隨著市場(chǎng)需求的挖掘和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，短波紅外工業(yè)相機(jī)在工業(yè)、醫(yī)療、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其中半導(dǎo)體檢測(cè)和食品檢測(cè)是兩大主要應(yīng)用市場(chǎng)，占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。今天我們來(lái)看看短波紅外相機(jī)。

短波紅外(Short-WaveInfrared簡(jiǎn)稱(chēng)SWIR，通常指0.9~1.7μm波長(zhǎng)的光線(xiàn))是一種比可見(jiàn)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光。這些光不能通過(guò)“肉眼”看到，也不能用“普通相機(jī)”檢測(cè)到。由于被檢測(cè)物體的材料特性，一些在可見(jiàn)光下無(wú)法看到的特性，卻能在近紅外光下呈現(xiàn)出來(lái)，因此，可以通過(guò)短波紅外相機(jī)對(duì)物體特征進(jìn)行檢測(cè)。

它通常使用InGaAs傳感器來(lái)感知該波段的光，是包括檢測(cè)、分類(lèi)和質(zhì)量控制在內(nèi)的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中最常用的技術(shù)。

短波紅外成像能夠透過(guò)玻璃進(jìn)行成像，這就使得它們可以用于各種各樣的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)。這種能力還允許短波紅外相機(jī)安裝在一個(gè)保護(hù)窗口內(nèi)，當(dāng)將相機(jī)系統(tǒng)固定在一種潛在平臺(tái)上時(shí)，這將可以提供很大的靈活性。

短波紅外成像的特點(diǎn)

較高的辨識(shí)度

短波紅外成像主要基于目標(biāo)反射光成像原理，其成像與可見(jiàn)光灰度圖像特征相似，成像對(duì)比度高，目標(biāo)細(xì)節(jié)表達(dá)清楚，在目標(biāo)識(shí)別方面，短波紅外成像是熱成像技術(shù)的補(bǔ)充。

全天候適應(yīng)

短波紅外成像受大氣散射作用小，透霧、煙塵能力較強(qiáng)，有效探測(cè)距離遠(yuǎn)，對(duì)氣候條件和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性?xún)?yōu)于可見(jiàn)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(nèi)，這使得短波紅外夜視成像相比于可見(jiàn)光夜視成像而言具有優(yōu)勢(shì)。

光學(xué)配置簡(jiǎn)單

從光學(xué)上，玻璃光窗在短波紅外波段范圍內(nèi)具有很高的透過(guò)率，這賦予短波紅外成像一個(gè)重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，這允許短波紅外相機(jī)可裝配于一個(gè)保護(hù)窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高靈敏成像，當(dāng)應(yīng)用于某種特定平臺(tái)或場(chǎng)合時(shí)，這將提供很大的靈活性。

主要應(yīng)用

半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)：晶圓在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷，比如在各環(huán)節(jié)累積的殘余應(yīng)力會(huì)使得晶圓內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。如果未能在后續(xù)IC制造環(huán)節(jié)之前把這些缺陷檢測(cè)出來(lái)，就會(huì)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(jī)就能檢測(cè)到硅片內(nèi)部的缺陷，防止不良晶圓流入后續(xù)環(huán)節(jié)，大大降低制造成本。

物品分選：短波紅外波段對(duì)應(yīng)分子鍵振動(dòng)的合頻和倍頻，通過(guò)檢測(cè)物品對(duì)不同波長(zhǎng)的短波紅外光的吸收情況，就能分析出物品的種類(lèi)和缺陷等信息。因此，短波紅外相機(jī)也被廣泛用于谷物、茶葉、塑料等的分揀。

檢測(cè)食品缺陷：使用SWIR相機(jī)測(cè)量食品中的水分含量，可以實(shí)現(xiàn)食品缺陷的檢測(cè)。如下圖所示，使用1450nm成像進(jìn)行檢測(cè)，潮濕的面包呈現(xiàn)的顏色比較深，而干燥的面包呈現(xiàn)的顏色比較淺。通過(guò)這種方法，我們可以預(yù)測(cè)一些食品中的水分含量，以及其是否為不良產(chǎn)品。

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審核編輯 黃宇