在疫情防控與公共衛(wèi)生監(jiān)測常態(tài)化的背景下，多人臉測溫儀已成為車站、商場、學校等公共場所的標配設(shè)備。這類設(shè)備能否在人群中快速、非接觸地鎖定人臉區(qū)域并精確測溫，很大程度上取決于一顆不為人關(guān)注的核心元件——光學濾光片。下面我們?yōu)榇蠹医榻B，從其熱像測溫原理到光學濾光片材料選擇、制造，再到其應(yīng)用做一個簡單的分析，做一個簡單的認識！

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一、什么是多人臉測溫儀？

多人臉測溫儀是一種集成紅外熱成像與可見光人臉識別的雙光攝像系統(tǒng)。它能在數(shù)米外同時檢測多張人臉的面部溫度，并在屏幕上實時疊加顯示溫度數(shù)值，對異常體溫自動報警。

區(qū)別于傳統(tǒng)的單點手持測溫槍，多人臉測溫儀具備三大核心能力：

大視場同步測溫：可覆蓋寬度2～3米的通道，一次捕捉10～20人；

人臉定位與追蹤：自動排除熱咖啡、手機等高溫物體的干擾，只測量額頭區(qū)域；

非接觸、無感知：人員正常行走即可完成測溫，避免擁堵。

然而，要想讓熱成像鏡頭像人眼一樣“只關(guān)心體溫”，就必須依靠濾光片來篩選光線。

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二、熱成像測溫重要元件---濾光片

2.1 任何物體都在輻射紅外線

根據(jù)普朗克黑體輻射定律，任何溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都會向外輻射電磁波。人體體溫（約36℃）對應(yīng)的熱輻射峰值波長約為9.3μm，主要分布在中遠紅外波段（8～14μm）。設(shè)備測溫的實質(zhì)，就是精確測量這一波段的輻射強度。 

2.2 環(huán)境雜光污染問題

在真實的公共場所環(huán)境中，存在大量干擾光源：

太陽光（含強烈的近紅外，0.7～2.5μm）

燈光（白熾燈、LED燈都有紅外成分）

其他熱源（手機充電、熱飲、空調(diào)出風口）

如果熱成像鏡頭不加任何限制地接收所有波長的光，傳感器將被雜光淹沒，根本無法區(qū)分哪部分是人體輻射，測溫誤差可能高達±5℃以上。

2.3 濾光片的核心使命

濾光片的作用就是一道“光學安檢門”：它只允許人體熱輻射所在的目標波段（8～14μm）高通過去，同時強烈阻擋其他波段的雜光。沒有它，多人臉測溫儀就是一臺“瞎子”熱像儀。

（紅外鍺-管控材料，需報備）

三、濾光片深度分析：種類、材料與性能

3.1 兩種關(guān)鍵濾光片

高端型號還可能加入窄帶濾光片，進一步縮小光譜范圍至9.5～10.5μm，專門鎖定人臉峰值輻射，減少口罩或眼鏡片的干擾。

3.2 核心材料對決：鍺 vs 硫系玻璃

普通光學玻璃（如K9、藍寶石）在8～14μm波段會強烈吸收紅外線，因此必須使用特殊紅外材料。

選型結(jié)論：

追求極致信噪比與測溫精度 → 鍺

戶外/大門/成本敏感場景 → 硫系玻璃

3.3 關(guān)鍵性能指標

評價一顆濾光片好壞，主要看四個參數(shù)：

中心波長（CWL）：例如8～14μm

峰值透過率（Tpeak）：優(yōu)質(zhì)品≥85%（鍺）或≥70%（硫系鍍膜后）

截止深度（OD）：阻擋波段的光密度，OD3表示透過率僅0.1%

通帶波紋：透過率曲線是否平坦，波動越小越好

（硫系玻璃）

四、光學加工制造：從材料到成品

濾光片的制造融合了超精密機械加工與納米級薄膜技術(shù)。

4.1 基片成型

鍺材料：采用單點金剛石車削。因鍺硬且脆，無法傳統(tǒng)研磨，必須在超精密機床上用鉆石刀頭直接車出光學鏡面，表面粗糙度可達納米級。

硫系玻璃：采用精密模壓。將預(yù)形體加熱軟化后，用高精度模具一次壓鑄成型，單片加工時間僅數(shù)秒，適合大批量生產(chǎn)。

4.2 表面鍍膜（靈魂工序）

鍍膜的目的是構(gòu)建一個“干涉濾波器”——在基片兩面交替沉積幾十甚至上百層厚度為微米/納米級的高、低折射率材料（常見如硫化鋅ZnS、氟化鐿YbF?等）。

技術(shù)方法：物理氣相沉積（PVD），在高真空環(huán)境中蒸發(fā)膜料，凝結(jié)在鏡片表面。

光學原理：利用相長干涉增強目標波段透過，相消干涉抑制雜光波段。

結(jié)果：未經(jīng)鍍膜的鍺片，8～14μm透過率可達90%，但雜光也同樣透過；鍍膜后，帶外截止深度達到OD3以上，測溫精度才能控制在±0.3℃以內(nèi)。

4.3 切割與裝配

完成鍍膜的大尺寸晶片或模壓片，用激光或金剛石刀具切割成所需形狀（圓形、方形等），然后裝入精密加工的金屬或塑料壓環(huán)中，點膠固定，成為可直接安裝到鏡頭模組上的成品濾光片。

4.4 附加防護

多人臉測溫儀的最外層窗口通常會額外鍍上DLC類金剛石膜或AR增透膜，以兼顧透紅外、防刮擦、抗腐蝕和防霧（配合微型加熱環(huán)）。

多人臉測溫儀能在大客流場景下實現(xiàn)快速、精準的體溫篩查，光學濾光片是其中技術(shù)含量最高、最容易被忽視的核心元件。它通過精確的光譜篩選與先進的薄膜干涉技術(shù)，從喧囂的環(huán)境雜光中“拎出”微弱的人體熱輻射信號。當前，濾光片材料正從傳統(tǒng)鍺向硫系玻璃等低成本、耐候性更好的材料演進；制造工藝上，精密模壓與卷對卷鍍膜等技術(shù)也在推動大批量、低成本生產(chǎn)。未來，隨著集成光學與超表面技術(shù)的發(fā)展，濾光功能甚至可能直接集成到探測器芯片上，實現(xiàn)更小體積、更低成本的多人臉測溫方案。

對于普通用戶而言，了解這一“看不見的科技”，或許能更好地理解為何一個小小的測溫儀，能在人海中精準鎖定你的體溫——答案就藏在那一枚薄如蟬翼、層層堆疊的濾光片里。

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