UV紫外相機
在產業設備領域,運用相機進行檢測的需求很大,應用也很多樣,對于圖像傳感器性能的期望逐年提升。在這樣的背景下,可拍攝紫外線(UV:Ultra Violet)圖像的相機擁有越來越廣泛的應用場景。將UV照明和對應鏡頭結合在一起后,搭載UV圖像傳感器的相機可提供可見光相機無法獲取的特殊的視覺信息。
UV光相比可見光,波長更短,因此被應用于檢測可見光下難以檢測到的細微劃痕、缺陷等領域。另外,像透明塑料、塑料瓶等在可見光下看起來一樣的物體,其實對UV光吸收率不同,因此,使用UV相機可以明確地將不同物體識別出來。所以,UV相機也可用于材料的揀選。
下圖簡單地展示了紫外線的波長范圍。UV(紫外線)比可見光(400nm~780nm)的波長短,其波長范圍是10nm~400nm。索尼最新的支持UV波長范圍的圖像傳感器IMX487可感應200nm~400nm這段UV波長,適用于產業檢測等用途。
搭載全局快門功能,實現高速的UV攝影
IMX487搭載了以獨創的背照式像素結構為特色的有源像素型CMOS圖像傳感器全局快門像素技術Pregius S,在被攝物體高速移動的場景下,也能提供運動物體不失真的圖像。
另外,背照式像素結構中圖像傳感器內的布線自由度很高,因此實現了每秒193幀(10bit模式時)的高規格。憑借這種高速性,可應用于檢測高速移動的物體,例如在回收現場,利用UV波長進行塑料素材的揀選等。
針對紫外線攝影的設計
在IMX487中,圖像傳感器上部的玻璃采用了UV透光率較高的石英玻璃,而光電二極管上的片上鏡頭(On-Chip Lens)也采用了UV透光率較高的材料,從而實現了適合于UV攝影的性能。借此,IMX487不僅能夠維持極高的感光度性能,還能夠拍攝出低噪聲的圖像。
應用:細小劃痕與缺陷的檢測
UV圖像傳感器被用于各種制造工序中的缺陷檢測。短波長的UV照射到細微的凹凸上會發生散射,因此適用于半導體圖案這種精細對象的缺陷檢測。另外,UV圖像傳感器還能拍攝出肉眼難以觀察到的金屬零部件之類的劃痕,因此也適用于產品、零部件的目視檢測。IMX487具有高精細的特點,同時還實現了高感光度、低噪點性能,因此可進行高精度的檢測。
應用:透明樹脂涂抹狀態的檢測
UV圖像傳感器可以用于電子設備制造中樹脂材料的涂抹品質檢測場景。涂抹的樹脂材料是無色透明的物質,但在UV拍攝下涂抹了樹脂材料的部位呈現黑色,而未涂抹的部位由于金屬部分的反光而呈現白色,因此能夠瞬間識別出涂抹不均的位置。
應用:材料分揀
UV圖像傳感器有望在循環利用的現場發揮重要作用。使用可見光相機難以對透明塑料和玻璃等各種材料進行分揀,但不同材料對UV光的吸收率不同,因此,使用UV相機可在循環利用的現場進行材料分揀。IMX487搭載全局快門功能,能夠準確捕捉高速移動的被攝體,因此可滿足材料分揀機等高速拍攝的需求。
應用:放電檢測
UV圖像傳感器有望在高壓電線的放電檢測中發揮重要作用。隨著電力設備電線架線的劣化加劇,不僅會出現放電現象,劣化部分還會釋放出紫外線。利用UV相機觀察電力設備,可以很容易地確定劣化部位,有望實現設備維護的自動化以及少人化。
這類戶外檢測需要高分辨率的UV圖像傳感器。IMX487具備超800萬像素的分辨率,在業內的UV圖像傳感器中屬于最高水平,因此有望在這一領域得到廣泛應用。