Bộ lọc màu (Color Filter) – Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng trong quang học

Bộ lọc màu (Color Filter) là linh kiện quang học dùng để cho ánh sáng của một dải màu cụ thể truyền qua, đồng thời hấp thụ hoặc phản xạ các bước sóng còn lại. Đây là thành phần quan trọng trong camera, cảm biến, hệ chiếu sáng, máy quang phổ, kỹ thuật phân tích màu và nhiều ứng dụng hình ảnh công nghiệp.

1. Bộ lọc màu (Color Filter) là gì?

Bộ lọc màu là loại optical filter được thiết kế để tách và chọn lọc ánh sáng theo từng dải màu, thường thuộc các nhóm:

• Đỏ (Red Filter)

• Xanh lá (Green Filter)

• Xanh dương (Blue Filter)

• Vàng / Cam

• Lọc màu chuyên biệt: Cyan, Magenta, IR-cut, UV-cut

Bộ lọc màu hoạt động trong vùng bước sóng VIS (380–700 nm) nhưng có thể mở rộng sang UV và IR tùy thiết kế.

2. Cấu tạo của bộ lọc màu

Tùy công nghệ sản xuất, Color Filter có 2 cấu trúc phổ biến:

2.1. Bộ lọc màu hấp thụ (Absorptive Color Filter)

Làm từ thủy tinh nhuộm màu (colored glass).

• Hấp thụ phần ánh sáng không mong muốn

• Cho màu mục tiêu truyền qua

• Giá thành thấp

• Dễ gia công cắt theo yêu cầu

Ví dụ: thủy tinh BG, RG, GG trong các hệ quang học.

2.2. Bộ lọc màu điện môi (Interference Color Filter)

Dạng thin-film, điều chỉnh màu bằng màng điện môi.

• Độ dốc phổ sắc nét

• Truyền màu chính xác

• Ít thay đổi theo độ dày tấm nền

• Bền với nhiệt và laser

Thường dùng trong camera công nghiệp, cảm biến ảnh và máy quang phổ.

3. Nguyên lý hoạt động

Color Filter hoạt động dựa trên:

✔ Hấp thụ bước sóng (Absorption)

Vật liệu nhuộm màu hấp thụ các màu không mong muốn và chỉ truyền một phần phổ.

✔ Giao thoa màng mỏng (Interference)

Lớp màng điện môi tạo hiệu ứng phản xạ – truyền qua có chọn lọc để tách từng dải màu.

Nhờ vậy, Color Filter cho ra phổ truyền qua rõ ràng, ổn định và phù hợp nhiều ứng dụng.

4. Các loại Bộ lọc màu phổ biến

4.1. RGB Color Filters

• Lọc ánh sáng đỏ – xanh lá – xanh dương

• Dùng nhiều trong camera, cảm biến CMOS, machine vision.

4.2. Color Glass Filters

• BG, RG, GG…

• Ổn định, giá rẻ, dễ tùy chỉnh kích thước.

4.3. Interference Color Filters

• Cho dải màu hẹp, độ chính xác cao

• Dùng cho laser, phân tích quang phổ, khoa học vật liệu.

4.4. IR/UV Enhanced Color Filters

• Tăng độ nhạy hoặc loại bỏ IR/UV trong imaging.

4.5. Multiband Color Filter

• Kết hợp nhiều dải: RGB, Cyan-Magenta-Yellow, hoặc tùy chỉnh theo phổ cảm biến.

5. Thông số quan trọng của Color Filter

6. Ưu điểm của bộ lọc màu

• Tách màu chính xác, độ tinh khiết cao

• Phù hợp camera & cảm biến

• Hỗ trợ hiệu chỉnh hình ảnh

• Ổn định quang học, không phai màu (interference type)

• Tùy chỉnh theo yêu cầu: kích thước, bước sóng, hình dạng

7. Ứng dụng của Bộ lọc màu (Color Filter)

7.1. Camera & Machine Vision

• Tăng độ tương phản

• Lọc ánh sáng nhiễu

• Phân loại sản phẩm theo màu sắc

7.2. Công nghiệp hình ảnh & chiếu sáng

• Đèn LED RGB

• Chiếu sáng nghệ thuật và kỹ thuật

• Máy quay phim, nhiếp ảnh chuyên nghiệp

7.3. Cảm biến quang học

• CMOS/CCD Color Arrays

• Hệ thống AI Vision trong nhà máy

• Robot phân loại vật liệu

7.4. Khoa học – phòng thí nghiệm

• Máy đo quang phổ

• Phân tích màu sắc

• Quang phổ Raman & huỳnh quang

7.5. Thiết bị y tế & sinh học

• Hiển vi huỳnh quang

• Thiết bị phân tích mẫu sinh học

8. Cung cấp Bộ lọc màu theo yêu cầu

Chúng tôi cung cấp:

• RGB Color Filters (R/G/B)

• Interference Color Filter chính xác cao

• Color glass filters (BG, RG, GG series)

• Color filter cho camera công nghiệp

• Tùy chỉnh kích thước: tròn – vuông – theo bản vẽ

• Dải UV / VIS / NIR

Hỗ trợ tư vấn chọn filter phù hợp cho camera, chiếu sáng, phân tích quang học hoặc máy quang phổ.