Kamery bliskie podczerwieni: co to jest? Jak to działa?

Obrazowanie NIR to najnowocześniejsza technologia oferująca unikalne perspektywy w zakresie długości fali od 650 nm do 950 nm. W przeciwieństwie do obrazowania w świetle widzialnym, NIR jest mniej dotknięty zmianami koloru, co umożliwia wysoką precyzję wizualizacji dowolnego obiektu. Ta charakterystyczna cecha sprawia, że obrazowanie NIR jest technologią najnowocześniejszą w wielu dziedzinach, od diagnostyki medycznej po kontrolę jakości przemysłową.

Co to jest technologia obrazowania NIR?

Technologia obrazowania NIR stanowi znaczący postęp w dziedzinie obrazowania optycznego. Wykorzystuje spektrum elektromagnetyczne, a zwłaszcza długości fal poza widmem światła widzialnego, w zakresie od 650 nm do 950 nm. Jest zdolny do penetracji złożonych obiektów, dostarczając szczegółowych obrazów w różnych warunkach.

Wykorzystuje ono zasady ciągłego ruchu fal, oferując wyjątkową krzywą wrażliwości, która wyraźnie projektuje odległe obiekty. W porównaniu z tradycyjnymi metodami obrazowania, obrazowanie NIR nie jest zależne od koloru, co oznacza, że może dostarczać obrazy o wysokim kontraste, dzięki czemu łatwiej je interpretować dla obserwatorów.

Jedną z głównych zalet obrazowania NIR jest jego zdolność do penetracji niektórych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne i tkanki ludzkiej. Ponadto systemy obrazowania NIR mogą skutecznie działać w warunkach słabego oświetlenia, z dobrą wrażliwością i możliwościami wysokiej rozdzielczości.

Jednakże obrazowanie NIR stoi również przed pewnymi wyzwaniami. Na przykład obiekty o długości fali przekraczającej 700 nm do 1000 nm mogą nie być widoczne dlaModuł kamery NIR- Nie. Ponadto, ze względu na brak światła otoczenia, obrazowanie NIR może wymagać dodatkowych źródeł światła w nocnych scenariuszach.

Jak wykonuje się obrazowanie NIR?

Realizacja obrazowania NIR pokazuje postęp w technologii czujników i zrozumieniu widma elektromagnetycznego. Obrazowanie NIR jest osiągane za pomocą specjalistycznych kamer wrażliwych na bliski zakres podczerwieni w pobliżu widma widzialnego. Obejmuje długości fal wykraczające poza zakres widzialnego czerwonego światła, który wynosi około 700 nm, aż do 950 nm.

Kamery NIR, takie jak te stosowane do widzenia nocnego lub monitorowania ruchu drogowego, są wyposażone w czujniki bardzo wrażliwe na spektrum bliskiej podczerwieni. Tradycyjnie,Części i elementy urządzeń do wykonywania operacjiWcześniej te urządzenia były używane do obrazowania NIR, ale pojawienie się technologii CMOS zrewolucjonizowało tę dziedzinę. Czujniki CMOS wykazują większą wrażliwość w zakresie bliskiej podczerwieni, zwłaszcza powyżej 850 nm, co czyni je bardziej opłacalnymi i odpowiednimi do szerszego zakresu zastosowań.

Aby uzyskać obrazowanie NIR, aparaty fotograficzne są zazwyczaj wyposażone w grubszą warstwę bazową, która jest bardziej wrażliwa na spektrum bliskiej podczerwieni niż widmo. Pozwala to na wykonywanie wysokiej jakości zdjęć nawet w warunkach bardzo niskiego oświetlenia otoczenia. Proces ten obejmuje następujące kroki:

• Odbiór światła:Kamery NIR są wyposażone w soczewki, które koncentrują światło bliskie podczerwieni na czujniku aparatu.
• Odpowiedź czujnika:Czujnik w kamerze przekształca wychwycone światło w sygnały elektryczne.
• przetwarzanie obrazu:Sygnały elektryczne są następnie przetwarzane w celu stworzenia obrazu cyfrowego, który można analizować lub wyświetlić.

Ponadto jakość obrazowania NIR można znacznie poprawić przy użyciu określonych technik i sztuczek. Na przykład wzmacniacze obrazu mogą zwiększyć zdolność aparatu do robienia zdjęć użytecznych w warunkach słabego oświetlenia. Ponadto użycie filtrów może pomóc w blokowaniu niepożądanych długości fal, zapewniając, że aparat wykryje tylko światło bliskie podczerwieni istotne dla bieżącego zastosowania.

Rosnące zapotrzebowanie na obrazowanie NIR

Według ostatnich badań rynku rynek obrazowania NIR ma tendencję wzrostową. Wielkość rynku podwoiła się z około 285 milionów dolarów w 2019 r. i według prognoz osiągnie 485 milionów dolarów do 2030 r. Wzrost ten można przypisać rosnącemu wykorzystaniu technologii NIR w ochronie zdrowia, bezpieczeństwie, rolnictwie i inspekcji przemysłowej.

Jak działają kamery NIR?

Kamery NIR są przeznaczone do wykrywania i przetwarzania światła w zakresie bliskiej podczerwieni, zazwyczaj między 700 nm a 1000 nm. W ten sposób osiąga się to dzięki specjalistycznym czujnikom, które są bardziej wrażliwe na światło podczerwone niż światło widzialne. Wysoka efektywność kwantowa (QE) tych czujników zapewnia, że większość fotonów wpadających jest przekształcana w elektrony, które następnie są przetwarzane w użyteczne obrazy. Efektywność kwantowa jest kluczowym parametrem dla wydajności kamer NIR. Mierzy zdolność kamery do konwersji fotonów w wykrywalne sygnały elektryczne. Większe QE oznacza lepszą jakość obrazu, nawet w warunkach słabego oświetlenia.

Gdy czujnik aparatu uchwyci światło NIR, przechodzi ono serię procesów przetwarzania obrazu. Wykorzystanie tych środków może obejmować redukcję hałasu, zwiększenie kontrastu i korektę koloru. Zaawansowane algorytmy przetwarzania obrazu mogą być również wykorzystywane do pozyskiwania określonych informacji lub zwiększania widoczności niektórych cech obrazu.

Kamery NIR zazwyczaj używają filtrów kolorowych w celu poprawy jakości uchwyconych obrazów. Na przykład filtry kolorów RGB mogą być używane do uproszczenia wyboru palety i poprawy dokładności kolorów. Jednak w obrazowaniu NIR filtry te można regulować lub zastępować filtrami podczerwieni, aby więcej światła bliskiej podczerwieni dotarło do czujnika, co powoduje wyraźniejsze obrazy.

Właściwa kontrola ekspozycji jest kluczowa dla wykonania wysokiej jakości obrazów NIR. Nadmierna ekspozycja może spowodować wyczyszczenie obrazu, a niska ekspozycja może prowadzić do hałaśliwych lub ciemnych obrazów. Kamery NIR mają zazwyczaj funkcje automatycznej ekspozycji, które regulują czas ekspozycji i przysłonę, aby uzyskać najlepszy obraz w różnych warunkach oświetlenia. Ponadto utrzymanie prawidłowego współczynnika stron zapewnia zminimalizowanie zniekształceń obrazu, co jest niezbędne do dokładnej analizy i interpretacji.

Zdjęcia w formacie RAW zapewniają większą elastyczność w przetwarzaniu, ponieważ zachowuje większą ilość oryginalnych danych obrazu. Jest to szczególnie przydatne w obrazowaniu NIR, gdzie analiza często wymaga najwyższej możliwej jakości obrazu. Wykorzystanie wysokiej jakości filtrów podczerwieni może również poprawić przejrzystość obrazu poprzez blokowanie niepożądanych długości fal światła.

Wspólne zastosowania kamer NIR

Badania i rozwój (B+R)

W sektorze badań i rozwoju kamery NIR są nieocenione w analizie materiałów o unikalnych cechach widmowych NIR. Pomagają naukowcom i badaczom w identyfikacji i ilościowej ocenie określonych substancji, co ma kluczowe znaczenie dla opracowywania leków, analizy chemicznej i nauki o materiałach.

Biometria i kontrola dostępu

Technologia NIR odgrywa istotną rolę w systemach biometrycznych, w szczególności w rozpoznawaniu tęczówki. Technologia ta może rejestrować szczegółowe obrazy w różnych warunkach oświetleniowych, co czyni ją idealnym wyborem dla bezpiecznych aplikacji kontroli dostępu.

zastosowania przemysłowe

W sektorze przemysłowym kamery NIR są stosowane do kontroli jakości, kontroli produktów pod kątem wad lub obcych obiektów oraz monitorowania procesów produkcyjnych. Mogą być również wykorzystywane w rolnictwie do oceny stanu upraw i przewidywania plonów.

Sinoseen: Twój partner w zakresie obrazowania NIR

Firma Sinoseen posiada ponad 14 lat doświadczenia i wiedzy specjalistycznej w dziedzinie wbudowanego widzenia, z profesjonalnym zespołem, który zapewnił specjalne wsparcie kamer NIR dla ponad 50 klientów. W przypadku gdy wymagane jest zintegrowanieodpowiednia kamera do obrazowania NIR, nie wahaj się skontaktować z nami, a my zaoferować najbardziej profesjonalny one-stop usługi spersonalizowane.