Камеры ближнего ИК-диапазона с высокой чувствительностью для условий низкой освещенности

Ближний инфракрасный диапазон (англ. Near-Infrared, NIR) — это участок электромагнитного спектра непосредственно граничащий с видимым диапазоном излучения и, следовательно, не воспринимаемый человеческим глазом. Промышленные камеры с оптимизированной чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне популярны в областях применения, где требуется использовать такой диапазон длин волн, например в условиях низкой освещенности (мониторинг дорожного движения и др.). До настоящего момента в этих областях применялись только камеры ближнего ИК-диапазона со сравнительно дорогими матрицами на основе ПЗС.

Благодаря новой КМОП-технологии появились матрицы повышенной чувствительности в ближнем ИК-диапазоне — с длиной волны более 850 нм. Это стало возможным благодаря более толстой подложке (по сравнению с используемой в монохромной матрице) для видимого диапазона спектра. Теперь благодаря новой технологии КМОП оптимизация чувствительности в ближнем ИК-диапазоне стала не только возможной, но и доступной — появились промышленные камеры с непревзойденной чувствительностью в этом участке спектра, что, в свою очередь, значительно увеличило их долю на рынке систем машинного зрения.

Камеры ближнего ИК-диапазона, как например с оптимизированными сенсорами 2 Мп (CMV2000) и 4 Мп (CMV4000) производства ams или сенсорами 1,3 Мп (EV76C661) производства e2V, по-прежнему обеспечивают квантовую эффективность около 40 % в диапазоне 850 нм. Это означает вдвое более высокое значение чувствительности для такой длины волны по сравнению с камерами без оптимизации чувствительности в ИК-диапазоне.

В ряде областей применения и для решения некоторых задач контроля такая камера необходима как в условиях излучения волн большой длины, так и в условиях нормальной освещенности для записи изображений с высокой контрастностью. В этом конкретном сценарии быстро обнаруживается ограниченность стандартных промышленных камер, поскольку для получения качественных изображений необходим очень высокий уровень освещенности. Обеспечение соответствующих условий освещенности за счет установки осветительных систем влечет значительные затраты и сопряжено со сложностями, что, в свою очередь, означает повышение себестоимости системы и ухудшение соотношения цены и технических характеристик. Промышленные камеры с матрицами, оптимизированными для ИК-диапазона, существенно упрощают жизнь производителям, которые сталкиваются с задачами технического контроля такого рода.

Такие камеры будут незаменимы в системах мониторинга дорожного движения, которые работают в условиях низкой освещенности ночью, в системах контроля качества фруктов и овощей, обнаруживающих испорченные участки путем анализа поверхности методом спектроскопии, а также в устройствах контроля качества полупроводниковых пластин солнечных панелей на основе электролюминесценции.