Máy ảnh hồng ngoại ngắn sóng MindVision MV - GEC130I: Hình ảnh quang phổ rộng từ 0.4~1.7μm, "Con mắt

Khi công nghệ thị giác máy tính ngày càng được ứng dụng sâu rộng vào các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao và phạm vi phủ sóng toàn diện, công nghệ chụp ảnh bằng ánh sáng nhìn thấy truyền thống thường không đáp ứng được yêu cầu khi xử lý các vật liệu đặc biệt (như tấm silicon, chất dẻo và chất lỏng hữu cơ) hoặc các bước sóng cụ thể (như tia laser hồng ngoại).Hồng ngoại sóng ngắn (SWIR)Với khả năng "xuyên thấu vật lý" và "nhận dạng dấu hiệu hóa học" độc đáo, thiết bị này đang trở thành một công cụ không thể thiếu trong kiểm tra công nghiệp, nghiên cứu khoa học và nhiều lĩnh vực khác.

Là một đơn vị tiên phong trong lĩnh vực camera công nghiệp, MindVision đã cho ra mắt sản phẩm... Camera công nghiệp SWIR MV-GEC130IĐược trang bị bộ dò InGaAs độ nhạy cao, công nghệ làm mát nhiệt điện (TEC) chủ động và hệ sinh thái phần mềm/phần cứng vượt trội, hệ thống này cung cấp giải pháp hình ảnh cấp hệ thống hiệu quả về chi phí và cực kỳ ổn định cho các ứng dụng tiên tiến như kiểm tra khuyết tật bán dẫn, phát hiện tế bào quang điện và theo dõi điểm laser.

1. Tại sao SWIR (Hồng ngoại sóng ngắn) lại là "điều bắt buộc" đối với hệ thống thị giác công nghiệp cao cấp?

Tia hồng ngoại sóng ngắn thường đề cập đến phổ điện từ nằm giữa các tần số nhất định.0,9μm và 1,7μm (mở rộng đến 2,5μm)So với ánh sáng nhìn thấy (0,4~0,76μm) và hồng ngoại sóng dài (8~14μm, ảnh nhiệt), SWIR sở hữu những đặc tính vật lý không thể thiếu:

· Hiệu ứng xuyên thấu vật liệuNhiều vật liệu hoàn toàn không trong suốt đối với ánh sáng nhìn thấy được lại xuất hiện bán trong suốt hoặc hoàn toàn trong suốt trong phổ SWIR. Ví dụ:Silicon đơn tinh thể trong suốt đối với các bước sóng SWIR lớn hơn 1,1μm.Điều này cho phép quan sát trực tiếp các khuyết tật bên trong hoặc mặt sau của tấm wafer mà không cần phải tháo dỡ bao bì gây hư hại.

· Dấu hiệu hấp thụ hóa chất đặc trưngNước (H₂O), hiđrocacbon và nhựa có các đỉnh hấp thụ riêng biệt trong vùng hồng ngoại sóng ngắn (SWIR). Nhờ đó, camera SWIR dễ dàng xác định sự phân bố độ ẩm, sự xâm nhập của vật thể lạ và phân loại các loại nhựa có thành phần hóa học khác nhau dựa trên sự tương phản cường độ ánh sáng.

· Độ tán xạ thấp & Độ xuyên thấu caoVì bước sóng SWIR dài hơn ánh sáng nhìn thấy, chúng tán xạ ít hơn đáng kể trong không khí. Điều này cho phép chúng xuyên qua khói, sương mù, một số lớp phủ và chất lỏng đục để thu được các chi tiết rõ nét, có độ tương phản cao bên dưới.

2. Phân tích chuyên sâu các ưu điểm kỹ thuật cốt lõi của camera MindVision MV-GEC130I

MindVisionMV-GEC130IĐây là camera SWIR GigE chuyên dụng cho nghiên cứu khoa học trong điều kiện ánh sáng yếu, kính hiển vi và kiểm tra công nghiệp trực tuyến độ chính xác cao. Dưới đây là bốn công nghệ phần cứng chính hỗ trợ hiệu năng cao cấp của nó:

Bộ dò InGaAs 1/2": Đáp ứng phổ rộng 0,4μm ~ 1,7μm

MV-GEC130I sử dụng công nghệ tiên tiến.InGaAs (Indium Gallium Arsenide)mảng mặt phẳng tiêu cự. Không giống như các camera hồng ngoại thông thường chỉ phản hồi với bước sóng trên 900nm, camera này có thiết kế chip chuyên dụng và tối ưu hóa quy trình giúp...Mở rộng phạm vi đáp ứng quang phổ lên 0,4μm ~ 1,7μmĐiều này có nghĩa là nó có thể thu cả ánh sáng SWIR và ánh sáng nhìn thấy được trên một cảm biến duy nhất, đơn giản hóa thiết kế hệ thống quang học và cho phép kiểm tra kết hợp đa phổ xuyên dải tần.

Hệ thống làm mát chủ động TEC tích hợp với chênh lệch nhiệt độ 20°C: Giảm thiểu nhiễu dòng điện tối.

Vật liệu InGaAs rất dễ bị ảnh hưởng bởinhiễu dòng điện tốiở nhiệt độ phòng do kích thích nhiệt, điều này có thể dẫn đến hiện tượng quá nhiều điểm ảnh nóng trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc chụp ảnh phơi sáng dài. MV-GEC130I được tích hợp với mộtHệ thống TEC (Làm mát nhiệt điện) hiệu quả cao, đạt được sự chênh lệch nhiệt độ làm mát lên đến20°Cthấp hơn nhiệt độ môi trường. Bằng cách kiểm soát chính xác nhiệt độ cảm biến, nhiễu dòng tối được triệt tiêu theo cấp số mũ. Điều này cải thiện đáng kể tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và dải động, đảm bảo hình ảnh hồng ngoại rõ nét, chất lượng cao ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc thời gian phơi sáng kéo dài.

Thuật toán ISP cấp công nghiệp và hiệu chỉnh hình ảnh

Do những hạn chế trong sản xuất, cảm biến InGaAs vốn dĩ có độ không đồng nhất điểm ảnh cao hơn so với CMOS dựa trên silicon. MindVision giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp các thuật toán ISP mạnh mẽ ở cấp độ phần cứng trực tiếp vào phần mềm điều khiển của camera:

· Hiệu chỉnh mức độ đenĐảm bảo độ đồng nhất tuyệt vời của phông nền và chất lượng hình ảnh.

· Sửa lỗi điểm ảnhTự động nhận diện và bù trừ các điểm ảnh lỗi trong thời gian thực.

· Giảm nhiễu 3D & LUT tùy chỉnhGiảm đáng kể nhiễu ngẫu nhiên và cho phép người dùng tùy chỉnh ánh xạ mức độ xám cho các phản xạ quang phổ cụ thể.

Giao diện Gigabit Ethernet (GigE Vision): Thu thập dữ liệu tốc độ cao 1.3MP @ 72FPS

Có đặc điểm là...Độ phân giải 1280 × 1024Với kích thước điểm ảnh 5μm × 5μm, camera đạt được tốc độ khung hình lên đến...72 FPSở độ phân giải đầy đủ và hỗ trợ đầy đủ các độ phân giải ROI (Vùng quan tâm) tùy chỉnh.Giao diện GigECho phép truyền tải không mất dữ liệu, độ trễ bằng không trên khoảng cách lên đến 100 mét và hỗ trợ natively.Tầm nhìn GigEVàGenICamCác giao thức để tích hợp liền mạch vào các dây chuyền kiểm tra công nghiệp năng suất cao.

3. Năm kịch bản ứng dụng cốt lõi: Thực hành xâm nhập và kiểm tra

Các đặc tính quang phổ vượt trội và khả năng quản lý nhiệt của MV-GEC130I biến nó trở thành nền tảng trong sản xuất chính xác và nghiên cứu phòng thí nghiệm tiên tiến:

· 1. Kiểm tra khuyết tật trên tấm bán dẫn và chip
Trong quá trình đóng gói chất bán dẫn và xếp chồng tấm wafer, các vết nứt nhỏ hoặc sai lệch căn chỉnh rất dễ xảy ra. Vì silicon đơn tinh thể trong suốt với tia hồng ngoại sóng ngắn (SWIR) (>1100nm), nên MV-GEC130I, khi kết hợp với đèn nền SWIR, có thể trực tiếp "nhìn xuyên qua" tấm wafer silicon.

cái Các hạng mục kiểm traCác vấn đề cần kiểm tra bao gồm: các vết nứt nhỏ bên trong, vết xước, lỗ hổng, độ kín của bao bì thiết bị MEMS và sự căn chỉnh ở mức độ vi mô giữa các tấm wafer.

cái Giá trịCho phép kiểm tra năng suất trực tuyến, không phá hủy 100%.

· 2. Kiểm tra EL/PL của tấm wafer và tế bào quang điện mặt trời.
Trong ngành công nghiệp quang điện, các khuyết tật như vết nứt, vết nứt siêu nhỏ và đường dẫn cổng bị đứt gãy sẽ làm giảm hiệu suất của pin mặt trời một cách nghiêm trọng.

cái EL (Phát quang điện)Việc cấp dòng điện thuận qua tế bào sẽ khiến nó phát ra ánh sáng hồng ngoại trong dải bước sóng 1150–1350nm.

cái PL (Quang phát quang)Sử dụng tia laser có bước sóng cụ thể để kích thích huỳnh quang từ tấm bán dẫn.

cái Ưu điểm của MV-GEC130IĐộ nhạy cao của chip InGaAs, kết hợp với hệ thống làm mát TEC chủ động, cho phép camera thu được các tín hiệu phát xạ cực yếu, ngay lập tức phát hiện các vết nứt, đứt mạch lưới và sự phân bố thời gian sống của hạt tải điện không đồng đều.

· 3. Theo dõi điểm laser và lập kế hoạch chính xác
Trong lĩnh vực truyền thông quang học, xử lý laser công nghiệp và nghiên cứu quân sự, 1064nm, 1310nm và 1550nm là các bước sóng laser hồng ngoại được sử dụng phổ biến nhất. Các camera dựa trên silicon truyền thống không thể phát hiện các bước sóng này do những hạn chế vật lý của cảm biến (hầu như không có phản hồi nào trên 1100nm).

cái Ứng dụngThiết bị MV-GEC130I trực tiếp phát hiện và lập hồ sơ các laser bơm 1064nm và laser sợi quang viễn thông 1550nm, phân tích hình dạng chùm tia, phân bố năng lượng không gian và độ hội tụ.

· 4. Hình ảnh huỳnh quang trong điều kiện ánh sáng yếu và kính hiển vi khoa học
Trong khoa học sự sống và hóa học, kỹ thuật chụp ảnh huỳnh quang cận hồng ngoại thứ hai (NIR-II, 1000nm–1700nm) mang lại khả năng xuyên thấu sâu, tán xạ thấp và nhiễu tự phát huỳnh quang tối thiểu.

cái Sử dụng cho mục đích nghiên cứuHệ thống làm mát TEC chủ động cho phép thời gian phơi sáng tích hợp dài để ghi lại động lực học của các đầu dò huỳnh quang mới (như ống nano carbon hoặc chấm lượng tử) bên trong mô sinh học với tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) cao.

· 5. Hình ảnh siêu phổ và phân loại công nghiệp
Các vật liệu khác nhau có dấu ấn quang phổ hấp thụ riêng biệt trong dải SWIR.

cái Ứng dụng sắp xếpPhân loại các loại nhựa giống hệt nhau về mặt hình thức (PET, PP, PE); loại bỏ các tạp chất (đá, kim loại, cành cây) khỏi lá trà hoặc các loại hạt mà không gây hư hại; và xác định sự thối rữa bên trong hoặc sự thay đổi độ ẩm trong các sản phẩm nông nghiệp thông qua các đỉnh hấp thụ nước (ví dụ: 1450nm).

4. Tích hợp hệ thống không cần bước kiểm soát: Khả năng tương thích đa nền tảng

MindVision cung cấp một hệ sinh thái phần mềm hoàn thiện và mạnh mẽ cho MV-GEC130I, giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển cho các nhà tích hợp hệ thống:

· Hỗ trợ bên thứ ba gốcKhả năng tương thích không cần người lái với phần mềm xử lý hình ảnh hàng đầu trong ngành, bao gồm:Chim ưng,VisionPro,Labview, VàCognex.

· Bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK) mạnh mẽ, đa nền tảngHỗ trợ Windows XP/7/8/10/11 (32/64-bit), Linux (32/64-bit), ARM Linux, Android và macOS.

· Bộ công cụ phát triển phần mềm đa ngôn ngữCung cấp các gói phát triển toàn diện và mã mẫu cho C, C++, C#, VB6, VB.NET, Delphi, BCB, Python và Java, được hỗ trợ bởi dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp.

5. Thông số kỹ thuật chi tiết của MindVision MV-GEC130I

Để phục vụ cho việc đánh giá khả năng tích hợp và tìm nguồn cung ứng hệ thống, chúng tôi đã tổng hợp các thông số kỹ thuật cốt lõi của camera như sau:

6. Kết luận: MindVision MV-GEC130I — Giải pháp SWIR cao cấp của bạn

Trước đây, camera SWIR có giá thành quá cao đối với nhiều nhà tích hợp hệ thống. MindVisionMV-GEC130INó phá vỡ rào cản này, cung cấp một giải pháp hiệu suất cao, mạnh mẽ và tiết kiệm chi phí, sánh ngang với các đối thủ nước ngoài về độ đồng nhất hình ảnh, độ ổn định làm mát và tích hợp phần mềm.

Cho dù bạn đang thực hiện căn chỉnh tấm bán dẫn, sàng lọc vết nứt siêu nhỏ trên tấm pin mặt trời EL, hay nghiên cứu kính hiển vi trong điều kiện ánh sáng yếu, thì...MV-GEC130IĐây là "con mắt tinh tường" tối ưu của bạn trong dải quang phổ 0,4~1,7μm.

Bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ sau:
chenguo@mindvision.com.cnđể có được những hiểu biết kỹ thuật chuyên sâu hơn và các ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực thị giác máy tính và hình ảnh quang học.