Kunder som søker etter NIR-kameraer, antar ofte at nærinfrarød bildebehandling krever en dedikert NIR-forbedret sensor. Når slike kameraer er vanskelige å identifisere, kan det virke som om enkelte NIR-applikasjoner ikke støttes. I praksis kan mange bruksområder for nærinfrarød teknologi håndteres effektivt med standard monokrome kameraer i kombinasjon med egnede filtre og infrarød belysning.
Fordi monokrome sensorer ikke bruker et Bayer-fargefiltermønster, beholder de høy følsomhet i området for nærinfrarødt lys på 700–1000 nm, noe som gjør dem godt egnet for applikasjoner som machine vision, inspeksjon, automatisering og bildebehandling i svakt lys.
Når de kombineres med NIR-passfiltre og tilpassede IR-lyskilder, kan disse kameraene levere NIR-bilder med høy kontrast, stabilitet og repeterbarhet, sammenlignbare med dem som produseres av kameraer som markedsføres spesifikt for nærinfrarød bruk.
Et NIR-kamera er et kamera som kan detektere lys i det nærinfrarøde spekteret, vanligvis mellom 700 og 1000 nm.
Mange kameraer som markedsføres som «NIR-forbedrede», benytter standard monokrome sensorer med designoptimaliseringer som har som formål å øke følsomheten i dette bølgelengdeområdet.
Moderne monokrome bildesensorer gir imidlertid allerede sterk naturlig respons ved nærinfrarøde bølgelengder. Siden de ikke begrenses av fargefiltre, kan de effektivt registrere både synlig og NIR-lys, noe som gjør dem egnet for et bredt spekter av oppgaver innen nærinfrarød bildebehandling uten behov for en spesialisert sensorvariant.
For ethvert nærinfrarødt kamera er den viktigste ytelsesindikatoren kvanteeffektivitet (QE) fremfor markedsføringsterminologi. Monokrome sensorer av høy kvalitet har vanligvis:
I mange praktiske scenarier er NIR-følsomheten til en standard monokrom sensor sammenlignbar med den til en NIR-forbedret versjon. For machine vision, inspeksjons- og automatiseringsoppgaver er dette ytelsesnivået mer enn tilstrekkelig.
Brukere som søker etter nærinfrarøde kameraer, forventer ofte produkter som er tydelig merket som «NIR-kameraer». Når de ikke finner slik merking, kan de feilaktig anta:
Denne misforståelsen flytter oppmerksomheten bort fra fleksible og utprøvde løsninger. Systemets samlede ytelse avhenger mer av sensorens QE, optisk filtrering og belysning enn av om et kamera har en NIR-spesifikk merking.
Mens den NIR-forbedrede sensoren gir utvidet følsomhet ved lengre nærinfrarøde bølgelengder, tilbyr den standard monokrome sensoren allerede god NIR-ytelse for vanlige bølgelengder som 850 nm når den kombineres med passende filtrering og belysning.
Sammenligning av spektral følsomhet mellom en standard monokrom sensor (IMX421) og en NIR-forbedret sensor (AR0522 NIR).
Et pålitelig NIR-bildebehandlingsoppsett avhenger av flere komponenter som fungerer sammen. I de fleste tilfeller, ytelsen påvirkes mindre av om et kamera markedsføres som «NIR», og mer av hvor godt kamera, filter, belysning og optikk er tilpasset applikasjonen.
Et egnet monokromt kamera bør gi den følsomheten og ytelsen i svakt lys som kreves for nærinfrarød bildebehandling.
Disse kameraene registrerer naturlig nærinfrarødt lys opptil omtrent 1000 nm, noe som gjør dem kompatibel med de fleste NIR machine vision-applikasjoner.
Optiske objektivfiltre definerer hvilke bølgelengder som når sensoren, og påvirker bildekontrast og konsistens betydelig.
Riktig filter bidrar til å redusere interferens fra omgivelseslys og forbedre bilderepeterbarheten i skiftende produksjonsmiljøer.
En IR-LED-belysning eller spotlys tilpasset filterbølgelengden gir kontrollert og repeterbar belysning.
Riktig plassering og diffusjon er avgjørende for å unngå varme punkter og oppnå jevn belysning over hele synsfeltet.
For applikasjoner som krever fleksibel infrarød belysning eller infrarød belysning med høyere effekt, brukes IR LED-spot belysningsenheter brukes ofte. En flerbølgelengde LED-spot muliggjør tilpasning til ulike NIR-bånd avhengig av filteret og applikasjonen, mens en dedikert IR LED-spot er optimalisert for faste nærinfrarøde bølgelengder.
Objektivytelsen kan også påvirke NIR-bildekvaliteten. IR-korrigerte objektiver er ofte et godt valg der fokusstabilitet er viktig, spesielt i systemer som bruker både synlig og nærinfrarødt lys. I mindre krevende applikasjoner kan et standard machine vision-objektiv kan fortsatt fungere godt hvis det tilbyr egnet transmisjon og kan fokuseres pålitelig ved den aktuelle NIR-bølgelengden.
I applikasjoner der fokusstabilitet eller kombinert synlig og NIR-bildebehandling er viktig, bør objektiv- valg bør vurderes som en del av den overordnede optiske utformingen i stedet for å behandles som en ettertanke.
NIR-ytelse kommer fra systemdesign, ikke produktmerking.
For de fleste industrielle applikasjoner oppnås de beste resultatene ved å behandle oppsettet som en komplett bildebehandlingssystem. Å tilpasse kameraet, filteret, belysningen og optikken til bølgelengden, arbeidsavstand og inspeksjonsmål er vanligvis viktigere enn å starte med et kamera markedsført som en dedikert NIR-modell.
Dedikerte NIR-forsterkede sensorer kan være fordelaktige i spesialiserte situasjoner, for eksempel:
I disse tilfellene kan kameraer som er spesielt utviklet og optimalisert for nær-infrarød ytelse, tilby fordeler. For brukere som arbeider med slike krevende applikasjoner, kan det være nyttig å gjennomgå et dedikert utvalg av NIR-kameraer for å sammenligne sensorteknologier, bølgelengdeoptimaliseringer og ytelsesegenskaper før de velger en løsning.
For de fleste industrielle, automatiserings- og machine vision-NIR-applikasjoner gir imidlertid et standard monokromt kamera kombinert med passende filtrering og infrarød belysning utmerkede resultater uten behov for en spesialisert NIR-forsterket sensor.
Bruk av monokrome kameraer for nær-infrarød bildebehandling gir flere fordeler:
Standard monokrome kameraer er tilgjengelige med et bredt utvalg av sensorer og oppløsninger, noe som gjør det enklere å tilpasse kameraet til de spesifikke kravene i en NIR-applikasjon. Alternativene varierer vanligvis fra sensorer med lav oppløsning optimalisert for følsomhet og ytelse i svakt lys til sensorer med høy oppløsning som egner seg for detaljerte inspeksjons- og måleoppgaver, samt ulike sensorstørrelser, pikselstørrelser og grensesnittstandarder.
Denne variasjonen gjør det mulig for brukere å tilpasse én monokrom kameraplattform til flere NIR-bruksområder ved å velge riktig sensor, oppløsning og optisk konfigurasjon, uten å være begrenset til et lite utvalg av spesialiserte NIR-kameramodeller.
Når du velger et nærinfrarødt kamerasystem, inkluderer viktige parametere:
Å definere disse parameterne bidrar til å sikre riktig kombinasjon av kamera, filter og belysning. Hvis du har spørsmål om valg av riktig NIR-kameraoppsett for din applikasjon, kan våre spesialister innen bildebehandling hjelpe med å vurdere kravene dine og anbefale en passende konfigurasjon.
Et dedikert NIR-forbedret kamera er ikke et krav for effektiv nærinfrarød bildebehandling. I mange tilfeller gir et standard monokromt kamera, kombinert med passende NIR-filtrering og infrarød belysning, en robust, fleksibel og kostnadseffektiv løsning for et bredt spekter av NIR-applikasjoner.
Å forstå hvordan nærinfrarøde bildebehandlingssystemer fungerer, gjør det enklere å velge riktige komponenter og oppnå pålitelige resultater uten unødvendig kompleksitet.
