กล้องไฟฟ้าอินฟราเรดใกล้เคียง มันคืออะไร? มันทํางานยังไง

การถ่ายภาพ NIR เป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยที่มอบมุมมองพิเศษในช่วงความยาวคลื่น 650nm ถึง 950nm เทคโนโลยีนี้แตกต่างจากการถ่ายภาพด้วยแสงที่มองเห็นได้ เพราะ NIR ไม่ถูกกระทบจากความเปลี่ยนแปลงของสีมากนัก ทำให้มองเห็นรายละเอียดของวัตถุได้อย่างแม่นยำสูง คุณลักษณะเฉพาะนี้ทำให้การถ่ายภาพ NIR เป็นเทคโนโลยีแนวหน้าในหลากหลายสาขา ตั้งแต่การวินิจฉัยทางการแพทย์ไปจนถึงการควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรม

NIR imaging technology คืออะไร?

เทคโนโลยีการถ่ายภาพ NIR ถือเป็นก้าวสำคัญในด้านของการถ่ายภาพด้วยแสง โดยใช้สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงความยาวคลื่นที่เกินกว่าแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งอยู่ระหว่าง 650nm ถึง 950nm มันสามารถเจาะผ่านวัตถุที่ซับซ้อนและให้ภาพที่ละเอียดแม่นยำภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ

การถ่ายภาพ NIR ใช้หลักการของคลื่นต่อเนื่อง มีเส้นโค้งความไวที่โดดเด่นซึ่งสามารถแสดงวัตถุในระยะไกลได้อย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการถ่ายภาพแบบดั้งเดิม การถ่ายภาพ NIR ไม่ขึ้นอยู่กับสี หมายความว่าสามารถให้ภาพที่มีคอนทราสต์สูง ทำให้ผู้สังเกตการณ์มนุษย์สามารถตีความได้ง่ายขึ้น

หนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญของการถ่ายภาพ NIR คือความสามารถในการทะลุผ่านวัสดุบางชนิด เช่น พลาสติกและเนื้อเยื่อของมนุษย์ นอกจากนี้ ระบบการถ่ายภาพ NIR สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแสงน้อย โดยมีความไวที่ดีและความสามารถในการสร้างภาพความละเอียดสูง

อย่างไรก็ตาม การถ่ายภาพ NIR ยังเผชิญกับความท้าทายบางประการ เช่น วัตถุที่มีความยาวคลื่นเกินกว่า 700nm ถึง 1000nm อาจมองไม่เห็นโดย โมดูลกล้อง NIR นอกจากนี้ เนื่องจากขาดแสงแวดล้อม การถ่ายภาพ NIR อาจต้องใช้แหล่งกำเนิดแสงเพิ่มเติมในสถานการณ์เวลากลางคืน

การถ่ายภาพ NIR ทำได้อย่างไร?

การบรรลุผลของ NIR imaging แสดงถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเซนเซอร์และการเข้าใจเกี่ยวกับสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า NIR imaging ทำได้ผ่านกล้องเฉพาะที่ไวต่อช่วงคลื่นใกล้อินฟราเรดซึ่งอยู่ใกล้กับสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ มันครอบคลุมความยาวคลื่นที่อยู่เหนือช่วงของแสงสีแดงที่มองเห็นได้ ซึ่งประมาณ 700nm ขึ้นไปจนถึง 950nm

กล้อง NIR เช่น ที่ใช้สำหรับการมองเห็นในเวลากลางคืนหรือการตรวจสอบจราจร ถูกออกแบบมาพร้อมกับเซนเซอร์ที่ไวต่อสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้มาก เดิมที CCD sensors ถูกใช้สำหรับ NIR imaging แต่การปรากฏตัวของเทคโนโลยี CMOS ได้ปฏิวัติวงการ เซนเซอร์ CMOS มีความไวมากขึ้นในช่วงอินฟราเรดใกล้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหนือกว่า 850nm ทำให้พวกมันมีต้นทุนต่ำกว่าและเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น

เพื่อให้ได้ภาพ NIR กล้องมักจะมีชั้นฐานที่หนากว่าซึ่งไวต่อแสงในช่วงคลื่นใกล้อินฟราเรดมากกว่าแสงที่มองเห็นได้ ทำให้สามารถถ่ายภาพคุณภาพสูงได้แม้ในสภาพแสงแวดล้อมต่ำมาก กระบวนการนี้ประกอบด้วยขั้นตอนดังนี้:

• การจับแสง: กล้อง NIR จะมีเลนส์ที่ช่วยโฟกัสแสงอินฟราเรดใกล้ไปยังเซนเซอร์ของกล้อง
• การตอบสนองของเซนเซอร์: เซนเซอร์ภายในกล้องจะแปลงแสงที่จับได้เป็นสัญญาณไฟฟ้า
• การประมวลผลภาพ: สัญญาณไฟฟ้าจะถูกประมวลผลเพื่อสร้างภาพดิจิทัลที่สามารถวิเคราะห์หรือแสดงผลได้

นอกจากนี้ คุณภาพของภาพ NIR สามารถปรับปรุงได้อย่างมากโดยใช้เทคนิคและเคล็ดลับเฉพาะ เช่น การใช้อุปกรณ์ขยายความเข้มของภาพสามารถเพิ่มความสามารถของกล้องในการจับภาพที่ใช้งานได้ในสภาพแสงน้อย นอกจากนี้ การใช้ฟิลเตอร์สามารถช่วยบล็อกคลื่นความยาวที่ไม่ต้องการ เพื่อให้แน่ใจว่ากล้องตรวจจับเฉพาะแสงอินฟราเรดใกล้ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในปัจจุบัน

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการถ่ายภาพ NIR

ตามการวิจัยตลาดล่าสุด ตลาดการถ่ายภาพ NIR มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ขนาดของตลาดได้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากประมาณ 285 ล้านดอลลาร์ในปี 2019 และคาดว่าจะแตะ 485 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2030 การเติบโตนี้สามารถอธิบายได้จากการใช้งานเทคโนโลยี NIR ที่เพิ่มมากขึ้นในด้านสุขภาพ พลังงาน การเกษตร และการตรวจสอบในอุตสาหกรรม

กล้อง NIR ทำงานอย่างไร?

กล้อง NIR ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับและประมวลผลแสงในช่วงรังสีอินฟราเรดใกล้ (NIR) โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 700nm ถึง 1000nm สิ่งนี้ทำได้ผ่านเซ็นเซอร์เฉพาะที่ไวต่อแสงอินฟราเรดมากกว่าแสงที่มองเห็นได้ ประสิทธิภาพควอนตัม (QE) ที่สูงของเซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยให้มั่นใจว่าโฟตอนส่วนใหญ่ที่ตกกระทบจะถูกแปลงเป็นอิเล็กตรอน ซึ่งจะถูกประมวลผลเป็นภาพที่สามารถใช้งานได้ ประสิทธิภาพควอนตัมเป็นพารามิเตอร์สำคัญสำหรับประสิทธิภาพของกล้อง NIR มันวัดความสามารถของกล้องในการแปลงโฟตอนที่ตกกระทบให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ตรวจจับได้ QE ที่สูงกว่าหมายถึงคุณภาพของภาพที่ดีขึ้น แม้ในสภาพแสงน้อย

เมื่อแสง NIR ถูกจับโดยเซ็นเซอร์ของกล้อง จะมีการดำเนินการประมวลผลภาพหลายขั้นตอน ขั้นตอนเหล่านี้อาจรวมถึงการลดเสียงรบกวน การปรับความคมชัด และการแก้ไขสี อัลกอริธึมการประมวลผลภาพขั้นสูงยังสามารถใช้เพื่อดึงข้อมูลเฉพาะหรือเพิ่มความชัดเจนของคุณสมบัติบางอย่างในภาพ

กล้อง NIR มักใช้ฟิลเตอร์สีเพื่อปรับปรุงคุณภาพของภาพที่จับได้ ตัวอย่างเช่น ฟิลเตอร์สี RGB สามารถใช้เพื่อลดขั้นตอนการเลือกพาเลทและเพิ่มความแม่นยำของสี อย่างไรก็ตาม ในการถ่ายภาพ NIR ฟิลเตอร์เหล่านี้สามารถปรับหรือเปลี่ยนเป็นฟิลเตอร์ผ่านอินฟราเรดเพื่อให้แสงอินฟราเรดใกล้เข้ามาถึงเซนเซอร์ได้มากขึ้น ส่งผลให้ได้ภาพที่ชัดเจนขึ้น

การควบคุมการเปิดรับแสงที่เหมาะสมมีความสำคัญสำหรับการจับภาพ NIR คุณภาพสูง การเปิดรับแสงเกินไปอาจทำให้ภาพซีดจาง ในขณะที่การเปิดรับแสงไม่เพียงพออาจทำให้ภาพมีเสียงรบกวนหรือมืด กล้อง NIR มักมีฟีเจอร์การเปิดรับแสงอัตโนมัติที่ปรับเวลาการเปิดรับแสงและรูรับแสงเพื่อให้ได้ภาพที่ดีที่สุดในสภาพแสงที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ การรักษาอัตราส่วนภาพให้ถูกต้องจะช่วยลดการบิดเบือนของภาพ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวิเคราะห์และการตีความที่ถูกต้อง

การบันทึกภาพในรูปแบบ RAW ให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการปรับแต่งภาพหลังการถ่ายทำ เนื่องจากสามารถเก็บข้อมูลของภาพต้นฉบับได้มากกว่า ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในงานถ่ายภาพ NIR ที่การวิเคราะห์มักต้องการคุณภาพของภาพสูงสุด การใช้ฟิลเตอร์ IR คุณภาพสูงยังช่วยเพิ่มความชัดเจนของภาพโดยการกรองแสงที่ไม่พึงประสงค์ออกไป

การใช้งานทั่วไปของกล้อง NIR

งานวิจัยและพัฒนา (R&D)

ในภาค R&D กล้อง NIR มีคุณค่าอย่างมากสำหรับการวิเคราะห์วัสดุที่มีลักษณะเฉพาะทาง NIR สเปกตรัม พวกมันช่วยเหลือนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยในการระบุและวัดปริมาณสารบางชนิด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนายา การวิเคราะห์เคมี และวิทยาศาสตร์วัสดุ

ไบโอเมตริกส์และการควบคุมการเข้าถึง

เทคโนโลยี NIR มีบทบาทสำคัญในระบบไบโอเมตริกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรู้จำรูป радужตา เทคโนโลยีนี้สามารถบันทึกภาพรายละเอียดได้แม้ในสภาพแสงที่แตกต่างกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในการควบคุมการเข้าถึงที่ปลอดภัย

การใช้งานในอุตสาหกรรม

ในภาคอุตสาหกรรม กล้อง NIR ใช้สำหรับการควบคุมคุณภาพ การตรวจสอบผลิตภัณฑ์เพื่อดูว่ามีข้อบกพร่องหรือสิ่งแปลกปลอม และการติดตามกระบวนการผลิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในภาคการเกษตรเพื่อประเมินสุขภาพของพืชและทำนายผลผลิต

Sinoseen: พันธมิตรของคุณสำหรับการถ่ายภาพ NIR

Sinoseen มีประสบการณ์และความเชี่ยวชาญมากกว่า 14 ปีในด้านวิชั่นที่ฝังตัว โดยทีมงานมืออาชีพที่ได้ให้การสนับสนุนกล้อง NIR เฉพาะทางแก่ลูกค้ามากกว่า 50+ ราย หากคุณต้องการการผสานรวม กล้องที่เหมาะสมสำหรับการถ่ายภาพ NIR โปรดติดต่อเรา เราจะมอบบริการปรับแต่งแบบครบวงจรที่เป็นมืออาชีพที่สุดให้กับคุณ