在現代化的大生產中,產品質量的檢測和生產過程中的質量控制不可或缺,工業中例如印刷品質量檢測、機械零件的外觀檢測、產品包裝的外觀檢測等都可運用機器視覺設備。在傳統的人工密集型檢測行業,機器視覺系統可以替代大量的檢測工人,將“人眼+簡單工具”的檢測模式升級為高精度快速的自動檢測。
機器視覺技術因其具備的高分辨力、高速度、客觀性、重復性、可靠性等眾多優勢,逐步躋身于制造業的關鍵位置,推動了工業發展智能化的進程,具有較高的市場需求。
在工業領域中,國內市場機器視覺應用比重高的是電子及半導體行業,機器視覺技術目前被廣泛應用于電子及半導體、鋰電制造、食品包裝等領域。其中電子及半導體、鋰電制造是當前機器視覺重要的應用領域,CIS工業相機均已導入產線使用中。在電子及半導體行業中,主要用于PCB 外觀及孔洞瑕疵檢測、晶圓編碼及缺口檢測等;在鋰電制造領域中,主要用于鋰電池各生產工序的檢測,例如金屬膜檢測、涂布檢測、分切檢測、極耳成型、隔膜檢測、模切卷繞檢測、裁疊檢測等。
CIS相機由LED光源、棒狀透鏡、IC芯片及其電路板、保護玻璃、接口、外殼等主要部分組成。CIS的組成部分都集中于外殼內,結構緊湊,體積小、重量輕,其主要部件生產需要微制造工藝完成。當CIS工作時,LED光源陣列發出的光線直射到待掃描物體表面,從其表面反射回的光線經自聚焦棒狀透鏡陣列聚焦,成像在IC芯片上,被轉化為電荷存儲起來。掃描面不同部位的光強不同,因而不同位置傳感器單元接收到的光強不一樣。每個讀取周期每個像素的光照時間是一致的,達到積蓄時間后,由寄存器控制模擬開關依次打開,將像素的電信號以模擬信號的形式依次輸出,從而得到檢測物的模擬圖像信號。
作為一種新型的圖像傳感器,CIS與傳統的圖像傳感器相比,有以下突出的優點:
1)光源、傳感器、透鏡集成為一體,其結構、原理和光路使其具有體積小、重量輕、結構緊湊、便于安裝等特點。
2)沒有燈管和光學鏡頭等玻璃器件,因此抗震性能好。
3)采用的是單時鐘驅動/定時邏輯,控制較簡單。
4)進入工作狀態非常迅速,采用CIS的掃描儀無需預熱。