Mga Kamera sa Near-infrared: Ano ito? Paano ito gumagana?

Ang pag-imaga sa NIR ay isang teknolohiyang nasa unahan na nagbibigay ng mga unikwong perspektibong gamit ang saklaw ng panula mula 650nm hanggang 950nm. Hindi tulad ng pag-imaga sa pamamagitan ng makikita na liwanag, mas kaunti ang impekto ng mga pagbabago sa kulay sa NIR, pinapayagan ito ang mataas na presisong pagsasalaysay ng anumang bagay. Ang partikular na katangiang ito ang nagiging sanhi kung bakit nasa unahan ng NIR imaging sa maraming larangan, mula sa medikal na diagnostiko hanggang sa industriyal na kontrol sa kalidad.

Ano ang teknolohiya ng pag-imaga sa NIR?

Ang teknolohiya ng pag-imaga sa NIR ay tumutukoy sa isang malaking pag-unlad sa larangan ng optikal na pag-imaga. Ginagamit nito ang elektromagnetikong espektro, lalo na ang mga panula na laban sa saklaw ng makikita na liwanag, mula 650nm hanggang 950nm. Kaya nitong sunduin ang mga kumplikadong bagay, nagbibigay ng detalyadong imahe sa iba't ibang kondisyon.

Ang pagsasagawa ng imahe sa NIR ay gumagamit ng mga prinsipyong patungkol sa tulak na liwanag, na nagdadala ng isang natatanging kurba ng sensitibidad na maingat na ipinapakita ang mga bagay mula sa malayo. Kumpara sa mga tradisyonal na paraan ng paggawa ng imahe, ang NIR imaging ay hindi nakabatay sa kulay, ibig sabihin ito ay maaaring magbigay ng mataas na kontrast na imahe, ginagawang mas madali para sa mga tao na makaintindi.

Isang mahalagang benepisyo ng paggamit ng NIR imaging ay ang kakayahang sulyapan ang ilang materyales, tulad ng plastik at tao pang laman. Sa dagdag din, maaaring magtrabaho nang epektibo ang mga sistema ng NIR imaging sa mga sitwasyon na may mababang liwanag, kasama ang mabuting sensitibidad at mataas na kapansin-pansin na kakayahan.

Gayunpaman, kinakaharap din ng NIR imaging ang ilang hamon. Halimbawa, ang mga bagay na may haba ng alon na higit sa 700nm hanggang 1000nm ay maaaring hindi makikita ng NIR camera module . Lalo na pa, dahil sa kawalan ng ambient na liwanag, ang NIR imaging ay maaaring kailanganin ng karagdagang pinagmulan ng liwanag sa mga sitwasyon ng gabi.

Paano natatapos ang paggawa ng imahe sa pamamagitan ng NIR?

Ang pagkamit ng pagsasangguni sa NIR imaging ay nagpapakita ng mga taunang paunlaran sa teknolohiya ng sensor at sa pag-unawa sa elektromagnetikong spektrum. Nakakamit ang NIR imaging sa pamamagitan ng mga espesyal na kamera na sensitibo sa nerbyos na malapit sa infrared range ng visible spectrum. Itinuturing ito bilang ang mga panula na nasa labas ng sakop ng makikitang red na liwanag, na humahantong sa halos 700nm, hanggang sa 950nm.

Ang mga kamerang NIR, tulad ng ginagamit para sa pangangaso sa gabi o monitoring ng trápeso, ay disenyo upang maging higit na sensitibo sa nerbyos na malapit sa infrared spektrum. Tradisyonal na, CCD sensors ginagamit para sa NIR imaging, ngunit ang paglabas ng CMOS technology ay bumuo ng rebolusyon sa larangan. Ang mga CMOS sensors ay ipinapakita ang mas mataas na sensitibidad sa nerbyos na malapit sa infrared range, lalo na sa ibabaw ng 850nm, na gumagawa sa kanila ng mas murang at maskop para sa mas malawak na aplikasyon.

Upang maabot ang pag-imaga sa NIR, pinapagana ang mga kamera ng isang mas makapal na base layer, na mas sensitibo sa nerbyong infrared spectrum kaysa sa visible spectrum. Ito'y nagbibigay-daan sa pagkuha ng mataas-kalidad na imahe kahit sa napakababang ilaw. Ang proseso ay sumasali sa mga sumusunod na hakbang:

• Pagkukuha ng liwanag: Ang mga kamerang NIR ay may lens na naka-install na nakafokus sa nerbyong infrared light papunta sa sensor ng kamera.
• Pagsagot ng sensor: Ang sensor sa loob ng kamera ang nagbabago ng tinangkang liwanag sa elektrikal na senyales.
• Paggawa ng imahe: Ang elektrikal na senyales ay susunod na iproseso upang lumikha ng digital na imahe na maaaring mai-analyze o ipinapakita.

Dahil dito, ang kalidad ng pag-imaga sa NIR ay maaaring malubos na maiimprove gamit ang tiyak na mga tekniko at trick. Halimbawa, ang paggamit ng image intensifiers ay maaaring pataasin ang kakayahan ng kamera na kumuhang gamit na imahe sa ilalim ng kondisyon ng babang ilaw. Gayundin, ang paggamit ng mga filter ay maaaring tumulong blokirin ang mga hindi kinakailangang wavelength, siguraduhing lamang ang kamera ang makikita ay ang nerbyong infrared na relativo sa kasalukuyang aplikasyon.

Paggrow ng demand para sa NIR imaging

Ayon sa kamakailang pag-aaral ng merkado, nasa upward trend ang merkado ng NIR imaging. Dumoble ang laki ng merkado mula sa mga $285 million noong 2019 at inaasahan na maabot ang $485 million hanggang 2030. Maaring isama ang paglago na ito sa pagsisimula ng mas maraming paggamit ng teknolohiya ng NIR sa healthcare, security, agriculture, at industrial inspection.

Paano gumagana ang NIR cameras?

Ang mga kamera sa NIR ay disenyo upang makakuha at iproseso ang liwanag sa loob ng sakop ng near-infrared, tipikal na pagitan ng 700nm at 1000nm. Ito ay natutugunan sa pamamagitan ng espesyal na sensor na mas sensitibo sa infrared light kaysa sa visible light. Ang mataas na quantum efficiency (QE) ng mga sensor na ito ay nagpapatuloy na karamihan sa mga insidenteng photons ay ikokonbersyon sa mga electron, na siyang ipinroseso patungo sa gamit na imahe. Ang quantum efficiency ay isang pangunahing parameter para sa pagganap ng kamera sa NIR. Ito ay sukatan ng kakayahan ng kamera na ikokonbersyon ang mga insidente photons sa mapanuring elektrikal na signal. Mas mataas na QE ay nangangahulugan ng mas magandang kalidad ng imahe, kahit sa mga kondisyon ng mababang liwanag.

Pagkaraan na mahuli ng sensor ng kamera ang NIR light, ito ay dumarating sa serye ng hakbang ng pagproseso ng imahe. Maaaring kasama sa mga hakbang ito ang pagbawas ng ruido, pagsusulong ng kontrast, at pagbabago ng kulay. Maaaring gamitin din ang advanced na mga algoritmo ng pagproseso ng imahe upang humatol ng tiyak na impormasyon o palakasin ang katampakan ng mga tiyak na detalye sa imahe.

Ang mga kamera sa NIR ay madalas gamitin ang mga filter na kulay upang mapabuti ang kalidad ng mga kinuha na larawan. Halimbawa, ang mga filter na RGB ay maaaring gamitin upang maipabilis ang pagpili ng paletang kulay at mapabuti ang katumpakan ng kulay. Gayunpaman, sa pagsasanay ng NIR, maaaring ipaganda o palitan ang mga filter na ito ng mga infrared-pass filter upang payagan ang higit pang liwanag ng karaniwang infrared na umabot sa sensor, na nagreresulta sa mas malinaw na imahe.

Kailangan ang wastong kontrol sa pagsasanay para makakuha ng mataas-kalidad na mga imahe sa NIR. Ang sobrang pagsasanay ay maaaring sanhi ng pag-uubos ng imahe, habang ang kulang na pagsasanay ay maaaring humantong sa mga maanghang o madilim na imahe. Ang mga kamerang NIR ay madalas may mga awtomatikong tampok na pagsasanay na ajusta ang oras ng pagsasanay at aperture upang makamit ang pinakamahusay na imahe sa iba't ibang kondisyon ng ilaw. Pati na rin, ang pagsasaing ng wastong aspect ratio ay siguraduhin upang maiwasan ang pagdistorsiona ng imahe, na mahalaga para sa wastong analisis at interpretasyon.

Ang pagkuha ng mga imahe sa formatong RAW ay nagbibigay ng mas malawak na fleksibilidad sa pagsasama-samang panghuli dahil ito ay nakatutubos ng higit pa sa orihinal na datos ng imahe. Ito ay lalo nang gamit sa pag-imager ng NIR, kung saan ang analisis ay madalas na kailangan ng pinakamataas na posibleng kalidad ng imahe. Ang paggamit ng mataas-na-kalidad na IR filters ay maaaring magpatibay ng klaridad ng imahe sa pamamagitan ng pagbukod ng mga hindi inaasahang panula ng liwanag.

Mga karaniwang aplikasyon para sa mga kamera sa NIR

Pananaliksik at Pagpapaunlad (R&D)

Sa sektor ng R&D, ang mga kamerang NIR ay walang bahid para sa pagsusuri ng mga materyales na may natatanging karakteristikang NIR spectral. Sila ay tumutulong sa mga siyentipiko at nananaliksik sa pag-identipikar at pagsukat ng mga tiyak na sustansya, na mahalaga para sa pagpapalaki ng gamot, pagsusuri ng kimika, at ciencia ng mga materyales.

Biometrika at Kontrol ng Paggawa

Naglalaro ang teknolohiyang NIR ng isang siginifying papel sa mga sistema ng biometrika, partikular na sa pagkilala ng iris. Ang teknolohiya ay makakakuha ng detalyadong mga imahe sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng ilaw, gumagawa ito ng isang ideal na pagpipilian para sa mga aplikasyon ng seguridad sa kontrol ng pag-access.

Mga Industrial na Aplikasyon

Sa sektor ng industriya, ginagamit ang mga kamera sa NIR para sa kontrol ng kalidad, pagsusuri ng mga produkto para sa mga defektibo o dayuhang bagay, at pagsusuri ng mga proseso ng paggawa. Maaari rin itong gamitin sa agrikultura upang suriin ang kalusugan ng mga tanim at humula sa ani.

Sinoseen: Ang Partner Mo para sa Pag-imaga sa NIR

May higit sa 14 taong karanasan at eksperto ang Sinoseen sa larangan ng embedded vision, may isang propesyonal na grupo na nagbigay ng tiyak na suporta sa mga kamera sa NIR para sa higit sa 50+ kliente. Kung kinakailangan mo ang integrasyon ng isang kopetente kamera para sa pag-imaga sa NIR , maaari mong kontakin kami, at aalokin namin sa iyo ang pinakapropesyonal na serbisyo ng customized na one-stop.