在产业设备领域,运用相机进行检测的需求很大,应用也很多样,对于图像传感器性能的期望逐年提升。在这样的背景下,可拍摄紫外线(UV:Ultra Violet)图像的相机拥有越来越广泛的应用场景。将UV照明和对应镜头结合在一起后,搭载UV图像传感器的相机可提供可见光相机无法获取的特殊的视觉信息。
UV光相比可见光,波长更短,因此被应用于检测可见光下难以检测到的细微划痕、缺陷等领域。另外,像透明塑料、塑料瓶等在可见光下看起来一样的物体,其实对UV光吸收率不同,因此,使用UV相机可以明确地将不同物体识别出来。所以,UV相机也可用于材料的拣选。
下图简单地展示了紫外线的波长范围。UV(紫外线)比可见光(400nm~780nm)的波长短,其波长范围是10nm~400nm。索尼最新的支持UV波长范围的图像传感器IMX487可感应200nm~400nm这段UV波长,适用于产业检测等用途。
搭载全局快门功能,实现高速的UV摄影
IMX487搭载了以独创的背照式像素结构为特色的有源像素型CMOS图像传感器全局快门像素技术Pregius S,在被摄物体高速移动的场景下,也能提供运动物体不失真的图像。
另外,背照式像素结构中图像传感器内的布线自由度很高,因此实现了每秒193帧(10bit模式时)的高规格。凭借这种高速性,可应用于检测高速移动的物体,例如在回收现场,利用UV波长进行塑料素材的拣选等。
针对紫外线摄影的设计
在IMX487中,图像传感器上部的玻璃采用了UV透光率较高的石英玻璃,而光电二极管上的片上镜头(On-Chip Lens)也采用了UV透光率较高的材料,从而实现了适合于UV摄影的性能。借此,IMX487不仅能够维持极高的感光度性能,还能够拍摄出低噪声的图像。
应用:细小划痕与缺陷的检测
UV图像传感器被用于各种制造工序中的缺陷检测。短波长的UV照射到细微的凹凸上会发生散射,因此适用于半导体图案这种精细对象的缺陷检测。另外,UV图像传感器还能拍摄出肉眼难以观察到的金属零部件之类的划痕,因此也适用于产品、零部件的目视检测。IMX487具有高精细的特点,同时还实现了高感光度、低噪点性能,因此可进行高精度的检测。
应用:透明树脂涂抹状态的检测
UV图像传感器可以用于电子设备制造中树脂材料的涂抹品质检测场景。涂抹的树脂材料是无色透明的物质,但在UV拍摄下涂抹了树脂材料的部位呈现黑色,而未涂抹的部位由于金属部分的反光而呈现白色,因此能够瞬间识别出涂抹不均的位置。
应用:材料分拣
UV图像传感器有望在循环利用的现场发挥重要作用。使用可见光相机难以对透明塑料和玻璃等各种材料进行分拣,但不同材料对UV光的吸收率不同,因此,使用UV相机可在循环利用的现场进行材料分拣。IMX487搭载全局快门功能,能够准确捕捉高速移动的被摄体,因此可满足材料分拣机等高速拍摄的需求。
应用:放电检测
UV图像传感器有望在高压电线的放电检测中发挥重要作用。随着电力设备电线架线的劣化加剧,不仅会出现放电现象,劣化部分还会释放出紫外线。利用UV相机观察电力设备,可以很容易地确定劣化部位,有望实现设备维护的自动化以及少人化。
这类户外检测需要高分辨率的UV图像传感器。IMX487具备超800万像素的分辨率,在业内的UV图像传感器中属于最高水平,因此有望在这一领域得到广泛应用。