NIR (Nahinfrarot) ist ein Teil des elektromagnetischen Spektrums, der für das bloße Auge unsichtbar ist. Mit einem intensiven Infrarotstrahl, der zwischen 650nm und 950nm liegt, kann jedes Objekt mit hoher Präzision sichtbar gemacht werden. Die NIR-Antwort ist frei von Farbabhängigkeit und kann von einem menschlichen Beobachter leicht interpretiert werden. Ein bekanntes Beispiel für diese Technologie sind MRT-Scans, die in Krankenhäusern und klinischen Zentren am häufigsten eingesetzt werden..
Wie funktioniert also die NIR-Bildgebung, und welche Rolle spielen NIR-Kameras in eingebetteten Bildverarbeitungsanwendungen?
In diesem Artikel erfahren wir mehr darüber.
NIR-Bildgebung – Worum geht es dabei?
Bei der NIR-Bildgebung handelt es sich um eine Gesamtkombination aus kontinuierlichen Wellenbewegungen, die während ihres Betriebs auftreten. Sie hat ein einzigartiges Empfindlichkeitsprofil, das hilft, weit entfernte Objekte mit einer klaren Sicht zu projizieren. Darüber hinaus werden optische Bildgebungsverfahren zur Bestimmung verschiedener komplexer Parameter eingesetzt, was sie zur Beschleunigung analytischer Entscheidungen in verschiedenen Branchen prädestiniert.
Das NIR-Spektrum durchdringt mühelos alle komplexen Objekte und funktioniert auch unter ungünstigen Bedingungen nahtlos mit längeren Wellenlängen. NIR erfordert kein zusätzliches Objektiv und maximiert die vorhandenen Optiken, die verfügbar sind. Weitere Vorteile sind die hohe Empfindlichkeit, der hohe Kontrast bei der Inspektion von Objekten, der im Vergleich zu CCD-Kameras kostengünstige Preis und die benutzerfreundlichen Funktionen.
Doch die NIR-Bildgebung bringt auch Herausforderungen mit sich. Objekte jenseits einer Wellenlänge von 700 nm bis 1000 nm sind möglicherweise nicht sichtbar. Außerdem ist bei NIR aufgrund des fehlenden sichtbaren Lichts in der Nacht möglicherweise eine zusätzliche Beleuchtung erforderlich.
Die hohe räumliche Auflösung trägt jedoch wesentlich zur umfassenden Überwachung bei, da sie Probleme auf komplexen Oberflächen lokalisieren kann.
Wie wird die NIR-Bildgebung erreicht?
Der Begriff „Nahinfrarot” (NIR) bezieht sich auf den Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der unmittelbar an das sichtbare Spektrum angrenzt. Daher kann er vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Daher werden NIR-optimierte eingebettete Bildverarbeitungskameras für Anwendungen eingesetzt, die diesen Wellenlängenbereich benötigen. Einige dieser Anwendungen umfassen Intelligente Verkehrsüberwachung, Biometrie- und Zugangskontrollsysteme, digitale Mikroskope, usw.
Bis vor kurzem waren diese Anwendungen nur mit teuren Infrarotkameras möglich, die CCD-Sensoren nutzen. Die neue CMOS-Technologie bietet jedoch Sensoren mit erhöhter Empfindlichkeit im Nahinfrarotbereich über 850 nm.
Die NIR-Bildgebung kann durch die Implementierung einer dickeren Substratschicht (höher als die monochrome Sensorschicht) für den sichtbaren Spektralbereich erreicht werden. Durch eine Reihe von Industriekameras mit hervorragender Nahinfrarot-Empfindlichkeit macht die neue CMOS-Technologie die NIR-Optimierung noch einfacher.
Die wachsende Nachfrage nach Nahinfrarot-Bildgebung:
Die Nachfrage nach NIR-Bildgebung wächst in großem Umfang aufgrund der Zunahme von Anwendungen, die Photonen in der Nacht mit NIR-Kameras erkennen müssen. Laut aktuellen Berichten von Statista wird sich die Marktgröße der NIR-Bildgebung voraussichtlich von 285 Millionen USD (im Jahr 2019) auf 485 Millionen USD (im Jahr 2030) verdoppeln. Mit den Fortschritten in dieser Technologie werden wahrscheinlich noch mehr moderne bildverarbeitungsbasierte Anwendungen entstehen, die die NIR-Bildgebung nutzen.
Wie funktionieren NIR-Kameras?
What are the major embedded vision use cases of NIR cameras?
In einem der vorherigen Abschnitte haben wir einige der beliebtesten Anwendungen der NIR-Bildgebung aufgelistet. Im Großen und Ganzen lassen sich die eingebetteten Bildverarbeitungsanwendungen, die NIR-Bildgebung erfordern, in fünf Kategorien einteilen: Forschung und Entwicklung, medizinische Diagnostik, Biometrie- und Zugangskontrolle, Überwachung, und industrielle Anwendungen.
Schauen wir uns nun jede dieser Kategorien im Detail an.
F&E-Anwendungen: Da die meisten Materialien charakteristische Merkmale aufweisen, die im NIR-Spektrum sichtbar werden, setzen Forschungslabors häufig NIR-Kameras ein, um die spezifischen physikalischen oder chemischen Eigenschaften dieser Materialien zu bestimmen.
Medizinische Diagnostik: Die NIR-Bildgebung wird in Laborausrüstungen eingesetzt, um die Eigenschaften einer Probe oder eines Musters zu bestimmen, um verschiedene medizinische Erkrankungen zu diagnostizieren.
Biometrik und Zugangskontrolle: Die NIR-Bildgebung ist in biometrischen und Zugangskontrollsystemen vor allem für die Iriserkennung nützlich.
Überwachung: Überwachungsanwendungen wie die Verkehrsüberwachung, die Überwachung von Menschenmengen, die Verwaltung von Parkplätzen usw. nutzen die NIR-Bildgebung, um Bilder bei schlechten Lichtverhältnissen und in der Nacht zu erfassen.
Industrielle Anwendungen: NIR-Kameras werden zur Bewertung und Qualitätskontrolle in verschiedenen Fertigungs- und Lagerprozessen eingesetzt.
See3CAM_CU27: Eine perfekte Ergänzung für die NIR-Bildgebung
e-con Systems verfügt über mehr als 18 Jahre Erfahrung und Fachwissen im Bereich der eingebetteten Bildverarbeitung und hat zahlreiche innovative Anwendungen mit NIR-Kameras ausgestattet. Eine unserer beliebtesten Veröffentlichungen im NIR-Portfolio, die See3CAM_CU27 – eine Voll-HD Sony STARVIS IMX462 USB-Kamera für extrem niedriges Licht – kann problemlos hochwertige Bilder im Nahinfrarotbereich erfassen.
Die See3CAM_CU27 verfügt außerdem über eine hohe IR-Empfindlichkeit, so dass Nachtsichtanwendungen und medizinische Mikroskope auch bei extrem schlechten Lichtverhältnissen (0 Lux) funktionieren.
Wenn Sie Hilfe bei der Integration der richtigen Kamera für Ihre Anwendung benötigen, um eine hervorragende NIR-Bildgebung zu erzielen, schreiben Sie bitte an camerasolutions@e-consystems.com. Unsere Kameraexperten helfen Ihnen gerne weiter!
Andere Kameras von e-con Systems mit überlegener NIR-Leistung
- See3CAM_CU135M – 4K Monochrom USB 3.1 Gen 1 Kamera
- See3CAM_CU55M – 5MP Monochrom-USB-NIR-Kamera
- See3CAM_20CUG – 2MP OV2311 Monochrome Global-Shutter-Kamera
- See3CAM_CU30 – 3,4 MP Niedriglicht-USB-Kamera
Prabu ist Chief Technology Officer und Head of Camera Products bei e-con Systems und verfügt über eine reiche Erfahrung von mehr als 15 Jahren im Bereich der eingebetteten Bildverarbeitung. Er bringt umfassende Kenntnisse in den Bereichen USB-Kameras, eingebettete Bildverarbeitungskameras, Bildverarbeitungsalgorithmen und FPGAs mit. Er hat über 50 Kameralösungen für verschiedene Bereiche wie Medizin, Industrie, Landwirtschaft, Einzelhandel, Biometrie und mehr entwickelt. Er verfügt außerdem über Fachwissen in der Gerätetreiberentwicklung und BSP-Entwicklung. Derzeit liegt der Schwerpunkt von Prabu auf der Entwicklung intelligenter Kameralösungen, die KI-basierte Anwendungen des neuen Zeitalters ermöglichen.