隨著市場需求的挖掘和機器視覺技術的發展,短波紅外工業相機在工業、醫療、食品等領域的應用越來越廣泛。其中半導體檢測和食品檢測是兩大主要應用市場,占據較大的市場份額。今天我們來看看短波紅外相機。

短波紅外 (Short-Wave Infrared簡稱SWIR,通常指0.9~1.7μm波長的光線) 是一種比可見光波長更長的光。這些光不能通過“肉眼”看到,也不能用“普通相機”檢測到。由于被檢測物體的材料特性,一些在可見光下無法看到的特性,卻能在近紅外光下呈現出來,因此,可以通過短波紅外相機對物體特征進行檢測。
它通常使用InGaAs傳感器來感知該波段的光,是包括檢測、分類和質量控制在內的機器視覺應用中最常用的技術。
短波紅外成像能夠透過玻璃進行成像,這就使得它們可以用于各種各樣的應用和產業。這種能力還允許短波紅外相機安裝在一個保護窗口內,當將相機系統固定在一種潛在平臺上時,這將可以提供很大的靈活性。
短波紅外成像的特點
較高的辨識度
短波紅外成像主要基于目標反射光成像原理,其成像與可見光灰度圖像特征相似,成像對比度高,目標細節表達清楚,在目標識別方面,短波紅外成像是熱成像技術的補充。
全天候適應
短波紅外成像受大氣散射作用小,透霧、煙塵能力較強,有效探測距離遠,對氣候條件和戰場環境的適應性優于可見光成像。
微光夜視
夜視條件下,光子輻照度主要分布在1.0~1.8μm的短波紅外波段范圍內,這使得短波紅外夜視成像相比于可見光夜視成像而言具有優勢。
光學配置簡單
從光學上,玻璃光窗在短波紅外波段范圍內具有很高的透過率,這賦予短波紅外成像一個重要的技術優點,這允許短波紅外相機可裝配于一個保護窗口內實現較高靈敏成像,當應用于某種特定平臺或場合時,這將提供很大的靈活性。
主要應用
半導體晶圓檢測:晶圓在生產過程中會產生各種缺陷,比如在各環節累積的殘余應力會使得晶圓內部產生裂紋。如果未能在后續IC制造環節之前把這些缺陷檢測出來,就會影響最終成品IC芯片的良率,推高制造成本。利用短波紅外光能穿透硅片的特性,使用短波紅外相機就能檢測到硅片內部的缺陷,防止不良晶圓流入后續環節,大大降低制造成本。
物品分選:短波紅外波段對應分子鍵振動的合頻和倍頻,通過檢測物品對不同波長的短波紅外光的吸收情況,就能分析出物品的種類和缺陷等信息。因此,短波紅外相機也被廣泛用于谷物、茶葉、塑料等的分揀。
檢測食品缺陷:使用SWIR相機測量食品中的水分含量,可以實現食品缺陷的檢測。如下圖所示,使用1450nm成像進行檢測,潮濕的面包呈現的顏色比較深,而干燥的面包呈現的顏色比較淺。通過這種方法,我們可以預測一些食品中的水分含量,以及其是否為不良產品。

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Forge1GigE SWIR
Forge 1GigE SWIR系列工業相機采用了最新的 Sony Sen-SWIR InGaAs 傳感器,其擁有400~1700nm(VIS-SWIR)的寬波段覆蓋范圍,可提高各種機器視覺應用的圖像性能和可靠性,以其型號FG-PGE-13S3S-U-C為例。

FG-PGE-13S3S-U-C主要特性
感光波段:400~1700nm
分辨率:1280x1024
像素尺寸5μm
幀率93fps(GigE接口)
軟件支持(SPINNAKER SDK)
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