特殊相機介紹及應用

工業上除了常見的可見光2D、3D相機外，還有一些特別的相機作為特殊的應用。

通常情況下，人眼可見范圍為390nm-780nm。波長超過780nm判定為紅外光。

紅外光一般分為近紅外NIR、短波紅外SWIR、中波紅外MWIR、長波紅外LWIR、微波。

NIR（近紅外）是肉眼不可見的電磁波譜的一部分，NIR的成像并不依賴于顏色，所以可以高精度地可視化任何物體。

NIR光的波長比可見光長，這通常意味著光更容易通過紙張，布料和塑料等材料透射。近紅外波長對材料和涂層的反應也與可見光不同。

NIR可以做到：

• 更容易穿透材料

• 降低成像對象的顏色飽和度

• 消除不必要的眩光和反射

• 忽略各種檢測應用中不需要的細節

短波紅外(SWIR)的范圍在1050到2500nm之間，它占據了近紅外以上的電磁波譜，完全超出了傳統硅基成像傳感器的能力范圍。所以短波紅外相機通常使用InGaAs傳感器來感知該波段的光。

InGaAs傳感器是目前主流的相機技術，工作在900至1700nm的SWIR范圍內。與其他SWIR成像方式相比，它們具有相對成本效益和成熟的特點，這使得它們成為包括檢測、分類和質量控制在內的機器視覺應用中最常用的技術。

SWIR最有前途的機器視覺應用之一是產品的檢測和分類。

MWIR也被稱為“熱紅外”，因為輻射是從物體本身發射的，不需要外部光源來成像物體。兩個主要因素決定了物體在熱像儀上看起來有多亮：物體的溫度和發射率（材料的物理屬性，描述了它的輻射效率）。

所有溫度高于絕對零度（-273°C/-459°F）的物體都會發出中波紅外和長波紅外波長（3μm-14μm）的紅外輻射，其數量與物體的溫度成正比。熱成像聚焦并檢測這種輻射，然后將溫度變化轉換為灰度圖像，使用更亮和更深的灰色陰影來表示更熱和更冷的溫度，從而直觀地表示場景的熱量分布。

MWIR收集3μm至5μm光譜波段的光。當主要目標是獲得高質量圖像而不是專注于溫度測量時，就會使用MWIR相機。

長波紅外（LWIR）是電磁波譜紅外波段的細分，可捕獲8至14μm長波紅外（LWIR）光譜中的紅外能量。

LWIR主要目標是專注于溫度的測量。

【來源：光虎光學內部培訓資料】