在工业自动化与智能检测领域,机器视觉相机作为核心设备,其技术迭代与性能优化直接影响着生产效率与检测精度。其中,接触式图像传感器(CIS)相机、宽幅相机及线阵相机作为三类典型产品,分别在便携性、成像范围与高精度检测场景中发挥着关键作用。以下从技术原理、应用场景及发展趋势三方面展开分析。
一、CIS相机:集成化与低畸变的创新突破
CIS相机是继线阵CCD与CMOS技术后发展起来的新型光电成像传感器,其核心优势在于高度集成化设计。通过将柱状透镜、LED阵列光源、感光元件阵列及信号放大电路整合于一体,CIS相机省去了传统光学镜头,缩小了设备体积并简化了安装调试流程。例如,在工业检测中,CIS相机可实现单面/双面同步在线检测,且无需预热即可直接输出全幅数据,大幅提升了检测效率。
技术亮点:
1:1成像无畸变:柱状透镜实现物体与感光元件的精确对应,避免了传统透镜的几何畸变,确保图像高质量还原。
低功耗与长寿命:LED光源阵列功耗低且使用寿命长,适合长时间连续运行场景。
灵活定制光源:支持根据检测目标调整光源角度与类型,适应多种复杂环境。
应用场景:
工业自动化检测(如PCB、锂电薄膜、印刷包装等)
医疗影像设备(如X射线、核磁共振成像)
无人驾驶汽车的环境感知系统
二、宽幅相机:大视野与高分辨率的融合
宽幅相机通过扩大成像范围,满足了对大面积物体或全景场景的检测需求。其技术实现路径可分为两类:
多相机拼接:传统线阵相机需多台拼接实现宽幅扫描,但存在边缘畸变与拼接失败风险。
单台宽幅设计:CIS宽幅工业相机通过集成化设计,单台即可覆盖91.5mm至2300mm以上的检测宽度,且边缘无畸变,成像效果优于拼接方案。
技术优势:
高精度与高速度:检测精度可达10μm(2400DPI),检测速度达150K行/秒。
一体化结构:传感器、光源与镜头集成设计,减少设备占用空间,降低维护成本。
应用场景:
玻璃、橡胶、薄膜等平面材料的表面缺陷检测。
光伏面板、金属板材的在线质量监控。
大型印刷品的色彩与图案一致性检测。
三、线阵相机:高精度与高速度的检测利器
线阵相机采用线阵图像传感器,通过逐行扫描实现对连续材料的高精度检测。其核心优势在于:
高分辨率:线阵CCD的亚像元拼接技术可提升分辨率,理论上可获得比面阵相机更高的精度。
成本效益:在同等面积与分辨率下,线阵CCD的成本低于面阵方案。
动态检测能力:支持高速动态检测,适用于高速流水线场景。
技术挑战:
大视野与高精度的平衡:需通过多次激发与图像合并实现大视野检测,但会降低检测速度。
定制化需求:标准线阵相机以进口品牌为主,国内厂商通过提供定制化服务降低成本并满足特定需求。
应用场景:
金属、塑料、纸张等材料的表面缺陷检测。
纤维、布匹的纹理与瑕疵分析。
高速运动物体的尺寸测量与定位。