特殊相机介绍及应用

工业上除了常见的可见光2D、3D相机外，还有一些特别的相机作为特殊的应用。

通常情况下，人眼可见范围为390nm-780nm。波长超过780nm判定为红外光。

红外光一般分为近红外NIR、短波红外SWIR、中波红外MWIR、长波红外LWIR、微波。

NIR（近红外）是肉眼不可见的电磁波谱的一部分，NIR的成像并不依赖于颜色，所以可以高精度地可视化任何物体。

NIR光的波长比可见光长，这通常意味着光更容易通过纸张，布料和塑料等材料透射。近红外波长对材料和涂层的反应也与可见光不同。

NIR可以做到：

• 更容易穿透材料

• 降低成像对象的颜色饱和度

• 消除不必要的眩光和反射

• 忽略各种检测应用中不需要的细节

短波红外(SWIR)的范围在1050到2500nm之间，它占据了近红外以上的电磁波谱，完全超出了传统硅基成像传感器的能力范围。所以短波红外相机通常使用InGaAs传感器来感知该波段的光。

InGaAs传感器是目前主流的相机技术，工作在900至1700nm的SWIR范围内。与其他SWIR成像方式相比，它们具有相对成本效益和成熟的特点，这使得它们成为包括检测、分类和质量控制在内的机器视觉应用中最常用的技术。

SWIR最有前途的机器视觉应用之一是产品的检测和分类。

MWIR也被称为“热红外”，因为辐射是从物体本身发射的，不需要外部光源来成像物体。两个主要因素决定了物体在热像仪上看起来有多亮：物体的温度和发射率（材料的物理属性，描述了它的辐射效率）。

所有温度高于绝对零度（-273°C/-459°F）的物体都会发出中波红外和长波红外波长（3μm-14μm）的红外辐射，其数量与物体的温度成正比。热成像聚焦并检测这种辐射，然后将温度变化转换为灰度图像，使用更亮和更深的灰色阴影来表示更热和更冷的温度，从而直观地表示场景的热量分布。

MWIR收集3μm至5μm光谱波段的光。当主要目标是获得高质量图像而不是专注于温度测量时，就会使用MWIR相机。

长波红外（LWIR）是电磁波谱红外波段的细分，可捕获8至14μm长波红外（LWIR）光谱中的红外能量。

LWIR主要目标是专注于温度的测量。

【来源：光虎光学内部培训资料】