The influence of temperature on image quality in SWIR cameras
11/07/2018 Propoduct News
在电磁光谱中,红外辐射位于可见光和微波之间。
它覆盖了从750 nm到14.000 nm波长的广泛范围。 通常将其分成近红外(NIR),短波红外(SWIR),中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)。 尽管SWIR区域的红外辐射在人眼中看不到,但它以与可见波长相似的方式与物体相互作用。
大多数SWIR摄像头传感器基于INGAAS材料,并通过将光子转换为电子(所谓的量子检测器),例如基于硅的CCD或CMOS传感器。 INGAAS传感器由依赖,炮,基于砷的光电二极管和硅基读出的集成电路(ROIC)制成。 INGAAS光二极管中的带隙能量通常小于基于硅的像素。 结果,在相似的温度下,暗流较高。
黑暗电流对图像质量的影响 暗电流是流动的电流(例如产生信号),即使没有光线撞到传感器。 它是由Ingaas材料中电子的热激发引起的。 暗电流的绝对值因一个传感器而异。 深色电流随着较高的传感器温度而大大增加。 根据经验,它大约每9°C加倍。
例如,当在20°C和45°C传感器温度下用相同的摄像头拍摄两次相同图像时,直方图显示出非常不同的结果。 在45°C传感器温度下,最低值更高(0为黑色至255为白色)以及平均值。 在20°C下,没有饱和像素(最大值254),而在45°C下,有很多。
温度对光谱灵敏度的影响 传感器温度对SWIR摄像机的光谱灵敏度也具有很高的影响。 当传感器温度降低40°C(从25°C到-15°C)时,它会导致光谱敏感性大约25 nm向较低波长的变化。 对于在灵敏度曲线的低端或高端运行的应用可能非常重要。 当需要高于1.700 nm的灵敏度时,传感器温度不应太低(这意味着低于20°C)。 即使黑暗电流(和噪声)随温度较高而增加,但在频谱的高端仍可能会更好。
传感器温度控制至关重要 温度水平会影响光谱灵敏度和暗电流。 暗流对图像质量(黑色水平和噪音)具有很大影响。 对于图像质量很重要的应用以及在灵敏度曲线的低端或高端运行时,温度控制至关重要。
为了准确监视和控制温度,我们所有的Swir Goldeye摄像头都实现了三个温度传感器:
*内部INGAAS传感器外壳 *在传感器板上 *在主板上
此外,我们的相机提供了高级功能,以纠正和最大程度地减少这些效果(例如高级背景校正)。
为了平衡环境温度和传感器温度之间的温度差并稳定设定的传感器温度,大多数Goldeye摄像头都配备了热电冷却装置。 可用的冷却设备是:
- TEC1:单阶段热电传感器冷却(例如:Goldeye G/Cl-033 Tec1)
- TEC2:双阶段热电传感器冷却(例如:Goldeye G/CL-032冷Cool Tec2) *其他冷却风扇(例如:Goldeye G/Cl-032冷Cool Tec2)
此外,Goldeye冷却模型将传感器封闭在氮气填充的冷却室中(例如:Goldeye G/Cl-008 Cool Tec1)。 可以保护它免受冷凝水的影响,并在可能发生冷凝的环境中(即高湿度,高环境温度)。
了解有关我们的Goldeye Swir相机的更多信息 要了解有关SWIR摄像机家庭及其温度控制功能的不同型号的更多信息,请访问本网站上的Goldeye产品页面,或立即与我们联系,我们的成像专家之一将很乐意回答您的问题。
视频:温度对NIR / SWIR摄像机图像质量的影响 新闻清单
Source: The influence of temperature on image quality in SWIR cameras