Nabij-infraroodcamera's: wat is het? Hoe werkt het?

NIR-beeldvorming is een geavanceerde technologie die unieke perspectieven biedt in het golflengtebereik van 650 nm tot 950 nm. In tegenstelling tot beeldvorming met zichtbaar licht, wordt NIR minder beïnvloed door kleurveranderingen, waardoor een zeer nauwkeurige visualisatie van elk object mogelijk is. Deze onderscheidende eigenschap maakt NIR-beeldvorming tot een toonaangevende technologie op tal van gebieden, van medische diagnostiek tot industriële kwaliteitscontrole.

Wat is NIR-beeldvormingstechnologie?

NIR-beeldvormingstechnologie markeert een aanzienlijke vooruitgang op het gebied van optische beeldvorming. Het maakt gebruik van het elektromagnetische spectrum, met name golflengten buiten het zichtbare lichtspectrum, variërend van 650 nm tot 950 nm. Het is in staat om complexe objecten binnen te dringen en biedt gedetailleerde beelden onder verschillende omstandigheden.

NIR-beeldvorming maakt gebruik van principes van continue golfbewegingen en biedt een unieke gevoeligheidscurve die verre objecten duidelijk projecteert. In vergelijking met traditionele beeldvormingsmethoden is NIR-beeldvorming niet kleurafhankelijk, wat betekent dat het contrastrijke beelden kan opleveren, waardoor ze voor menselijke waarnemers gemakkelijker te interpreteren zijn.

Een van de belangrijkste voordelen van NIR-beeldvorming is het vermogen om bepaalde materialen binnen te dringen, zoals kunststoffen en menselijk weefsel. Bovendien kunnen NIR-beeldvormingssystemen effectief werken onder omstandigheden met weinig licht, met een goede gevoeligheid en mogelijkheden met hoge resolutie.

NIR-beeldvorming staat echter ook voor enkele uitdagingen. Objecten met golflengten van meer dan 700 nm tot 1000 nm zijn bijvoorbeeld mogelijk niet zichtbaar voorNIR-cameramodule. Bovendien kan NIR-beeldvorming vanwege het gebrek aan omgevingslicht extra lichtbronnen vereisen in nachtelijke scenario's.

Hoe wordt NIR-beeldvorming bereikt?

De realisatie van NIR-beeldvorming toont de vooruitgang in sensortechnologie en begrip van het elektromagnetische spectrum. NIR-beeldvorming wordt bereikt door gespecialiseerde camera's die gevoelig zijn voor het nabij-infraroodbereik in de buurt van het zichtbare spectrum. Het bestrijkt golflengten net buiten het bereik van zichtbaar rood licht, dat ongeveer 700 nm tot 950 nm is.

NIR-camera's, zoals die worden gebruikt voor nachtzicht of verkeersbewaking, zijn ontworpen met sensoren die zeer gevoelig zijn voor het nabij-infraroodspectrum. TraditioneelCCD-sensorenwerden gebruikt voor NIR-beeldvorming, maar de opkomst van CMOS-technologie heeft een revolutie teweeggebracht in het veld. CMOS-sensoren vertonen een grotere gevoeligheid in het nabij-infrarode bereik, vooral boven 850 nm, waardoor ze kosteneffectiever zijn en geschikt voor een breder scala aan toepassingen.

Om NIR-beeldvorming te bereiken, zijn camera's doorgaans uitgerust met een dikkere basislaag, die gevoeliger is voor het nabij-infrarode spectrum dan het zichtbare spectrum. Dit maakt het mogelijk om beelden van hoge kwaliteit vast te leggen, zelfs bij extreem weinig omgevingslicht. Het proces omvat de volgende stappen:

• Licht vastleggen:NIR-camera's zijn uitgerust met lenzen die nabij-infrarood licht op de sensor van de camera focussen.
• Sensor reactie:De sensor in de camera zet het opgevangen licht om in elektrische signalen.
• Beeldverwerking:De elektrische signalen worden vervolgens verwerkt tot een digitaal beeld dat kan worden geanalyseerd of weergegeven.

Bovendien kan de kwaliteit van NIR-beeldvorming aanzienlijk worden verbeterd met behulp van specifieke technieken en trucs. Beeldversterkers kunnen bijvoorbeeld het vermogen van de camera vergroten om bruikbare beelden vast te leggen bij weinig licht. Bovendien kan het gebruik van filters helpen ongewenste golflengten te blokkeren, zodat de camera alleen nabij-infrarood licht detecteert dat relevant is voor de huidige toepassing.

Groeiende vraag naar NIR-beeldvorming

Volgens recent marktonderzoek vertoont de markt voor NIR-beeldvorming een opwaartse trend. De marktomvang is verdubbeld van ongeveer $ 285 miljoen in 2019 en zal naar verwachting in 2030 $ 485 miljoen bedragen. Deze groei kan worden toegeschreven aan de toenemende acceptatie van NIR-technologie in de gezondheidszorg, beveiliging, landbouw en industriële inspectie.

Hoe werken NIR-camera's?

NIR-camera's zijn ontworpen om licht te detecteren en te verwerken binnen het nabij-infrarode bereik, meestal tussen 700 nm en 1000 nm. Dit wordt bereikt door gespecialiseerde sensoren die gevoeliger zijn voor infrarood licht dan zichtbaar licht. De hoge kwantumefficiëntie (QE) van deze sensoren zorgt ervoor dat het merendeel van de invallende fotonen wordt omgezet in elektronen, die vervolgens worden verwerkt tot bruikbare beelden. Kwantumefficiëntie is een belangrijke parameter voor de prestaties van NIR-camera's. Het meet het vermogen van de camera om invallende fotonen om te zetten in detecteerbare elektrische signalen. Een hogere QE betekent een betere beeldkwaliteit, zelfs bij weinig licht.

Zodra NIR-licht is opgevangen door de sensor van de camera, ondergaat het een reeks beeldverwerkingsstappen. Deze stappen kunnen ruisonderdrukking, contrastverbetering en kleurcorrectie omvatten. Geavanceerde beeldverwerkingsalgoritmen kunnen ook worden gebruikt om specifieke informatie te extraheren of de zichtbaarheid van bepaalde kenmerken in het beeld te verbeteren.

NIR-camera's gebruiken meestal kleurfilters om de kwaliteit van de vastgelegde beelden te verbeteren. RGB-kleurfilters kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om de paletselectie te vereenvoudigen en de kleurnauwkeurigheid te verbeteren. Bij NIR-beeldvorming kunnen deze filters echter worden aangepast of vervangen door infrarooddoorlaatfilters om meer nabij-infrarood licht de sensor te laten bereiken, wat resulteert in helderdere beelden.

Een goede belichtingsregeling is cruciaal voor het vastleggen van NIR-beelden van hoge kwaliteit. Overbelichting kan leiden tot uitwassende beelden, terwijl onderbelichting kan leiden tot ruis of donkere beelden. NIR-camera's hebben meestal automatische belichtingsfuncties die de belichtingstijd en het diafragma aanpassen om het beste beeld te krijgen onder verschillende lichtomstandigheden. Bovendien zorgt het handhaven van de juiste beeldverhouding ervoor dat beeldvervorming tot een minimum wordt beperkt, wat van vitaal belang is voor nauwkeurige analyse en interpretatie.

Het vastleggen van afbeeldingen in RAW-indeling biedt meer flexibiliteit bij de nabewerking, omdat meer van de originele beeldgegevens behouden blijven. Dit is vooral handig bij NIR-beeldvorming, waar analyse vaak de hoogst mogelijke beeldkwaliteit vereist. Het gebruik van hoogwaardige IR-filters kan ook de helderheid van het beeld verbeteren door ongewenste lichtgolflengten te blokkeren.

Veelgebruikte toepassingen voor NIR-camera's

Onderzoek en ontwikkeling (R&D)

In de R&D-sector zijn NIR-camera's van onschatbare waarde voor het analyseren van materialen met unieke NIR-spectrale kenmerken. Ze helpen wetenschappers en onderzoekers bij het identificeren en kwantificeren van specifieke stoffen, wat cruciaal is voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, chemische analyse en materiaalkunde.

Biometrie en toegangscontrole

NIR-technologie speelt een belangrijke rol in biometrische systemen, met name irisherkenning. De technologie kan gedetailleerde beelden vastleggen onder verschillende lichtomstandigheden, waardoor het een ideale keuze is voor veilige toegangscontroletoepassingen.

Industriële toepassingen

In de industriële sector worden NIR-camera's gebruikt voor kwaliteitscontrole, het inspecteren van producten op defecten of vreemde voorwerpen en het bewaken van productieprocessen. Ze kunnen ook in de landbouw worden gebruikt om de gezondheid van gewassen te beoordelen en opbrengsten te voorspellen.

Sinoseen: uw partner voor NIR-beeldvorming

Sinoseen kan bogen op meer dan 14 jaar ervaring en expertise op het gebied van embedded vision, met een professioneel team dat toegewijde NIR-camera-ondersteuning heeft geboden aan meer dan 50+ klanten. Mocht u de integratie van eengeschikte camera voor NIR-beeldvorming, neem gerust contact met ons op en wij bieden u de meest professionele one-stop-service op maat.