Telecamere multispettrali Vis Nir Swir

Telecamere multispettrali Vis Nir Swir

La tecnologia di imaging multispettrale sta rivoluzionando il modo in cui le aziende e i ricercatori analizzano il mondo. Le Telecamere multispettrali Vis Nir Swir Silios Technologies nascono da decenni di esperienza nella micro-ottica e utilizzano la tecnologia proprietaria COLOR SHADES® per incorporare filtri spettrali pixelati direttamente sul sensore. Ogni pixel acquisisce simultaneamente otto, nove o dieci bande spettrali, generando in un unico scatto un’immagine multispettrale con dati visibili e infrarossi. Questa architettura elimina la necessità di sistemi scanner complessi e consente riprese in tempo reale. Le telecamere Silios sono progettate per l’integrazione in sistemi industriali e scientifici: custodie compatte e leggere (meno di 75 g per la serie CMS, meno di 170 g per la serie CMS4) con interfaccia USB 3.0, software di acquisizione gratuito e alimentazione semplice.

L’offerta Silios Technologies copre l’intero spettro dall’ultravioletto esteso al vicino infrarosso (NIR). Le serie CMS e CMS4, rispettivamente con risoluzione da 1,3 MP e 4,2 MP, sono ottimizzate per l’imaging VIS/NIR e suddividono l’immagine in 8 bande spettrali più un canale in bianco e nero. Per applicazioni che richiedono un intervallo ancora più ampio, la telecamera TOUCAN fornisce 10 bande spettrali tra 400 e 900 nm. Le telecamere CICADA e ANT si spingono nel dominio SWIR, offrendo 9 bande da 1100 a 1600 nm con sensori InGaAs ad alta sensibilità. Grazie alla combinazione di alta risoluzione, frame rate elevati e robustezza meccanica, questi dispositivi sono ideali per la ricerca, l’agricoltura di precisione, la machine vision e il controllo qualità industriale.

Nelle sezioni che seguono presentiamo in dettaglio ogni famiglia di telecamere Silios, ne descriviamo le caratteristiche tecniche e segnaliamo le applicazioni principali. Con un linguaggio chiaro e uno stile orientato all’innovazione, in linea con la filosofia di Crisel Instruments, offriamo una panoramica completa sui vantaggi dell’imaging multispettrale per il settore scientifico e industriale.

Serie CMS (VIS/NIR – 1,3 MP)

Caratteristiche della serie CMS

La serie CMS è la porta d’ingresso all’imaging multispettrale di Silios. Progettata per un’integrazione semplice su droni, sistemi robotici e banchi di misura, racchiude in un cubo di 35 × 35 × 40 mm un sensore CMOS da 1,3 MPixel. Il filtro a mosaico COLOR SHADES® suddivide l’immagine in 8 bande spettrali e un canale monocromatico, consentendo di estrarre lo spettro di ogni punto. Le tre varianti CMS-C, CMS-V e CMS-S coprono rispettivamente gli intervalli 430–700 nm, 550–830 nm e 650–930 nm con una larghezza di banda media di 40 nm. Il peso ridottissimo (meno di 75 g) e l’interfaccia USB 3.0 permettono di montarle su piattaforme mobili e di acquisire immagini in tempo reale a 60 Hz.

• Risoluzione: 1,3 MPixel (1280 × 1024) con macropixel 3×3 per 8 bande + 1 B/W.

• Pixel pitch: 5,3 µm; frame rate fino a 60 Hz; esposizione da 10 µs a 2 s.

• Interfaccia: montatura CS/C con porta USB 3.0 a 10 bit.

• Spettri: varianti C (430–700 nm), V (550–830 nm) e S (650–930 nm) con bande da circa 40 nm.

Grazie alla combinazione di sensibilità e velocità, la serie CMS è particolarmente adatta alla mappatura di vegetazione, al monitoraggio di colture con droni, alla classificazione di materiali e all’analisi di difetti superficiali. Le dimensioni compatte consentono l’integrazione anche in strumenti portatili.

Serie CMS4 (VIS/NIR – 4,2 MP)

Prestazioni potenziate con CMS4

La serie CMS4 amplia le prestazioni delle CMS portando la risoluzione a 4,2 MPixel e offrendo immagini più dettagliate per applicazioni che richiedono definizione elevata. Le telecamere CMS4 conservano l’architettura a 8 bande spettrali + 1 monocromatica, ma integrano un sensore da 2048 × 2048 pixel con pixel da 5,5 µm. Con un peso inferiore a 170 g e dimensioni di 52 × 62 × 40 mm, le CMS4 assicurano un’alta integrazione in sistemi robotici e microscopi. Le tre varianti coprono gli stessi intervalli spettrali della serie CMS: 430–700 nm (CMS4-C), 550–830 nm (CMS4-V) e 650–930 nm (CMS4-S).

• Risoluzione: 4,2 MPixel con 682 × 682 pixel spettrali per banda.

• Frame rate: fino a 65 Hz in acquisizione e 20 Hz con l’SDK Color Shades Lab.

• Esposizione: regolabile da 100 µs a 5 s; uscita digitale a 10 bit.

• Compatezza: dimensioni 52 × 62 × 40 mm; peso 180 g.

L’incremento di risoluzione rende la serie CMS4 ideale per ispezioni di precisione, imaging industriale ad alta definizione, analisi di campioni in laboratorio e per applicazioni di telerilevamento che richiedono un campionamento spaziale più fine.

Telecamera TOUCAN (VIS+NIR – 10 bande)

La soluzione broadband per VIS+NIR

La telecamera TOUCAN rappresenta l’offerta broadband di Silios. È la prima snapshot camera sul mercato capace di acquisire dieci bande spettrali in un unico scatto, coprendo un intervallo continuo di 420–870 nm. Il sensore CMOS da 4,2 MPixel è dotato di un mosaico personalizzato che divide l’immagine in bande spettrali più strette (30–50 nm). Con dimensioni di 52 × 63 × 40 mm e peso di soli 180 g, la TOUCAN può essere montata su droni o sistemi robotici e collegata via USB 3.0.

• Spettro: 400–900 nm con 10 bande; larghezza di banda 30–50 nm.

• Risoluzione: 4,2 MPixel (2048 × 2048) con 512 × 512 pixel spettrali.

• Frame rate: fino a 65 Hz con esposizioni da 100 µs a 5 s.

• Interfaccia: montatura CS/C, uscita USB 3.0 a 10 bit.

Grazie alla gamma estesa, la TOUCAN può caratterizzare sia il colore visibile sia le proprietà nel vicino infrarosso. È lo strumento ideale per l’agricoltura di precisione (calcolo di NDVI, clorofilla), la fenotipizzazione delle piante, il restauro dei beni culturali e l’analisi di materiali compositi.

Telecamera CICADA (SWIR – 1,3 MP)

Alta risoluzione SWIR

La telecamera CICADA porta l’imaging multispettrale nel dominio SWIR. Grazie a un sensore InGaAs da 1,3 MPixel e a un filtro a mosaico che genera nove bande tra 1100 e 1600 nm, questa camera consente di analizzare fenomeni invisibili nel visibile, come contenuto di acqua, tensione superficiale o composizione di materiali. Il design è estremamente compatto (34 × 38 × 35 mm) e leggero (70 g), permettendo installazioni su bracci robotici o droni. L’uscita a 12 bit e il frame rate di 68 Hz garantiscono immagini fluide anche in condizioni dinamiche.

• Spettro: 1100–1600 nm con 9 bande; banda media 30 nm.

• Risoluzione: 1,3 MPixel (1296 × 1032) con 432 × 344 pixel spettrali.

• Pixel pitch: 5 µm; frame rate 68 Hz; esposizioni da 33 µs a 10 s.

• Peso/dimensioni: 70 g, 34 × 38 × 35 mm.

Le prestazioni SWIR rendono la CICADA adatta alla classificazione e al sorting di prodotti alimentari, al rilevamento di umidità nei materiali, alla sorveglianza ambientale e allo studio di difetti nascosti sotto rivestimenti.

Telecamera ANT (SWIR – VGA)

Prestazioni per basso segnale

La telecamera ANT è la versione SWIR pensata per applicazioni che richiedono pixel più grandi e una maggiore sensibilità. Il sensore InGaAs offre 640 × 512 pixel con passo di 15 µm e si avvale dello stesso filtro multispettrale a 9 bande compreso tra 1100 e 1600 nm. Nonostante la risoluzione inferiore, la ANT raggiunge 178 Hz di frame rate, consentendo l’acquisizione di scene rapide in contesti industriali. La struttura compatta (46,5 × 46,5 × 32,5 mm) e il peso di 120 g la rendono facile da installare e raffreddare.

• Risoluzione: 640 × 512 pixel (213 × 170 pixel spettrali).

• Pixel pitch: 15 µm; frame rate fino a 178 Hz; esposizione da 0,3 µs a 7 ms.

• Spettri: 9 bande in 1100–1600 nm con larghezza media 30 nm.

• Uscita: 16 bit su USB 3.0.

Grazie alla sensibilità aumentata, la ANT è perfetta per l’ispezione di componenti spessi o scuri, per il monitoraggio di processi termici e per il controllo qualità in cui la luce disponibile è limitata.

Applicazioni delle telecamere Silios

Agricoltura di precisione e droni

La multispettralità è diventata uno strumento fondamentale per agronomi e agricoltori che desiderano ottimizzare le rese e ridurre l’uso di risorse. Le telecamere CMS e CMS4, grazie alle varianti C/V/S, forniscono dati sulle firme spettrali delle foglie, consentendo di calcolare indici vegetativi come NDVI e NDRE. La TOUCAN amplia l’analisi anche al vicino infrarosso, permettendo di distinguere clorofilla, stress idrico e maturazione. Per colture ad alto valore o ricerca genetica, le telecamere SWIR (CICADA e ANT) evidenziano variazioni di contenuto d’acqua e struttura interna. Installate su droni o trattori, queste camere permettono mappature rapide di grandi appezzamenti e supportano decisioni di fertilizzazione site-specifiche.

Machine vision e automazione industriale

Nel settore della machine vision, la rapidità e la precisione sono essenziali. Le serie CMS e CMS4 forniscono immagini spettrali ad alta risoluzione a 60–65 Hz, ideali per l’ispezione di prodotti su linee di produzione, per il pick-and-place robotico e per il riconoscimento di componenti. La TOUCAN aggiunge la capacità di discriminare materiali differenti tramite il confronto dei riflettogrammi VIS-NIR, migliorando l’affidabilità degli algoritmi di apprendimento automatico. In ambito di automazione, le telecamere Silios assicurano integrazione plug-and-play via USB 3.0 e sono compatibili con software di visione industriale.

Controllo qualità e sorting

Le telecamere multispettrali Silios sono utilizzate per il controllo qualità in settori quali alimentare, packaging, riciclaggio e semiconduttori. Le versioni SWIR (CICADA e ANT) rilevano differenze di assorbimento tra materiali, permettendo di distinguere plastiche, metalli e organici, identificare difetti nascosti e misurare l’umidità. La TOUCAN e le CMS4, con risoluzione elevata, analizzano la distribuzione di pigmenti e rivestimenti. Queste capacità consentono di automatizzare il sorting di frutta e verdura, la verifica di wafer di silicio o l’ispezione di farmaci.

Ricerca scientifica, arte e beni culturali

L’imaging multispettrale è uno strumento prezioso per i ricercatori nei campi della biologia, della scienza dei materiali e del patrimonio culturale. Le telecamere CMS e TOUCAN forniscono informazioni dettagliate sulle proprietà ottiche di campioni biologici, mentre la TOUCAN, con le sue dieci bande, è stata adottata per il restauro di opere d’arte e la diagnostica non invasiva di dipinti. Le telecamere SWIR permettono di analizzare strati sottosuperficiali, identificare pigmenti nascosti o mappare inclusioni in materiali compositi. L’elevata frequenza di acquisizione agevola anche esperimenti dinamici in laboratorio.

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