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短波長赤外 リアルタイムハイパースペクトルカメラ

シリーズ名

ULTRIS-SWIR1

短波赤外SWIR(980-1650nm)/38バンド


point
  • スナップショット・ビデオ(連続)撮影に対応
  • 短波長赤外線SWIR 980-1650nm/38バンド
  • 解像度200×200ピクセル
  • 約140gの小型軽量モデル
  • USB3.0インターフェース
  • Cマウントレンズ対応
  • TIFF/ENVI形式でのファイル出力に対応
  • MatLab、Python、C++対応の開発用SDK
  • ラジオメトリックキャリブレーション標準付属
  • リモートセンシング用パッケージ(オプション)

Cubert社の ULTRISシリーズ は、マイクロレンズアレー(MLA)を使用したライトフィールド技術をハイパースペクトルイメージングに応用した画期的な製品です。ULTRIS-SWIR1 は、リニアに波長が変化するバンドパスフィルタとマイクロレンズアレー(MLA)の組合せで、1波長当たり200×200の解像度で、低ノイズにリアルタイム分光イメージングを実現しました。スキャンが不要なため、動的なターゲットの撮影も可能です。

SonyのIMX990 InGaAsセンサを採用しており、シリーズ初の短波長赤外線(SWIR)に対応しています。この波長域では、水分量の推定やプラスチックの分類、絵画などの美術品の修復解析などに利用されています。本モデルは980-1650nmに対して38バンドの波長が取得できます。インターフェースにはUSB3を採用しており、データの転送も容易に行えます。2/3型センサ用Cマウントレンズに対応しており、用途に応じた視野のレンズが選択できます。

SWIRアプリケーション例:絵画


SWIRアプリケーション例

1000-1100nm:農業用の土壌水分マッピング
1100-1300nm:プラスチックの品質評価、食品の含水率分析
1300-1500nm:C-H結合(炭素-水素結合)の特徴による化学分析
1500-1700nm:含水率評価、様々な物質解析

他にも、絵画などの美術品修復の用途で、
製作工程の調査や古い絵画の解析、下描きの可視化などにも利用されています。

商品コード(型番) NEW AR-ULTRIS-SWIR1
波長域 980 ~1650nm
バンド数 38バンド
波長分解能(FWHM) 70nm@950nm
波長サンプリング間隔 18nm
解像度(分光) 200 × 200
最大フレームレート 80Hz
出力階調 12ビット
検出器 Sony IMX990
積分時間 0.1 ~ 1000ms
インターフェース USB3.0
FOV レンズに依存
レンズマウント Cマウント(2/3インチセンサ対応)
サイズ 30 × 30 × 85mm
重量 140g(レンズ無し)

ラジオメトリックキャリブレーション

すべてのCubert社ハイパースペクトルカメラは、ラジオメトリック校正が実施されます。今まで対応していたRAWデータと反射率(reflectance)に加えて、放射輝度(Radiance)のデータも取得できるようになりました。放射輝度は、放射面上の一点から放出される光線 の強度を表す物理量で、フィールド・ラボ測定や光の特性評価などあらゆる校正プロセスにとって重要な情報となります。反射率は入射に対する反射の比率で、放射輝度は物理単位(W/m² sr nm)で表される表面から出るエネルギー束です。


晴れた屋外にてマクベスカラーチェッカーを、95%白色反射ターゲットで補正したULTRIS X50で撮影(RGBトゥルーカラー画像)。

カラーチェッカーを反射率(REFLECTANCE)データで取得。
スペクトルの色は、カラーチェッカーの色に対応。400nm未満の波長はオゾン吸収、960nm付近の波長は大気中の水蒸気による吸収でノイズが発生。

カラーチェッカーを放射輝度(RADIANCE)データで取得。
スペクトルの色は、カラーチェッカーの色に対応。400nm未満の波長はオゾン吸収、960nm付近の波長は大気中の水蒸気による吸収で信号がゼロ付近まで落ちている。

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CubertのCUVISソフトウェアは、グラフィカルインターフェースを採用し、複雑な操作なしでご利用いただけます。直感的なインターフェースは、処理アルゴリズムや分類のカスタマイズに対応し、分析を容易にしました。

スナップショット撮影、動画撮影、トリガー撮影、積分時間設定、ダーク・ホワイトリファレンス取得、フレームレート設定などの標準的な撮影はもちろん、リアルタイムでの波長表示や設定した指標でのリアルタイムフィルタ表示にも対応しています。撮影後は、データのスペクトル表示や反射率変換、放射輝度変換、分光画像とパンクロマチック画像をパンシャープン処理も可能です。出力は、TIFFやENVIなどのフォーマットから選択が可能です。

ソフトウェア開発用のSDKも提供されており、機器への組み込み、無人航空機やヘリに搭載してWiFiなど無線通信にて測定を行うことが可能です。

GUI機能 カメラ設定:積分時間、フレームレート、平均化
録画:ハードウェアトリガーモード、GPSモジュール(オプション)
リファレンス:ダークリファレンス、ホワイトリファレンス
ライブ処理:ラジオメトリック補正、分光放射輝度、カスタムアルゴリズム
ライブスペクトルプロット:エリア、複数選択
ライブ分類:perClass MIRA/ perClass Toolbox パイプライン
OS Windows 10,11 64bit
Ubuntu 20.04 LTS ※UbuntuはGUIには対応しておりません
PC環境 Intel i5以上、RAM 8GB(16GB以上推奨)
SDK
C、C++、C#、Python(3.9)、Matlab
GitHub:Cuvis.hub
出力フォーマット TIFF(Single/Multichannel , EXIF , GPS IFD , XMP), ENVI
外部ソフトウェア例 perClass MIRA , Agisoft Metashape , Matalb

簡単・多機能GUI

CUVIS TOUCHは分かりやすいユーザーインターフェイスで構成されており、カメラを接続してすぐに使い始めることができます。
ローカル接続とリモート接続の両方に対応しています。様々な表示機能を持っており、独自のアルゴリズムや分類で処理結果を作成することもできます。
SDKも提供されており、システムへの組込みにも対応しています。


<表示モード例>
RGB:RGBカラー
CIR:赤外カラー
CAI:クロロフィル吸収積分
hNDVI:ハイパースペクトル正規化植生指標
Rededge:レッドエッジ

データエクスポート

ハイパースペクトルデータは、EVNIファイルまたはTIFFファイルに保存することができます。
TIFF形式は、簡易的なビューアソフトや専用ソフトウェア(qGIS、AgisoftMetashape)に対応するように調整することが可能です。
独自のアルゴリズムや分類をデータに適用して、表示や計算処理することもできます。
また、エクスポートにより、異なるリファレンスや異なるプロセスでデータの再処理を行うこともできます。

ソフトウェア開発キット(SDK)

Cubert SDKは、カメラをユーザの確立されたプロセスに円滑に統合するために活用いただけます。
トリガーによる画像取得、ライブ表示、キャリブレーション、異なるモードでのデータ処理、取得画像の再処理、およびエクスポートの機能を備えています。
C++、Matlabなど、一般的に使用されているプログラミング言語でも利用可能です。産業分野だけでなく科学分野のユーザー要件にも対応しています。

perClass Mira分類処理ソフトウェア ※オプション

ハイパースペクトルデータを最大限に活用するため、オプションで分類ソフトウェアを提供しています。
取得データをperClass Miraでデータにラベルを付け、分類モデルを自動生成し、カメラでライブ表示することが可能です。
機械学習やプログラミングなどの専門的な知識を必要とせずに分類を行うことができます。

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ライトフィールド・ハイパースペクトルカメラ

ULTRISシリーズは、ライトフィールド技術をハイパースペクトルカメラに応用した革新的な製品です。
リニアに波長が変化するバンドパスフィルタとマイクロレンズアレイの組合せで、リアルタイムに高解像度の分光画像が取得できるようになりました。
一般的なライトフィールドカメラは、イメージセンサの前にマイクロレンズアレイを配置しており、少しずつ角度の異なる画像を生成し、その角度の違いから光の方向を計算することができます。 一方、ライトフィールド・ハイパースペクトルカメラでは、更にフィルタを加えることによってカメラに波長という別次元の情報を付与した。
これにより、画像毎に異なる波長が記録され、解像度を犠牲にせずに分光情報として利用することができます。

一般的なのライトフィールドカメラの動作原理。
カメラアレイが様々な角度からシーンを捉えることで、光の強さや位置、光の方向が記録されます。

ハイパースペクトル・ライトフィールドカメラの動作原理。
カメラアレイは、光の波長と放射強度、位置と方向が記録されます。


ULTRIS X20のフィルター仕様
優れたフィルタ性能

高品質で再現性の高いデータ取得のためには、可能な限り高い品質を持つ製品の選択が重要となります。分光システムの品質は波長選択性によって大部分が決まります。
ULTRISシリーズでは、90%以上の透過率、不要波長をOD4(透過率換算0.01%)でブロック、クロストークの低減に対応した高品質のフィルタを使用しており、どの波長においても等間隔のスペクトルを取得することができる高い波長選択性を可能にしています。


100システムからなるテストセットの波長精度
中心波長誤差は-0.8~+0.8nm
再現性の高いデータ

計測の再現性においても、可動部分がなく構造的に安定しており、採用しているフィルタセットは薄く物性による熱の影響を受けにくいことから、高い再現性を有しています。
100個のシステムで再現性テストを行い、波長の誤差は+/-0.8nmの範囲に収まります。このように優れたフィルタ品質により高いスループットを実現、安定した構造で高い再現性を達成しています。

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Flight-Lite フライトパッケージ

リモートセンシング用にフライトパッケージがご利用いただけます。
Wi-Fi経由でフライト用ミニPCにアクセスし、リアルタイムの表示確認や撮影操作が可能です。
取得したデータはミニPC内に保存され、Wi-Fi経由、USBまたはSDカードで取り出すことができます。
GPS信号からの経度/緯度/高度/タイムスタンプ情報が取得データに付与され、出力時にTIFFファイルのExif情報に記載されます。
システムの重量は約500g(カメラ、バッテリー除く)のため、小型ドローンへの搭載も可能です。

付属品 ※構成内容は変更になる可能性があります

フライト用ミニPC

Wi-Fiルーター

GPSレシーバー

ソフトウェア・SDK

電源・通信ケーブル類
接続概要
接続図
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商品コード(型番) 構成/内容 価格
ハイパースペクトルカメラ
AR-ULTRIS-SWIR1 リアルタイム・ハイパースペクトルカメラ ULTRIS SWIR1 お問い合わせ
アクセサリーパッケージ
Lab-Lite 標準パッケージ
(ソフトウェア、SDK、ラジオメトリックキャリブレーション、
電源、ケーブル、リファレンスターゲット、収納ケース)
お問い合わせ
Flight-Lite フライトLiteパッケージ
(ミニPC、GPSレシーバー、ソフトウェア、SDK、ラジオメトリックキャリブレーション、
電源、ケーブル、リファレンスターゲット、収納ケース)
お問い合わせ
オプション
lens ご相談ください お問い合わせ
Cal30 校正済み白色反射ターゲット(反射率95%、30cm四方) お問い合わせ
Cal50 校正済み白色反射ターゲット(反射率95%、50cm四方) お問い合わせ
Cal100 校正済み白色反射ターゲット(反射率95%、100cm四方) お問い合わせ
Mira-1y perClass Miraソフトウェア 年間ライセンス お問い合わせ
Mira-permanent perClass Miraソフトウェア永久ライセンス お問い合わせ
SRM-Mini 環境光センサ お問い合わせ
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SPIE 2021 Prism Award FINALIST

ULTRIS-X20はSPIE 2021 Prism Awardのファイナリストに選ばれています。

SPIE Prism Awardsは、市場で最も優れた新しい光学製品・フォトニクス製品を表彰する主要な国際コンクールです。

inspect award 2021 nominee

ULTRIS-X20はinspect award 2021にノミネートされました。

Inspect awardは、ドイツの出版社Wiley-VCHが主催する産業用画像処理の分野で革新的な製品を表彰する賞です。

Vision Systems Design 2020 Innovators Awards Gold

ULTRISはVision Systems Design 2020 Innovators AwardsにおいてGoldを受賞しました。

この賞は、ビジョンおよび画像処理業界で最も革新的な製品とサービスを審査・表彰するプログラムです。独創性/革新性/影響力/ニーズへの対応、新技術の活用などを基に評価されます。

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