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一文彻底了解CIS线扫描相机
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2024-03-05 14:19:59来源: 中国机器视觉网

以前做印刷质量检测项目时都是使用传统的线扫相机,根据要拍摄图像的视野范围以及安装空间大小来选配合适的镜头光源和相机,如下图所示:

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非接触式线扫相机

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相机取像原理

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相机拍摄效果

最近一个项目由于客户现场安装空间不够且检测范围比较大(宽度>1200mm),原先的方式已经无法满足需求。后来经过查找不同相机以及测试,最后使用了接触式扫描相机完成了这个项目。接下来对CIS接触式相机做一个完整的介绍。

什么是接触式相机CIS?

接触式图像传感器(Contact Image Sensor,CIS),是继线阵CCD、CMOS技术之后发展完善的一类新型光电成像传感器。它是一种将感光单元紧密排列,直接收集被扫描物体反射的光线信息的扫描相机,因其无需透镜组,因而结构更为紧凑,成本更低。CIS由光源阵列(Light source)、微自聚焦棒状透镜阵列(Rod Lens array)、光电传感器阵列(CMOS image sensor array)及其电路板、保护玻璃、外壳等部分组成。

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CIS宽幅线扫相机采用了CMOS彩色传感器,其内部集成了LED光源和镜头,可以支持彩色图像和灰度图像采集。接触式图像传感器所产生的图像是目标1:1的还原,不会产生畸变,无需额外的校正,这带来出色的色彩真实性和完美的解析度。同时,CIS相机的光源系统高度灵活,可以针对目标检测物定制内部光源种类,亦可结合外部光源系统适应多种检测类型。

CIS相机相比传统线扫相机的优势

由于CIS的整体集成性,传感器体积可有效控制等优点,该相机具备微距检测、扫描图像1:1无畸变;安装空间小、易安装、易调试;产品一体化、可实现单面/双面同步在线检测等设计优势。在许多方面已经开始取代传统CCD相机,在工业领域针对平面产品(如玻璃、橡胶、薄膜等行业)的自动光学检测方面具有巨大的应用空间。

①参数优势:检测宽度:91.5mm-2300mm以上;检测精度:高最高可达到10μm(2400DPI);检测速度:高(最高150K)。

②成像优势:由于传统线扫相机为多台拼接而成,边缘会有畸变,而CIS工业线扫相机只需一台即可全宽范围覆盖,1:1成像,边缘无畸变。随着有效扫描宽度的逐渐增加,CIS线扫相机成像效果优势越加明显。

③结构优势:CIS相机传感器、光源和镜头一体化设计,结构更加紧凑,安装更加方便。

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CIS线扫相机行业应用

CIS线扫相机主要应用于连续材料的表面缺陷检测,如PCB检测、锂电薄膜检测、印刷包装检测、光伏面板检测、金属板材检测、玻璃检测、布匹纺织检测、蜂窝陶瓷检测、扫描仪/复印机等。待测物匀速通过相机,相机对其表面进行连续扫描,以检测物体表面缺陷。

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①PCB:元件缺失、开路短路、线宽线径、字符、表面瑕疵、孔径大小、孔径位置等。②锂电薄膜:表面是否有孔洞、划痕、脏污、异常重叠、不均匀、测宽等。③印刷包装:颜色、字符、是否缺印漏印、数字、二维码、条形码等。④布匹纺织皮革:条纹、划痕等⑤玻璃:指纹、裂纹、崩缺等。⑥金属:铁锈;烫伤点;背面划痕;指纹印;顶凸;折痕带料;墨迹污染等⑦蜂窝陶瓷:堵孔数、堵孔率、目数等。

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