看不见的光，看得见的细节：短波红外工业相机的神秘力量！

随着市场需求的挖掘和机器视觉技术的发展，短波红外工业相机在工业、医疗、食品等领域的应用越来越广泛。其中半导体检测和食品检测是两大主要应用市场，占据较大的市场份额。今天我们来看看短波红外相机。

短波红外 (Short-Wave Infrared简称SWIR，通常指0.9~1.7μm波长的光线) 是一种比可见光波长更长的光。这些光不能通过“肉眼”看到，也不能用“普通相机”检测到。由于被检测物体的材料特性，一些在可见光下无法看到的特性，却能在近红外光下呈现出来，因此，可以通过短波红外相机对物体特征进行检测。

它通常使用InGaAs传感器来感知该波段的光，是包括检测、分类和质量控制在内的机器视觉应用中最常用的技术。

短波红外成像能够透过玻璃进行成像，这就使得它们可以用于各种各样的应用和产业。这种能力还允许短波红外相机安装在一个保护窗口内，当将相机系统固定在一种潜在平台上时，这将可以提供很大的灵活性。

短波红外成像的特点

• 较高的辨识度

短波红外成像主要基于目标反射光成像原理，其成像与可见光灰度图像特征相似，成像对比度高，目标细节表达清楚，在目标识别方面，短波红外成像是热成像技术的补充。

• 全天候适应

短波红外成像受大气散射作用小，透雾、烟尘能力较强，有效探测距离远，对气候条件和战场环境的适应性优于可见光成像。

• 微光夜视

夜视条件下，光子辐照度主要分布在1.0～1.8μm的短波红外波段范围内，这使得短波红外夜视成像相比于可见光夜视成像而言具有优势。

• 光学配置简单

从光学上，玻璃光窗在短波红外波段范围内具有很高的透过率，这赋予短波红外成像一个重要的技术优点，这允许短波红外相机可装配于一个保护窗口内实现较高灵敏成像，当应用于某种特定平台或场合时，这将提供很大的灵活性。

主要应用

半导体晶圆检测：晶圆在生产过程中会产生各种缺陷，比如在各环节累积的残余应力会使得晶圆内部产生裂纹。如果未能在后续IC制造环节之前把这些缺陷检测出来，就会影响最终成品IC芯片的良率，推高制造成本。利用短波红外光能穿透硅片的特性，使用短波红外相机就能检测到硅片内部的缺陷，防止不良晶圆流入后续环节，大大降低制造成本。

物品分选：短波红外波段对应分子键振动的合频和倍频，通过检测物品对不同波长的短波红外光的吸收情况，就能分析出物品的种类和缺陷等信息。因此，短波红外相机也被广泛用于谷物、茶叶、塑料等的分拣。

检测食品缺陷：使用SWIR相机测量食品中的水分含量，可以实现食品缺陷的检测。如下图所示，使用1450nm成像进行检测，潮湿的面包呈现的颜色比较深，而干燥的面包呈现的颜色比较浅。通过这种方法，我们可以预测一些食品中的水分含量，以及其是否为不良产品。

Forge 1GigE SWIR系列工业相机采用了最新的 Sony® Sen-SWIR InGaAs 传感器，其拥有400~1700nm(VIS-SWIR)的宽波段覆盖范围，可提高各种机器视觉应用的图像性能和可靠性，以其型号FG-PGE-13S3S-U-C为例。

FG-PGE-13S3S-U-C主要特性

• 感光波段：400~1700nm

• 分辨率：1280x1024

• 像素尺寸5μm

• 帧率93fps(GigE接口)

• 软件支持（SPINNAKER SDK）

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