近赤外線カメラ:それは何ですか?それはどのように機能しますか?

NIRイメージングは、650nmから950nmの波長範囲で独自の視点を提供する最先端の技術です。可視光イメージングとは異なり、NIRは色の変化による影響が少なく、あらゆる物体を高精度に可視化することができます。この特徴により、NIRイメージングは、医療診断から産業品質管理まで、多くの分野で最先端の技術となっています。

NIRイメージング技術とは?

NIRイメージング技術は、光学イメージングの分野における大きな進歩を示しています。電磁スペクトル、特に可視光スペクトルを超える波長(650nmから950nmの範囲)を利用します。複雑な物体を貫通することができ、さまざまな条件下で詳細な画像を提供します。

NIRイメージングは、連続波動の原理を採用しており、遠くの物体をはっきりと投影する独自の感度曲線を提供します。従来のイメージング方法と比較して、NIRイメージングは色に依存しないため、コントラストの高い画像を提供できるため、人間の観察者が解釈しやすくなります。

NIRイメージングの主な利点の1つは、プラスチックや人体組織などの特定の材料を透過する能力です。さらに、NIRイメージングシステムは、低照度条件下でも効果的に動作し、優れた感度と高解像度を実現します。

しかし、NIRイメージングにはいくつかの課題もあります。たとえば、700nmから1000nmを超える波長の物体は、NIRカメラモジュール.さらに、周囲光が不足しているため、NIRイメージングは夜間のシナリオで追加の光源が必要になる場合があります。

NIRイメージングはどのように実現されますか?

NIRイメージングの実現は、センサー技術の進歩と電磁スペクトルの理解を示しています。NIRイメージングは、可視スペクトルの近くの近赤外線範囲に敏感な特殊なカメラによって実現されます。可視赤色光の範囲(約700nm)をわずかに超えた波長から最大950nmまでの波長をカバーします。

暗視や交通監視に使用されるようなNIRカメラは、近赤外線スペクトルに非常に敏感なセンサーで設計されています。伝統的CCDセンサーNIRイメージングに使用されていましたが、CMOS技術の登場により、この分野は革命的になりました。CMOSセンサーは、近赤外範囲、特に850nm以上でより高い感度を示すため、費用対効果が高く、幅広いアプリケーションに適しています。

NIRイメージングを実現するために、カメラは通常、可視スペクトルよりも近赤外線スペクトルに対して感度の高い厚いベースレイヤーを備えています。これにより、非常に低い周囲光でも高品質の画像をキャプチャできます。このプロセスには、次の手順が含まれます。

• ライトキャプチャ:NIRカメラには、近赤外線をカメラのセンサーに集束させるレンズが取り付けられています。
• センサーの応答:カメラ内のセンサーは、キャプチャされた光を電気信号に変換します。
• 画像処理：次に、電気信号が処理されて、分析または表示できるデジタル画像が作成されます。

さらに、NIRイメージングの品質は、特定の技術やトリックを使用して大幅に向上させることができます。たとえば、イメージインテンシファイアは、暗い場所で使用できる画像をキャプチャするカメラの能力を高めることができます。さらに、フィルターを使用すると、不要な波長をブロックし、カメラが現在のアプリケーションに関連する近赤外光のみを検出することができます。

NIRイメージングの需要の高まり

最近の市場調査によると、NIRイメージング市場は上昇傾向にあります。市場規模は2019年の約2億8,500万ドルから倍増し、2030年には4億8,500万ドルに達すると予測されています。この成長は、ヘルスケア、セキュリティ、農業、および産業検査におけるNIRテクノロジーの採用の増加に起因する可能性があります。

NIRカメラはどのように機能しますか?

NIRカメラは、近赤外範囲(通常は700nm〜1000nm)の光を検出して処理するように設計されています。これは、可視光よりも赤外線に敏感な特殊なセンサーによって実現されます。これらのセンサーの高い量子効率(QE)により、入射光子の大部分が電子に変換され、それが使用可能な画像に処理されます。量子効率は、NIRカメラの性能にとって重要なパラメータです。これは、入射光子を検出可能な電気信号に変換するカメラの能力を測定します。QEが高いほど、暗い場所でも画質が向上します。

NIR光がカメラのセンサーによってキャプチャされると、一連の画像処理ステップを経ます。これらの手順には、ノイズリダクション、コントラスト強調、および色補正が含まれる場合があります。高度な画像処理アルゴリズムを使用して、特定の情報を抽出したり、画像内の特定の特徴の視認性を高めたりすることもできます。

NIRカメラは通常、カラーフィルターを使用して、キャプチャされた画像の品質を向上させます。たとえば、RGB カラー フィルターを使用すると、パレットの選択を簡略化し、色の精度を向上させることができます。ただし、NIRイメージングでは、これらのフィルターを調整または赤外線パスフィルターに置き換えて、より多くの近赤外線がセンサーに到達するようにし、より鮮明な画像を得ることができます。

高品質のNIR画像をキャプチャするには、適切な露出制御が重要です。露出オーバーは画像の白黒を引き起こし、露出アンダーは画像のノイズや暗い画像につながる可能性があります。NIRカメラは通常、露出時間と絞りを調整して、さまざまな照明条件下で最高の画像を実現する自動露出機能を備えています。さらに、正しいアスペクト比を維持することで、画像の歪みを最小限に抑えることができ、これは正確な分析と解釈に不可欠です。

RAW形式で画像をキャプチャすると、元の画像データをより多く保持するため、後処理の柔軟性が向上します。これは、分析に可能な限り最高の画質が求められることが多いNIRイメージングで特に役立ちます。高品質のIRフィルターを使用すると、不要な光の波長を遮断することで画像の鮮明さを向上させることもできます。

NIRカメラの一般的な用途

研究開発(R&D)

R&Dセクターでは、NIRカメラは、独自のNIRスペクトル特性を持つ材料の分析に非常に役立ちます。科学者や研究者が、医薬品開発、化学分析、材料科学に不可欠な特定の物質の同定と定量化を支援します。

生体認証とアクセス制御

NIR技術は、生体認証システム、特に虹彩認識において重要な役割を果たしています。この技術は、さまざまな照明条件下で詳細な画像をキャプチャできるため、安全なアクセス制御アプリケーションに最適です。

産業用アプリケーション

産業分野では、NIRカメラは品質管理、製品の欠陥や異物の検査、製造プロセスの監視に使用されています。また、農業で作物の健康状態を評価し、収量を予測するためにも使用できます。

Sinoseen:NIRイメージングのパートナー

Sinoseenは、組み込みビジョンの分野で14年以上の経験と専門知識を誇り、50 +以上のクライアントに専用のNIRカメラサポートを提供してきた専門チームを擁しています。の統合が必要な場合NIRイメージングに適したカメラ、お気軽にお問い合わせください、そして私たちはあなたに最も専門的なワンストップのカスタマイズされたサービスを提供します。