工業上，除了常見的可見光2D、3D相機外，還有一些特別的相機用于一些特殊應用。

一、紅外相機

通常情況下，人眼可見范圍為390nm-780nm。波長超過780nm判定為紅外光。 ? 紅外光一般分為近紅外NIR、短波紅外SWIR、中波紅外MWIR、長波紅外LWIR、微波。 ?

? 紅外相機-NIR ? NIR（近紅外）是肉眼不可見的電磁波譜的一部分，NIR的成像并不依賴于顏色，所以可以高精度地可視化任何物體。 ? NIR光的波長比可見光長，這通常意味著光更容易通過紙張、布料和塑料等材料透射。近紅外波長對材料和涂層的反應也與可見光不同。 ? NIR可以做到： ?

更容易穿透材料

降低成像對象的顏色飽和度

消除不必要的眩光和反射

忽略各種檢測應用中不需要的細節

紅外相機-SWIR ? 短波紅外(SWIR)的范圍在1050~2500nm之間，它占據了近紅外以上的電磁波譜，完全超出了傳統硅基成像傳感器的能力范圍。所以短波紅外相機通常使用InGaAs傳感器來感知該波段的光。 ? InGaAs傳感器是目前主流的相機技術，工作在900至1700nm的SWIR范圍內。與其他SWIR成像方式相比，它們具有相對成本效益和成熟的特點，這使得它們成為包括檢測、分類和質量控制在內的機器視覺應用中最常用的技術。 ? SWIR最有前途的機器視覺應用之一是產品的檢測和分類。 ? ?

? 紅外相機-MWIR ? MWIR也被稱為“熱紅外”，因為輻射是從物體本身發射的，不需要外部光源來成像物體。兩個主要因素決定了物體在熱像儀上看起來有多亮：物體的溫度和發射率（材料的物理屬性，描述了它的輻射效率）。 ? 所有溫度高于絕對零度（-273°C/-459°F）的物體都會發出中波紅外和長波紅外波長（3μm-14μm）的紅外輻射，其數量與物體的溫度成正比。熱成像聚焦并檢測這種輻射，然后將溫度變化轉換為灰度圖像，使用更亮和更深的灰色陰影來表示更熱和更冷的溫度，從而直觀地表示場景的熱量分布。 ? MWIR收集3μm至5μm光譜波段的光。當主要目標是獲得高質量圖像而不是專注于溫度測量時，就會使用MWIR相機。 ? ? ? 紅外相機-LWIR? ? 長波紅外（LWIR）是電磁波譜紅外波段的細分，可捕獲8至14μm長波紅外（LWIR）光譜中的紅外能量。 ? LWIR主要目標是專注于溫度的測量。 ?

二、紫外相機

從約10nm-400nm的輻射波段稱為紫外線輻射，通常分為三個波段：近紫外（200nm-380nm）、遠紫外（10nm-200nm）、極紫外（1nm-31nm）。而空氣在低于約200nm的波長下是不透明的，也意味著無法進行觀察。 ? 近紫外又可以細分為：320nm-400nm的長波UV，也稱UV-A；280nm-320nm的中波UV，也稱UV-B；200nm-280nm的短波UV，也稱UV-C。 ? 工業上使用最常見的紫外波長是365nm和395nm。紫外線可用于機器視覺應用中，以檢測使用可見光無法檢測到的特征。由于紫外線被許多材料吸收，因此可以捕獲產品表面的圖像，并且由于它的波長比可見光短，因此會被產品上的表面特征所散射。通常用于高分辨率視頻顯微鏡、電暈檢測、半導體檢測和無損檢測。 ?

三、高速相機

高速攝像機是一種能以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運動圖像的設備。 ? 市場上的高速相機基本可以分為兩大類：可以與捕獲的視頻相同或者更快的速度加載視頻的相機，以及捕獲整個事件并必須在后續進行數據傳輸該事件的相機。 ? 這兩種類型相機的使用取決于需要拍攝的時間長度，一般分為長時間記錄事件和瞬態事件。 ? ? ?

長時間記錄的事件通常在100 - 300fps的情況下以中等分辨率記錄幾分鐘或者幾個小時。在這些事件期間，相機無法存儲完整的視頻，所以必須將其實時的傳輸到計算機。傳輸速度取決于傳輸介質的吞吐能力。 ?

瞬態事件在幾秒鐘內發生，通常每秒鐘捕獲幾千幀圖像，然后生成一個以GB為單位的RAW原始數據。在拍攝瞬態事件而使用的相機時，要增加拍攝的事件的持續時間，就需要一臺具有盡可能多的臨時存儲容量（RAM）的相機。 ? ? ? 高速攝像機主要應用于科研，軍事測試以及工業生產評估等領域。例如汽車碰撞測試，焊接過程中的電弧的產生，電池爆炸過程中的有機液體飛濺，像這一類速度非常快的現象必須借助高速攝像機才能清晰的捕捉到。高速攝像機可以在很短的時間內完成對高速目標的快速、多次采樣，當以常規速度放映時，所記錄目標的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。 ?

四、偏振相機

偏振相機就是四個不同角度的偏振片(90°, 45°, 135° 和0°) 分別放置于單個像元上，每四個像元一組作為一個計算單元。通過四向偏振器來捕捉畫面物體中的不同程度的極化信息，直接體現在拍攝的畫面中，可適用于玻璃檢測、應力檢測等應用；同時還可以檢測玻璃、金屬等單色或彩色相機難以檢測的反光表面。 ?

? 傳統機器視覺無法檢測的應力、表面粗糙度、合金成分等應用，而這些都是偏振相機的優勢體現，極大地延伸了機器視覺的探測能力。??????????? ?

偏振的應用長期以來一直用于機器視覺檢測，以檢測應力，檢測物體并減少透明物體的眩光。典型的設置需要在目標物體、光源和相機之間安裝一個或多個外部偏振片板。各種設置可用于測量材料應力，增強對比度以及分析表面質量的凹痕或劃痕。 ?

應力檢測 ? 當偏振光穿過透明材料時，偏振光的入射角度將通過物體中的不同應力區域轉換為不同的角度。通過將顏色分配給特定的偏振角度，可以可視化缺陷和應力區域。 ? ? ?

減少反射 ? 物體會反射光線，使表面檢測變得困難。食品和包裝檢測應用可以通過減少反射和眩光來減少偏振片的使用。 ? ?

? 提高對比度 ? 在低光照條件下，可以通過檢測物體偏振的角度來改善對比度。上面的例子展示了如何在低光下通過常規成像來改善對比度。 ? ?

? 劃痕檢測 ? 與應力檢測類似，使用傳統成像很難識別某些缺陷和劃痕。為了幫助識別表面缺陷，偏振成像可用于檢測透明材料上的劃痕。 ? ?

? 編輯：黃飛

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