智能感應(yīng)設(shè)備中的紅外濾光片
紅外濾光片在智能感應(yīng)系統(tǒng)中承擔“光譜篩選器”的角色，其核心任務(wù)是允許特定紅外波段高效通過，同時嚴格阻擋雜散光（尤其是可見光）。這種選擇性透光能力是各類設(shè)備實現(xiàn)精準感應(yīng)的重要保障。
（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）
一、常見智能感應(yīng)系統(tǒng)濾光片類型及適用場景
常見濾光片覆蓋兩類濾光片，近紅外帶通濾光片和長波通濾光片紅外濾光片； 近紅外帶通濾光片一般工作波段集中在850nm、940nm兩個窗口，與紅外LED光源匹配，其代表應(yīng)用包括感應(yīng)水龍頭/皂液器，940nm濾光片避免可見光干擾，確保人手反射信號被準確識別；地鐵閘機/感應(yīng)門，850nm波段穿透力強，適用于復(fù)雜光照環(huán)境下的運動檢測；交互式電子白板，需高精度定位，常用窄帶濾光片提升信噪比。 長波通濾光片，起始波長多設(shè)定在>750nm，過濾可見光但保留近紅外能量， 適用于如簡易紅外測溫器、低照度輔助感應(yīng)系統(tǒng)等，成本較低但抗干擾性弱于帶通型。
（BP850帶通濾光片）
二、關(guān)鍵設(shè)備中的濾光片配置與技術(shù)指標
不同設(shè)備因功能差異對濾光片參數(shù)要求顯著不同，以下為典型配置分析：
1. 衛(wèi)生潔具類（水龍頭、馬桶、皂液器）
濾光片類型：940nm帶通濾光片
參數(shù)要求：
中心波長：940±5nm
半帶寬（FWHM）：≤40nm（避免環(huán)境熱輻射干擾）
峰值透過率：>90%
截止深度：OD4（可見光區(qū)透過率<0.01%）
設(shè)計考量：需抑制環(huán)境光（如浴室暖光燈）中700–900nm的紅外成分，防止誤觸發(fā)。
（BP940帶通濾光片）
2. 安防通行類（閘機、感應(yīng)門）
濾光片類型：850nm帶通濾光片
參數(shù)要求：
帶寬：≤50nm（平衡信號強度與抗干擾能力）
透過率：>92%@850nm
截止范圍：400–800nm & 900–1100nm（雙阻帶設(shè)計）
溫度穩(wěn)定性：30℃~85℃透過率波動<3%
特殊需求：需承受戶外紫外線、溫濕度變化，常采用鍍膜玻璃基材增強耐久性。
（850帶通濾光片）
3. 干手器
濾光片類型：窄帶940nm或自定義波段（如900–1000nm）
核心指標：
角度容差：>30°（適應(yīng)手部位置變化）
表面硬度：>6H（防粉塵磨損）
集成設(shè)計：常與激光發(fā)射器共用光學(xué)窗口，需避免冷凝影響透光率。
（圖片源自AI）
4. 生物識別類（人臉/指紋識別）
濾光片類型：
人臉檢測：810–870nm帶通濾光片（截止可見光，僅透紅外）；
活體檢測：雙波段濾光片（如同時透可見光與940nm）。
嚴苛指標：
截止深度：OD6（防強光攻擊）
面形精度：λ/（防止成像畸變）
下表總結(jié)了主要設(shè)備的濾光片性能要求差異：
| 應(yīng)用設(shè)備 | 濾光片類型 | 中心波長(nm) | 帶寬要求 | 截止深度(OD) | 特殊需求 |
| 感應(yīng)水龍頭/皂液器 | 帶通型 | 940±5 | ≤40nm | ≥4 | 抗暖光燈干擾 |
| 地鐵閘機/感應(yīng)門 | 帶通型 | 850±10 | ≤50nm | ≥4 | 寬溫工作、防紫外線 |
| 干手器 | 帶通/寬帶 | 940 或 9001000 | ≤60nm | ≥3.5 | 大角度容差、防塵 |
| 人臉識別系統(tǒng) | 窄帶通 | 810/870 | ≤30nm | ≥6 | 超高面形精度 |
三、光學(xué)加工難點與關(guān)鍵技術(shù)要求
濾光片的性能高度依賴精密加工工藝，以下是核心難點解析：
1. 鍍膜工藝
層數(shù)控制：窄帶濾光片需沉積50–300層薄膜，層厚誤差需<1nm；
應(yīng)力管理：多層膜堆疊易導(dǎo)致基片翹曲，需優(yōu)化鍍膜順序與退火工藝。
（特鍍膜內(nèi)部圖）
2. 基材選擇與處理
常用材料：
光學(xué)玻璃（Schott B270等）：成本低，適用于民用設(shè)備；
藍玻璃（吸收型）：提升紅外截止陡度，用于高端成像；
樹脂基材：輕量化場景，但耐熱性較差（干手器等慎用）。
表面加工要求：
光潔度：60/40（劃痕/麻點標準，單位μm）；
面形精度：λ/4@633nm（人臉識別等應(yīng)用要求λ/）。
3. 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計
溫漂補償：薄膜熱膨脹系數(shù)需匹配基材，防止高溫下中心波長偏移；
防潮鍍層：邊緣密封膜層避免水汽侵入導(dǎo)致脫膜（尤其洗手間設(shè)備）。
四、技術(shù)演進趨勢
為適應(yīng)更高性能需求，濾光片技術(shù)正向以下方向發(fā)展：
1. 超窄帶化：半帶寬≤10nm的濾光片提升復(fù)雜光環(huán)境下的信噪比；
2. 復(fù)合功能集成：如“紅外透射+增透膜+疏水層”三合一鍍膜；
3. 柔性光學(xué)器件：樹脂納米壓印濾光片降低曲面感應(yīng)器裝配難度。
紅外濾光片作為智能感應(yīng)設(shè)備的“光譜守門人”，其波段選擇與參數(shù)精度直接決定系統(tǒng)可靠性。從民用潔具到安防系統(tǒng)，不同場景對濾光片的帶寬、截止深度、環(huán)境穩(wěn)定性提出分層級需求，也推動著鍍膜工藝與基材處理技術(shù)的持續(xù)革新。未來隨著柔性光學(xué)與超精密加工的發(fā)展，更薄、更耐候、更精準的濾光片將進一步拓展智能感應(yīng)的應(yīng)用邊界。