Kamera inframerah dekat: Apa itu? Bagaimana ia berfungsi?

Pengimejan NIR ialah teknologi canggih yang menawarkan perspektif unik dalam julat panjang gelombang 650nm hingga 950nm. Tidak seperti pengimejan cahaya yang boleh dilihat, NIR kurang terjejas oleh perubahan warna, membolehkan visualisasi berketepatan tinggi bagi mana-mana objek. Ciri tersendiri ini menjadikan pengimejan NIR sebagai teknologi barisan hadapan dalam pelbagai bidang, daripada diagnostik perubatan kepada kawalan kualiti industri.

Apakah teknologi pengimejan NIR?

Teknologi pengimejan NIR menandakan kemajuan ketara dalam bidang pengimejan optik. Ia menggunakan spektrum elektromagnet, khususnya panjang gelombang di luar spektrum cahaya yang boleh dilihat, antara 650nm hingga 950nm. Mampu menembusi objek yang kompleks, ia menyediakan imej terperinci dalam pelbagai keadaan.

Pengimejan NIR menggunakan prinsip gerakan gelombang berterusan, menawarkan lengkung sensitiviti unik yang jelas menayangkan objek jauh. Berbanding dengan kaedah pengimejan tradisional, pengimejan NIR tidak bergantung kepada warna, bermakna ia boleh memberikan imej kontras tinggi, menjadikannya lebih mudah untuk ditafsirkan oleh pemerhati manusia.

Salah satu kelebihan utama pengimejan NIR ialah keupayaannya untuk menembusi bahan tertentu, seperti plastik dan tisu manusia. Selain itu, sistem pengimejan NIR boleh beroperasi dengan berkesan dalam keadaan cahaya malap, dengan sensitiviti yang baik dan keupayaan resolusi tinggi.

Walau bagaimanapun, pengimejan NIR juga menghadapi beberapa cabaran. Sebagai contoh, objek dengan panjang gelombang melebihi 700nm hingga 1000nm mungkin tidak kelihatanModul kamera NIR. Selain itu, disebabkan kekurangan cahaya ambien, pengimejan NIR mungkin memerlukan sumber cahaya tambahan dalam senario malam.

Bagaimanakah pengimejan NIR dicapai?

Kesedaran pengimejan NIR menunjukkan kemajuan dalam teknologi sensor dan pemahaman spektrum elektromagnet. Pengimejan NIR dicapai melalui kamera khusus yang sensitif kepada julat inframerah dekat berhampiran spektrum yang boleh dilihat. Ia meliputi panjang gelombang di luar julat cahaya merah yang boleh dilihat, iaitu kira-kira 700nm, sehingga 950nm.

Kamera NIR, seperti yang digunakan untuk penglihatan malam atau pemantauan trafik, direka bentuk dengan penderia yang sangat sensitif kepada spektrum inframerah dekat. TradisionalPenderia CCDdigunakan untuk pengimejan NIR, tetapi kemunculan teknologi CMOS telah merevolusikan bidang ini. Penderia CMOS mempamerkan sensitiviti yang lebih besar dalam julat inframerah dekat, terutamanya melebihi 850nm, menjadikannya lebih kos efektif dan sesuai untuk rangkaian aplikasi yang lebih luas.

Untuk mencapai pengimejan NIR, kamera biasanya dilengkapi dengan lapisan asas yang lebih tebal, yang lebih sensitif kepada spektrum inframerah dekat daripada spektrum yang boleh dilihat. Ini membolehkan penangkapan imej berkualiti tinggi walaupun dalam cahaya ambien yang sangat rendah. Proses ini melibatkan langkah-langkah berikut:

• Tangkapan cahaya:Kamera NIR dipasang dengan kanta yang memfokuskan cahaya inframerah dekat pada penderia kamera.
• Tindak balas sensor:Penderia dalam kamera menukar cahaya yang ditangkap kepada isyarat elektrik.
• Pemprosesan imej:Isyarat elektrik kemudiannya diproses untuk mencipta imej digital yang boleh dianalisis atau dipaparkan.

Selain itu, kualiti pengimejan NIR boleh dipertingkatkan dengan ketara menggunakan teknik dan helah tertentu. Sebagai contoh, penguat imej boleh meningkatkan keupayaan kamera untuk menangkap imej yang boleh digunakan dalam keadaan cahaya malap. Selain itu, penggunaan penapis boleh membantu menyekat panjang gelombang yang tidak diingini, memastikan kamera hanya mengesan cahaya inframerah dekat yang berkaitan dengan aplikasi semasa.

Permintaan yang semakin meningkat untuk pengimejan NIR

Menurut penyelidikan pasaran baru-baru ini, pasaran pengimejan NIR berada dalam aliran menaik. Saiz pasaran telah meningkat dua kali ganda daripada kira-kira 5 juta pada 2019 dan diunjurkan mencecah 5 juta menjelang 2030. Pertumbuhan ini boleh dikaitkan dengan peningkatan penggunaan teknologi NIR dalam penjagaan kesihatan, keselamatan, pertanian dan pemeriksaan industri.

Bagaimanakah kamera NIR berfungsi?

Kamera NIR direka untuk mengesan dan memproses cahaya dalam julat inframerah dekat, biasanya antara 700nm dan 1000nm. Ini dicapai melalui penderia khusus yang lebih sensitif kepada cahaya inframerah daripada cahaya yang boleh dilihat. Kecekapan kuantum (QE) yang tinggi bagi penderia ini memastikan bahawa majoriti foton kejadian ditukar kepada elektron, yang kemudiannya diproses menjadi imej yang boleh digunakan. Kecekapan kuantum ialah parameter utama untuk prestasi kamera NIR. Ia mengukur keupayaan kamera untuk menukar foton insiden kepada isyarat elektrik yang boleh dikesan. QE yang lebih tinggi bermakna kualiti imej yang lebih baik, walaupun dalam keadaan cahaya malap.

Sebaik sahaja cahaya NIR ditangkap oleh penderia kamera, ia menjalani satu siri langkah pemprosesan imej. Langkah-langkah ini mungkin termasuk pengurangan hingar, peningkatan kontras dan pembetulan warna. Algoritma pemprosesan imej lanjutan juga boleh digunakan untuk mengekstrak maklumat khusus atau meningkatkan keterlihatan ciri tertentu dalam imej.

Kamera NIR biasanya menggunakan penapis warna untuk meningkatkan kualiti imej yang ditangkap. Sebagai contoh, penapis warna RGB boleh digunakan untuk memudahkan pemilihan palet dan meningkatkan ketepatan warna. Walau bagaimanapun, dalam pengimejan NIR, penapis ini boleh dilaraskan atau digantikan dengan penapis laluan inframerah untuk membolehkan lebih banyak cahaya inframerah dekat sampai ke sensor, menghasilkan imej yang lebih jelas.

Kawalan pendedahan yang betul adalah penting untuk menangkap imej NIR berkualiti tinggi. Pendedahan berlebihan boleh menyebabkan imej hilang, manakala kurang pendedahan boleh menyebabkan imej bising atau gelap. Kamera NIR biasanya mempunyai ciri pendedahan automatik yang melaraskan masa pendedahan dan apertur untuk mencapai imej terbaik dalam keadaan pencahayaan yang berbeza-beza. Selain itu, mengekalkan nisbah aspek yang betul memastikan herotan imej diminimumkan, yang penting untuk analisis dan tafsiran yang tepat.

Menangkap imej dalam format RAW memberikan fleksibiliti yang lebih besar dalam pasca pemprosesan kerana ia mengekalkan lebih banyak data imej asal. Ini amat berguna dalam pengimejan NIR, di mana analisis selalunya memerlukan kualiti imej setinggi mungkin. Menggunakan penapis IR berkualiti tinggi juga boleh meningkatkan kejelasan imej dengan menyekat panjang gelombang cahaya yang tidak diingini.

Aplikasi biasa untuk kamera NIR

Penyelidikan dan Pembangunan (R&D)

Dalam sektor R&D, kamera NIR tidak ternilai untuk menganalisis bahan dengan ciri spektrum NIR yang unik. Mereka membantu saintis dan penyelidik dalam mengenal pasti dan mengukur bahan tertentu, yang penting untuk pembangunan ubat, analisis kimia dan sains bahan.

Biometrik dan Kawalan Akses

Teknologi NIR memainkan peranan penting dalam sistem biometrik, terutamanya pengecaman iris. Teknologi ini boleh menangkap imej terperinci di bawah pelbagai keadaan pencahayaan, menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi kawalan akses selamat.

Aplikasi Perindustrian

Dalam sektor perindustrian, kamera NIR digunakan untuk kawalan kualiti, memeriksa produk untuk kecacatan atau objek asing, dan memantau proses pembuatan. Mereka juga boleh digunakan dalam pertanian untuk menilai kesihatan tanaman dan meramalkan hasil.

Sinoseen: Rakan Kongsi Anda untuk Pengimejan NIR

Sinoseen mempunyai lebih 14 tahun pengalaman dan kepakaran dalam bidang penglihatan terbenam, dengan pasukan profesional yang telah menyediakan sokongan kamera NIR khusus untuk lebih daripada 50+ pelanggan. Sekiranya anda memerlukan penyepaduan akamera yang sesuai untuk pengimejan NIR, jangan ragu untuk menghubungi kami, dan kami akan menawarkan perkhidmatan tersuai sehenti yang paling profesional.