等等（有阳光室外环境尤其明显）。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，其低照性能难以令人满意。

使用和不使用OLPF滤光片的不同效果比较

CCD摄相头与红外光

CCD本身就对红外光有感应,使用黑白摄像头,关掉灯光,用红外灯来照,影像就出来了。那彩色CCD为什么看不到红外线? 事实上,彩色CCD也看的到红外线, 就是因为它能感应到红外线,会干扰到D.S.P (影像处理主芯片)的运算,导致”偏色”,因此,得想个办法,让它不能接收红外线,方法就是:让CCD戴上”太阳眼镜”,只是人戴的太阳眼镜是隔离紫外线,而CCD戴的是隔离红外线,这就是彩色CCD 上头黏的那片滤光片.这是滤光片对每个波长光的穿透率,横轴是波长,以奈米(nm)表示,纵轴是穿透率,我们看到从380nm-645nm 穿透率是约93% ,刚好就是可见光的范围(紫-靛-蓝-绿-黄-橙-红)。600多nm是红色光,在它往右以”外”,就叫”红外线”,是”红色以外的光” 不是红色的光,因为眼睛已经看不到了,再来,380nm左

右我们眼睛看到的是紫色,在380nm往左以”外”,就叫”紫外线”,眼睛一样看不到,但会照伤我们的皮肤.

那黑白CCD为什么不加滤光片,难到它不怕色干扰吗?黑白摄像头本来就没颜色,何来”色”扰? 所以在早期,红外线摄影机就是用黑白摄像头,加上红外投射灯就行了.后来彩色摄像头越来越普遍了,总不能白天用彩色摄像头,到了晚上再用

黑白摄像头打红外灯吧,这就重复投资了,了解了上头的道理,就有人想出个方法:当有光线时用彩色摄像头,当没光线时,把CCD上头那片滤光片拿掉,再打上红外灯。日夜型红外线彩色摄像头”就这样出来了。所以,上面说的这种摄像头,在CCD前装了个机械结构,用电磁阀把滤光片拉开或推回去,在作动时听的到”喀察”一声.说到这里,学过光学的人必注意到,CCD有滤光片跟没滤光片,光线折射率会不一样,把滤光片拿开,打上红外光,折射率又会因波长不同会有些差异,这加起来就会造成焦点偏移,就是”失焦”,因此,刚刚所说的,不能只把滤光片移开,还得补上一片镜片来调整折射率,也就是一片滤光片跟一片普遍镜片在抽换. 这种”日夜型红外线彩色摄像头”是日本人搞出来的,实在太贵了,想仿吗,模具贵又怕被告,就有些天才老板干脆就把滤光片拿掉了,不就看的到红外线嘛!彩色室内日夜型红外线摄像头” 在晚上没灯光时,只要打上850nm的红外光,CCD就看的到了。850nm 跟可见光波长很近, 850nm投射灯常会产生少量可见光成份,看到的是红色的,那就是”红爆”的来源。红外线夜视问题解决了,在来是白天的问题了,既然那滤光片会让850nm的红外线漏进来,就会产生色干扰,也就是”白天偏色”的由来,这只能用软件来调整DSP的程序,尽量减少色偏.

使用光学低通滤波器OLPF应注意的问题

提请注意的是，OLPF使用不当时会发生下列问题：

（1）当镜头的解析度高于CCD图象传感器的解析度时，在看到较高频（超过CCD解析度的部分）的影象时，画面上将会产生杂讯，使用适当的OLPF就能将高频所产生的杂讯消除；若使用不适当的OLPF，则会造成解析度降低或是杂讯太多。

（2）当镜头的解析度不够，则CCD图象传感器的解象力就完全无法发挥，此时OLPF的功能将会大减，解析度有可能会降低。

一般，客户重视解析度，则采用较薄的OLPF晶片；若客户重视消除杂讯的效果，则采用较厚的OLPF晶片。对高阶影像产品，可采用四片式；中阶产品则可采用二片（或三片）式；低阶产品则为单片式。

红外截止滤光片在OLPF滤光片中的作用

在使用CCD或CMOS图象传感器拍摄彩色景物时，由于它们对颜色的反应与人眼不同，所以必须将它们能检测到而人眼无法检测的红外线部分除去，同时调整可见光范围内对颜色的反应，使影像呈现的色彩符合人眼的感觉。因此，一般在OLPF晶片中间加上一片只通过可见光的红外截止滤光片，如磷酸玻璃（吸收式）能获得极佳的效果（日本厂商广泛使用）。在电视监控技术上中有未使用与使用磷酸玻璃的应用对比实例，而使用的图像效果好。因此，使用红外截止滤光片可大大提高图像质量。由于石英的折射率与空气不同，在界面上会产