Los clientes que buscan cámaras NIR a menudo asumen que las imágenes en infrarrojo cercano requieren un sensor dedicado con mejora para NIR. Cuando estas cámaras son difíciles de identificar, puede parecer que determinadas aplicaciones NIR no están soportadas. En la práctica, muchos casos de uso de infrarrojo cercano pueden abordarse eficazmente utilizando cámaras monocromas estándar cuando se combinan con filtros adecuados e iluminación infrarroja.
Dado que los sensores monocromos no utilizan un mosaico de filtro de color Bayer, conservan una alta sensibilidad en todo el rango de infrarrojo cercano de 700–1000 nm, lo que los hace idóneos para aplicaciones como visión artificial, inspección, automatización e imágenes en condiciones de poca luz.
Cuando se combinan con filtros de paso NIR y fuentes de luz IR compatibles, estas cámaras pueden proporcionar imágenes NIR de alto contraste, estables y repetibles, comparables a las producidas por cámaras comercializadas específicamente para uso en infrarrojo cercano.
Una cámara NIR es una cámara capaz de detectar luz en el espectro del infrarrojo cercano, normalmente entre 700 y 1000 nm.
Muchas cámaras comercializadas como “mejoradas para NIR” se basan en sensores monocromos estándar con optimizaciones de diseño destinadas a aumentar la sensibilidad en este intervalo de longitudes de onda.
Sin embargo, los sensores de imagen monocromos modernos ya ofrecen una sólida respuesta nativa en longitudes de onda del infrarrojo cercano. Dado que no están limitados por filtros de color, pueden captar eficientemente tanto luz visible como NIR, lo que los hace adecuados para una amplia variedad de tareas de imágenes en infrarrojo cercano sin requerir una variante de sensor especializada.
Para cualquier cámara de infrarrojo cercano, la métrica de rendimiento más importante es la eficiencia cuántica (QE) más que la terminología de marketing. Los sensores monocromos de alta calidad suelen presentar:
En muchos escenarios prácticos, la sensibilidad NIR de un sensor monocromo estándar es comparable a la de una versión mejorada para NIR. Para tareas de visión artificial, inspección y automatización, este nivel de rendimiento es más que suficiente.
Los usuarios que buscan cámaras de infrarrojo cercano suelen esperar productos etiquetados explícitamente como “cámaras NIR”. Cuando no encuentran dicho etiquetado, pueden erróneamente suponer:
Este malentendido desvía la atención de soluciones flexibles y probadas. El rendimiento general del sistema depende más de la QE del sensor, el filtrado óptico y la iluminación que de si una cámara lleva una etiqueta específica de NIR.
Mientras que el sensor mejorado para NIR proporciona sensibilidad ampliada en longitudes de onda más largas del infrarrojo cercano, el sensor monocromo estándar ya ofrece un sólido rendimiento NIR para longitudes de onda comunes como 850 nm cuando se combina con filtrado e iluminación adecuados.
Comparación de sensibilidad espectral entre un sensor monocromo estándar (IMX421) y un sensor mejorado para NIR (AR0522 NIR).
Una configuración fiable de imágenes NIR depende de que varios componentes funcionen conjuntamente. En la mayoría de los casos, el rendimiento depende menos de si una cámara se comercializa como “NIR” y más de lo bien que la cámara, el filtro, la iluminación y la óptica se ajustan a la aplicación.
Una cámara monocroma adecuada debe proporcionar la sensibilidad y el rendimiento con poca luz necesarios para imágenes en el infrarrojo cercano.
Estas cámaras detectan de forma natural la luz en el infrarrojo cercano hasta aproximadamente 1000 nm, lo que las hace compatible con la mayoría de las aplicaciones de visión artificial NIR.
Filtros ópticos para objetivos definen qué longitudes de onda llegan al sensor e influyen de forma significativa en el contraste y la consistencia de la imagen.
El filtro adecuado ayuda a reducir la interferencia de la luz ambiental y a mejorar la repetibilidad de la imagen en entornos de producción cambiantes.
Un iluminador LED IR o spot ajustado a la longitud de onda del filtro proporciona una iluminación controlada y iluminación repetible.
La colocación y la difusión correctas son esenciales para evitar puntos calientes y lograr una iluminación uniforme iluminación en todo el campo de visión.
Para aplicaciones que requieren una iluminación infrarroja flexible o de mayor potencia, LED spot IR Los iluminadores se utilizan comúnmente. Un LED spot de múltiples longitudes de onda permite la adaptación a diferentes bandas NIR según el filtro y la aplicación, mientras que un LED spot IR dedicado está optimizado para longitudes de onda fijas de infrarrojo cercano.
El rendimiento del objetivo también puede afectar a la calidad de la imagen NIR. Los objetivos corregidos para IR suelen ser una buena elección donde la estabilidad del enfoque es importante, en particular en sistemas que utilizan tanto luz visible como infrarrojo cercano luz. En aplicaciones menos exigentes, un un objetivo de visión artificial puede seguir funcionando bien si ofrece una transmisión adecuada y puede enfocarse de forma fiable en la longitud de onda NIR objetivo.
En aplicaciones donde importa la estabilidad del enfoque o las imágenes visibles y NIR combinadas, la selección del objetivo la selección debe revisarse como parte del diseño óptico general en lugar de tratarse como una consideración secundaria.
El rendimiento NIR proviene del diseño del sistema, no del etiquetado del producto.
Para la mayoría de las aplicaciones industriales, los mejores resultados se obtienen al tratar la configuración como un sistema completo sistema de imágenes. Ajustar la cámara, el filtro, la iluminación y la óptica a la longitud de onda, la distancia de trabajo y el objetivo de inspección suelen ser más importantes que empezar con una cámara comercializado como un modelo NIR dedicado.
Los sensores dedicados mejorados para NIR pueden ser beneficiosos en situaciones especializadas, como:
En estos casos, las cámaras diseñadas y optimizadas específicamente para el rendimiento en infrarrojo cercano pueden ofrecer ventajas. Para los usuarios que trabajan en este tipo de aplicaciones exigentes, puede ser útil revisar una selección dedicada de cámaras NIR para comparar tecnologías de sensores, optimizaciones de longitud de onda y características de rendimiento antes de elegir una solución.
Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones NIR industriales, de automatización y de visión artificial, una cámara monocromática estándar combinada con un filtrado adecuado e iluminación infrarroja ofrece excelentes resultados sin necesidad de un sensor especializado mejorado para NIR.
El uso de cámaras monocromáticas para imágenes en el infrarrojo cercano ofrece varias ventajas:
Las cámaras monocromáticas estándar están disponibles con una amplia variedad de sensores y resoluciones, lo que facilita adaptar la cámara a los requisitos específicos de una aplicación NIR. Las opciones suelen abarcar desde sensores de baja resolución optimizados para la sensibilidad y el rendimiento en condiciones de poca luz hasta sensores de alta resolución adecuados para tareas de inspección y medición detalladas, así como distintos tamaños de sensor, pasos de píxel y estándares de interfaz.
Esta variedad permite a los usuarios adaptar una única plataforma de cámara monocromática a múltiples casos de uso NIR seleccionando el sensor, la resolución y la configuración óptica adecuados, sin verse limitados a una pequeña selección de modelos de cámara NIR especializados.
Al seleccionar un sistema de cámara de infrarrojo cercano, los parámetros clave incluyen:
Definir estos parámetros ayuda a garantizar la combinación correcta de cámara, filtro e iluminación. Si tiene preguntas sobre cómo elegir la configuración de cámara NIR adecuada para su aplicación, nuestros especialistas en imágenes pueden ayudarle a evaluar sus requisitos y recomendar una configuración adecuada.
Una cámara dedicada mejorada para NIR no es un requisito para obtener imágenes eficaces en el infrarrojo cercano. En muchos casos, una cámara monocroma estándar, combinada con el filtrado NIR adecuado y la iluminación infrarroja, proporciona una solución robusta, flexible y rentable para una amplia gama de aplicaciones NIR.
Comprender cómo funcionan los sistemas de imágenes en el infrarrojo cercano facilita la selección de los componentes adecuados y la obtención de resultados fiables sin complejidad innecesaria.
