Caméras proche infrarouge : qu’est-ce que c’est ? Comment cela fonctionne-t-il ?

L’imagerie NIR est une technologie de pointe offrant des perspectives uniques dans la gamme de longueurs d’onde de 650 nm à 950 nm. Contrairement à l’imagerie en lumière visible, le proche infrarouge est moins affecté par les changements de couleur, ce qui permet une visualisation de haute précision de n’importe quel objet. Cette particularité fait de l’imagerie NIR une technologie de pointe dans de nombreux domaines, du diagnostic médical au contrôle qualité industriel.

Qu’est-ce que la technologie d’imagerie NIR ?

La technologie d’imagerie proche infrarouge marque une avancée significative dans le domaine de l’imagerie optique. Il utilise le spectre électromagnétique, en particulier les longueurs d’onde au-delà du spectre de la lumière visible, allant de 650 nm à 950 nm. Capable de pénétrer des objets complexes, il fournit des images détaillées dans diverses conditions.

L’imagerie proche infrarouge utilise les principes du mouvement d’onde continue, offrant une courbe de sensibilité unique qui projette clairement des objets éloignés. Par rapport aux méthodes d’imagerie traditionnelles, l’imagerie NIR n’est pas dépendante des couleurs, ce qui signifie qu’elle peut fournir des images à contraste élevé, ce qui les rend plus faciles à interpréter pour les observateurs humains.

L’un des principaux avantages de l’imagerie NIR est sa capacité à pénétrer certains matériaux, tels que les plastiques et les tissus humains. De plus, les systèmes d’imagerie NIR peuvent fonctionner efficacement dans des conditions de faible luminosité, avec une bonne sensibilité et des capacités de haute résolution.

Cependant, l’imagerie proche infrarouge est également confrontée à certains défis. Par exemple, les objets dont les longueurs d’onde sont supérieures à 700 nm à 1000 nm peuvent ne pas être visibles parModule de caméra NIR. De plus, en raison du manque de lumière ambiante, l’imagerie NIR peut nécessiter des sources lumineuses supplémentaires dans les scénarios nocturnes.

Comment l’imagerie proche est-elle réalisée ?

La réalisation de l’imagerie proche infrarouge démontre les progrès de la technologie des capteurs et de la compréhension du spectre électromagnétique. L’imagerie proche infrarouge est réalisée à l’aide de caméras spécialisées sensibles au proche infrarouge près du spectre visible. Il couvre les longueurs d’onde juste au-delà de la plage de la lumière rouge visible, qui est d’environ 700 nm, jusqu’à 950 nm.

Les caméras NIR, telles que celles utilisées pour la vision nocturne ou la surveillance du trafic, sont conçues avec des capteurs très sensibles au spectre proche infrarouge. TraditionnellementCapteurs CCDétaient utilisés pour l’imagerie NIR, mais l’émergence de la technologie CMOS a révolutionné le domaine. Les capteurs CMOS présentent une plus grande sensibilité dans le proche infrarouge, en particulier au-dessus de 850 nm, ce qui les rend plus rentables et adaptés à un plus large éventail d’applications.

Pour réaliser l’imagerie proche infrarouge, les caméras sont généralement équipées d’une couche de base plus épaisse, qui est plus sensible au spectre proche infrarouge qu’au spectre visible. Cela permet de capturer des images de haute qualité, même dans des conditions de lumière ambiante extrêmement faible. Le processus comprend les étapes suivantes :

• Capture de la lumière :Les caméras NIR sont équipées d’objectifs qui focalisent la lumière proche infrarouge sur le capteur de la caméra.
• Réponse du capteur :Le capteur à l’intérieur de la caméra convertit la lumière capturée en signaux électriques.
• Traitement d'images:Les signaux électriques sont ensuite traités pour créer une image numérique qui peut être analysée ou affichée.

De plus, la qualité de l’imagerie proche infrarouge peut être considérablement améliorée à l’aide de techniques et d’astuces spécifiques. Par exemple, les intensificateurs d’image peuvent améliorer la capacité de l’appareil photo à capturer des images utilisables dans des conditions de faible luminosité. De plus, l’utilisation de filtres peut aider à bloquer les longueurs d’onde indésirables, en veillant à ce que la caméra ne détecte que la lumière proche infrarouge pertinente pour l’application actuelle.

Demande croissante d’imagerie proche infrarouge

Selon une étude de marché récente, le marché de l’imagerie NIR est sur une tendance à la hausse. La taille du marché a doublé, passant d’environ 285 millions de dollars en 2019 et devrait atteindre 485 millions de dollars d’ici 2030. Cette croissance peut être attribuée à l’adoption croissante de la technologie NIR dans les domaines de la santé, de la sécurité, de l’agriculture et de l’inspection industrielle.

Comment fonctionnent les caméras NIR ?

Les caméras NIR sont conçues pour détecter et traiter la lumière dans le proche infrarouge, généralement entre 700 nm et 1000 nm. Ceci est réalisé grâce à des capteurs spécialisés qui sont plus sensibles à la lumière infrarouge qu’à la lumière visible. L’efficacité quantique élevée (QE) de ces capteurs garantit qu’une majorité des photons incidents sont convertis en électrons, qui sont ensuite traités en images utilisables. L’efficacité quantique est un paramètre clé pour les performances des caméras NIR. Il mesure la capacité de la caméra à convertir les photons incidents en signaux électriques détectables. Un QE plus élevé signifie une meilleure qualité d’image, même dans des conditions de faible luminosité.

Une fois que la lumière NIR est capturée par le capteur de l’appareil photo, elle subit une série d’étapes de traitement d’image. Ces étapes peuvent inclure la réduction du bruit, l’amélioration du contraste et la correction des couleurs. Des algorithmes de traitement d’image avancés peuvent également être utilisés pour extraire des informations spécifiques ou améliorer la visibilité de certaines caractéristiques de l’image.

Les caméras NIR utilisent généralement des filtres de couleur pour améliorer la qualité des images capturées. Par exemple, les filtres de couleur RVB peuvent être utilisés pour simplifier la sélection de la palette et améliorer la précision des couleurs. Cependant, dans l’imagerie proche infrarouge, ces filtres peuvent être ajustés ou remplacés par des filtres passe-infrarouge pour permettre à une plus grande quantité de lumière proche infrarouge d’atteindre le capteur, ce qui permet d’obtenir des images plus claires.

Un bon contrôle de l’exposition est crucial pour capturer des images NIR de haute qualité. La surexposition peut entraîner un délavage de l’image, tandis que la sous-exposition peut entraîner des images bruyantes ou sombres. Les appareils photo infrarouges sont généralement dotés de fonctions d’exposition automatique qui ajustent le temps d’exposition et l’ouverture pour obtenir la meilleure image dans des conditions d’éclairage variables. De plus, le maintien du rapport hauteur/largeur correct garantit que la distorsion de l’image est minimisée, ce qui est essentiel pour une analyse et une interprétation précises.

La capture d’images au format RAW offre une plus grande flexibilité dans le post-traitement, car elle préserve une plus grande partie des données d’image d’origine. Ceci est particulièrement utile dans l’imagerie proche infrarouge, où l’analyse nécessite souvent la meilleure qualité d’image possible. L’utilisation de filtres IR de haute qualité peut également améliorer la clarté de l’image en bloquant les longueurs d’onde lumineuses indésirables.

Applications courantes des caméras NIR

Recherche et développement (R&D)

Dans le secteur de la R&D, les caméras NIR sont inestimables pour analyser des matériaux présentant des caractéristiques spectrales NIR uniques. Ils aident les scientifiques et les chercheurs à identifier et à quantifier des substances spécifiques, ce qui est crucial pour le développement de médicaments, l’analyse chimique et la science des matériaux.

Biométrie et contrôle d’accès

La technologie NIR joue un rôle important dans les systèmes biométriques, en particulier la reconnaissance de l’iris. Cette technologie peut capturer des images détaillées dans diverses conditions d’éclairage, ce qui en fait un choix idéal pour les applications de contrôle d’accès sécurisées.

Applications industrielles

Dans le secteur industriel, les caméras NIR sont utilisées pour le contrôle de la qualité, l’inspection des produits à la recherche de défauts ou de corps étrangers et la surveillance des processus de fabrication. Ils peuvent également être utilisés dans l’agriculture pour évaluer la santé des cultures et prédire les rendements.

Sinoseen : votre partenaire pour l’imagerie proche infrarouge

Sinoseen possède plus de 14 ans d’expérience et d’expertise dans le domaine de la vision embarquée, avec une équipe de professionnels qui a fourni un support dédié aux caméras NIR pour plus de 50+ clients. Si vous avez besoin de l’intégration d’uncaméra adaptée à l’imagerie proche infrarouge, n’hésitez pas à nous contacter et nous vous offrirons le service personnalisé le plus professionnel à guichet unique.