Гиперспектральная камера серии FS-2X с фокальной плоскостью: встроенное сканирование «всё в одном» для гиперспектрального анализа, предпочитаемое решение для спектрального получения статических образцов

Техника гиперспектральной визуализации благодаря возможности создания трёхмерного куба данных, объединяющего спектр и изображение, позволяет одновременно получать двумерное пространственное изображение объекта и непрерывную спектральную информацию каждого пикселя, став важным инструментом для исследований материалов, анализа в сельском хозяйстве, промышленного контроля качества и биологических тестов.

I. Основные ограничения традиционных линейных гиперспектральных систем при проверке статических образцов

Популярные на рынке линейные гиперспектральные камеры с пошаговой подачей лучше подходят для динамического контроля на конвейере. Для статических образцов, таких как листья, срезы, фрукты и овощи, пленки, печатные платы, часто требуется дополнительная установка точного перемещающегося стола. Вся система громоздкая, настройка сложная, процесс фокусировки трудоемкий, стоимость оборудования высокая, а требования к персоналу лаборатории высоки, что сильно влияет на эффективность исследований и тестирования.  

Многие пользователи при выборе сталкиваются с проблемами:  

1. Необходимо дополнительно покупать и устанавливать внешние механизмы сканирования, что увеличивает общую стоимость;  

2. Множество компонентов требует времени на калибровку и фокусировку, при смене образца приходится перенастраивать;  

3. Сложная интеграция системы, трудно напрямую подключить к микроскопу или стандартным промышленным объективам;  

4. Вся установка тяжёлая и неудобная для использования на нескольких рабочих местах в лаборатории.  

Для решения этих проблем при проверке статических образцов серия матричных гиперспектральных камер FigSpec FS-2Xиспользует встроенную сканирующую архитектуру, интегрируя сканирующий механизм внутри корпуса камеры, что исключает необходимость внешнего сканирования — достаточно просто разместить образец, чтобы получить полный гиперспектральный набор данных, делая FigSpec оптимальным выбором для съёмки статических образцов.

II. Основные технологические преимущества серии FigSpec FS-2X

1. Ключевые технологии FS-2X: передающий дифракционный решётка + встроенное сканирование + вспомогательная камера предпросмотра  

Гиперспектральные камеры серии FigSpec® FS-2Xоснащены оптическим модулем с высокоэффективной передающей дифракционной решёткой, высокочувствительным матричным детектором и встроенным сканирующим модулем, а также вспомогательной камерой предпросмотра, что с аппаратной точки зрения решает проблему сложного подключения внешнего сканирующего устройства и фокусировки, присущую традиционным системам.  

2. Встроенное сканирование, без внешней платформы  

Сканирующая единица полностью интегрирована в корпус камеры, и статический образец можно сканировать полностью без перемещающегося стола, что избавляет от покупки, подключения и калибровки внешних платформ. Камеру можно сразу использовать после быстрой настройки, что сильно снижает сложность интеграции системы.  

3. Стандартный интерфейс C-Mount, высокая совместимость  

Камера оснащена стандартным интерфейсом C-Mount, который позволяет напрямую подключать стандартные промышленные объективы, а также легко соединяться с микроскопом для гиперспектрального микроскопического анализа, покрывая потребности измерений как макро-образцов, так и микросрезов, подходя для различных научных экспериментов.  

4. Вспомогательная камера предпросмотра, видишь что снимаешь  

Камера оснащена встроенной вспомогательной камерой предпросмотра, позволяющей оператору наглядно контролировать область съемки, быстро проверять расположение образца, без необходимости многократного предпросмотра, что значительно сокращает время фокусировки и позиционирования образца, повышая эффективность экспериментов.

Целиком интегрированная упаковка камеры, компактная структура корпуса, вес основной части видимого и ближнего инфракрасного диапазона меньше 2,8 кг, что удобно для перемещения и установки между лабораторным столом и контрольно-измерительными постами. Питание обеспечивает встроенный аккумулятор, поддерживается гибкое размещение.

III. Линейка моделей FS-2X: охватывает диапазон от видимого света до ближнего коротковолнового инфракрасного

Серия FS-2X включает модели FS-20, FS-22, FS-23, FS-23-SC, FS-24, FS-25, спектр которых охватывает видимый свет, видимое и ближнее инфракрасное излучение, а также коротковолновое ближнее инфракрасное. Разные спектральные разрешения, количество каналов и конфигурации детекторов позволяют подобрать подходящую модель для различных объектов контроля.

Ключевые общие черты производительности:

• · Унифицированная спектроскопия использует решётчатую спектроскопию, ширина щели 25 мкм, эффективность пропускания 60%, уровень случайного света регулируется на уровне 0,5%;

• · Соотношение сигнал/шум до 600:1, обеспечивающее качество спектральных данных при условиях низкой освещённости;

• · Интерфейс данных: USB 3.0, поддерживает визуализацию ROI в интересующих областях, что позволяет выбирать однозонную или многозонную ROI для дальнейшего повышения скорости получения;

• · Скорость изображения достигает ≤5 секунд, что позволяет быстро получить полный спектр статических образцов.

Модель видимого ближнего инфракрасного диапазона (400–1000 нм) поддерживает до 1200 спектральных каналов с разрешением выше 2,5 нм, что подходит для оптического осмотра листьев растений, фруктов и овощей, а также экранов; Коротковолновая модель ближнего инфракрасного диапазона (900–1700 нм) использует детектор InGaAs, подходящий для таких сценариев, как анализ состава материалов и внутренний контроль качества пищевых продуктов. FigSpec.

FS-23-SC использует детектор SCMOS с разрешением изображения 2048*2048 и динамическим диапазоном 16-битный, что делает его подходящим для точных научных экспериментов с чрезвычайно высокими требованиями к динамическому диапазону и детализации изображения.

IV. Основные сценарии применения FS-2X

Интегрированная встроенная сканирующая конструкция делает FS-2Xидеальным для измерений, когда образцы неподвижны, что подходит как для лабораторных исследований, так и для малосерийного промышленного тестирования.

1. Исследования вредителей и болезней растений, а также физиологии растений

Гиперспектральная визуализация проводится на листьях и образцах растений, фиксируя спектральные отпечатки, соответствующие изменениям хлорофилла и влажности, выявляя ранние повреждения вредителями и болезни без перемещения образца. В сочетании с линзами или микроскопами можно наблюдать микроскопические тканевые спектральные характеристики листьев, что делает их широко используемыми в агрономии и ботанических экспериментах.

2. Сортировка фруктов и овощей и тестирование качества пищи

Статическое размещение образцов фруктов и овощей фиксирует каждую спектральную точку на поверхности плода, анализируя зрелость, внутреннее содержание сахара, дефекты гнили и скрытые повреждения, используемые для лабораторной оценки образцов и исследований по скринингу небольших партий.

3. Проверка экранов и оптических приборов

Для экранов дисплея, оптических пленок и образцов покрытий собирается пространственная и спектральная информация для выявления цветовых различий, дефектов покрытия и проблем оптической равномерности, что обеспечивает поддержку данных для оптического контроля качества.

4. Анализ материалов и биомикроскопии

После подключения к микроскопу он позволяет микрогиперспектральной визуализации наблюдать биологические срезы, порошковые материалы и образцы тонких пленок, получая спектры каждого пикселя на микроскопическом масштабе, что поддерживает исследования в области материалов и биомедицины.

5. Анализ образцов минеральных и культурных реликвий

Бесконтактная спектроскопическая визуализация статических образцов для выявления различий в составе материала, используемая для скрининга образцов и спектрального анализа областей объектов.

Совет: FS-2Xпредназначен для статических образцов; Если материал сортируется онлайн в непрерывном конвейерном движении, можно выбрать гиперспектральные камеры серии FigSpec FS1X, формируя дополнительный сценарий FigSpec.

V. Справка по выбору: как подобрать подходящую модель FS-2X

Многие пользователи при выборе гиперспектральной камеры склонны слепо гнаться за максимальным числом каналов и самым широким диапазоном, на самом деле нужно выбирать с учетом спектральных особенностей исследуемого вещества:

1. Если цвета объекта и особенности видимого света различаются явно (листья, экран, дефекты внешнего вида фруктов и овощей), предпочтительно выбирать FS-22 или FS-23 для диапазона 400–1000 нм; если нужен сверхвысокий динамический диапазон, выбрать FS-23-SC;

2. Для исследования внутреннего состава образца, жиров и влажности, выбирать коротковолновый ближний ИК FS-24 или FS-25 в диапазоне 900–1700 нм;

3. При микроскопической визуализации обращать внимание на рабочее расстояние и поле зрения, убедиться, что объектив совместим с интерфейсом микроскопа;

4. В приоритете проверить: спектральное разрешение, количество каналов, тип детектора, разрешение изображения, а затем учитывать скорость съемки; функция ROI может существенно сократить время сбора данных, рекомендуем включать её во время эксперимента.

Помимо оборудования, сопутствующее ПО поддерживает корректировку отражательной способности, извлечение спектральных кривых, анализ области ROI, а также предоставляет SDK для разработки, что облегчает интеграцию собственных алгоритмов и вторичную разработку FigSpec.

VI. Итог: встроенный сканер, переопределяющий сбор гиперспектральных данных статических образцов

Традиционные гиперспектральные системы часто представляют собой комбинацию «камера + внешнее сканирующее устройство», что делает систему сложной и дорогостоящей в настройке. Камера FigSpec FS-2X с матричной гиперспектральной съемкой интегрирует сканер прямо в корпус, выполняя сбор спектров статических образцов напрямую, без внешней платформы, снижая порог установки.

Диапазон охватывает видимый свет до коротковолнового ближнего ИК, доступны разные модели детекторов, интерфейс C позволяет гибко расширять объективы и использовать микроскоп, а дополнительная камера для компоновки кадра сочетает производительность съемки и удобство использования. Это оптимальное устройство для лабораторий и небольших партий образцов при сборе гиперспектральных данных статических объектов.

Если вы строите платформу для гиперспектрального анализа статических образцов, FS-2X стоит включить в список для сравнения, подбирая модель по спектральным особенностям ваших образцов, чтобы получить эффективный и стабильный сбор данных с высокой интеграцией спектра и изображения.

FS-2X Встроенная сканирующая гиперспектральная камера | Не требуется внешняя подвижная платформа