Libro blanco sobre cámara de polarización industrial
Gaspar van Elmbt
Daheng Imaging es reconocida en el segmento industrial de cámaras polarizadas por implementar el Sony-IMX250 monocromo sensor de imagen. Recientemente, el IMX264 también se ha añadido al portafolio. Los sistemas de cámaras de polarización industriales son capaces de capturar información que una cámara industrial de línea o de área normal no puede obtener. Una cámara de polarización realiza un análisis bidimensional. Mide tanto el grado como la dirección de la polarización de la luz. Como resultado, la imagen final presenta casi ninguna reflexión de fuentes de luz externas. Una cámara polarizada es ideal para aplicaciones como la inspección de productos brillantes y productos transparentes.
Cámara de visión por máquina estándar frente a cámara polarizada
Los siguientes ejemplos muestran en el lado izquierdo una imagen capturada con una cámara de visión por máquina estándar y en el lado derecho una imagen capturada con nuestra cámara polarizada.
Inspección de vidrio (arañazos y manchas)
Estos ejemplos muestran abolladuras y polvo en una superficie de vidrio homogénea. Podemos detectar fácilmente arañazos y manchas (huellas dactilares y polvo) debido a las diferencias en el grado de polarización.
Inspección de llenado de tabletas
De nuevo, la imagen de la izquierda se captura con una cámara industrial estándar. La imagen de la derecha se captura con nuestra cámara de polarización. Gracias a la diferencia en el grado de polarización entre la tableta y el envase de aluminio, es fácil identificar si las tabletas están llenas o no.
Inspección de distorsión
Imagen izquierda = cámara industrial estándar. Imagen derecha = cámara de polarización. Con la información de la dirección de polarización, podemos identificar tanto las distorsiones como la dirección de la distorsión del plano.
Eliminación de reflejos
Imagen izquierda = cámara de visión estándar. Imagen derecha = cámara polarizada.
La información de polarización puede utilizarse para eliminar reflejos. IMX250MZR / IMX264MZR cuenta con un polarizador de cuatro direcciones que puede eliminar simultáneamente los reflejos en varios planos.
¿Le gustaría saber si una cámara de polarización sería adecuada para su aplicación? Contáctenos a continuación o lea más información.
¿Cómo funciona una cámara de polarización?
La imagen a continuación explica cómo funciona un filtro de polarización. Una luz (rayo amarillo) emite haces de luz (línea negra). Cada haz de luz consiste en ondas de luz con diferentes ángulos (las ondas naranjas y grises). Un filtro de polarización (las franjas gris claro) bloquea las ondas de luz que tienen un cierto ángulo (en la imagen, las ondas grises) y las ondas de luz que tienen el ángulo correcto (ondas naranjas) pasarán. Así, solo la onda de luz con el ángulo correcto (ondas naranjas) llegará al objetivo y al sensor de la cámara. Cuando una onda de luz polarizada (las ondas naranjas restantes después del filtro de polarización) incide sobre la superficie de un objeto no metálico o transparente, la onda reflejada directa permanece polarizada, mientras que el resto de la luz polarizada se despolariza en todas las direcciones.
La luz reflejada polarizada puede causar reflejos indeseados en superficies reflectantes, dificultando o imposibilitando que su sistema de visión por máquina detecte ciertos elementos de un objeto. Con el uso de un filtro polarizador, este efecto puede controlarse. La luz polarizada será bloqueada por el filtro polarizador de la cámara, mientras que la luz no polarizada pasará. Como resultado, los reflejos y destellos se reducen, facilitando que su sistema de visión detecte defectos.
Ejemplo 1: Aplicación para cámara de polarización
El primer ejemplo de aplicación donde se pueden utilizar cámaras de polarización es la captura de objetos de un solo color, como los tomates. Con el uso de una cámara de visión normal, en algunas aplicaciones es difícil segmentar los diferentes productos (como los tomates) entre sí o detectar defectos en la superficie. Los sistemas de cámaras polarizadas, por otro lado, facilitan este proceso, ya que la dimensión adicional de análisis puede detectar diferencias en la superficie de objetos de un solo color. Las cámaras polarizadas, por ejemplo, podrían utilizarse en cintas transportadoras que escanean objetos de un solo color, como tomates en una línea de producción.
Ejemplo 2: Aplicación para cámara polarizada
El segundo ejemplo de una aplicación donde se podría utilizar una cámara polarizada es la captura de imágenes de objetos transparentes. Para los sistemas de cámara de visión normales, en algunos casos es difícil detectar las características de los objetos transparentes a partir de una imagen capturada. Esto se debe a que, cuando la luz atraviesa un objeto translúcido, su polarización cambia. Los sistemas de cámara actuales necesitan que sus parámetros de polarización sean ajustados para detectar correctamente el producto. Sin embargo, la diferenciación de la transmitancia de la luz puede ser capturada automáticamente por una cámara de polarización. Un sistema de cámara polarizada es muy adecuado para las cintas transportadoras en una línea de producción que transportan
productos transparentes, detección de la presencia de materiales extraños y detección de marcas estampadas.
Especificación de la cámara de polarización Sony IMX250MZR
La cámara de polarización MER2-502-79U3M-POL con el sensor de imagen Sony IMX250MZR utiliza un tamaño de píxel de 3,45µm y tiene una resolución total de 5,07 megapíxeles. La cámara de polarización cuenta con un filtro polarizador que es un polarizador de cuatro direcciones colocado sobre el fotodiodo del sensor de imagen. Esto significa que esta cámara polarizada es capaz de capturar una imagen en cuatro direcciones en una sola toma. Además, calcula el ángulo y la dirección de la polarización en función de la intensidad de cada dirección de polarización. El filtro incorpora un patrón 2x2, donde cada píxel tiene un filtro con un ángulo diferente. Al utilizar luz polarizada, solo la porción de luz perpendicular al ángulo del filtro pasará.
Ángulos del filtro de polarización
En resumen, las características del filtro de polarización son:
- Cuando el filtro bloquea la luz en un ángulo de 90º, deja pasar 0º a través del filtro.
- Cuando bloquea la luz en un ángulo de 45º, deja pasar 135º a través del filtro.
- Cuando bloquea la luz en un ángulo de 135º, deja pasar 45º a través del filtro.
- Finalmente, cuando bloquea la luz en un ángulo de 0º, deja pasar la luz a través de un ángulo de 90º.
El modelo de esta cámara de polarización es MER2-502-79U3M-POL. Cuenta con una interfaz USB3 interface, una resolución de 2448(H)x2048(V), 79 fps, 2/3”, global-shutter y un tamaño de celda de 3,45µm x 3,45µm.
Especificación de la cámara de polarización Sony IMX264MZR
Nuestra cámara de polarización MER2-503-36U3M-POL con el sensor de imagen Sony IMX264MZR utiliza un tamaño de píxel de 3,45µm y tiene una resolución total de 5,03 megapíxeles. La cámara de polarización cuenta con un filtro polarizador, que es un polarizador de cuatro direcciones colocado sobre la fotodiodo del sensor de imagen. Esto significa que esta cámara polarizada es capaz de capturar una imagen en cuatro direcciones en una sola toma. Además, calcula el ángulo y la dirección de la polarización en función de la intensidad de cada dirección de polarización. El filtro incorpora un patrón 2x2, donde cada píxel tiene un filtro con un ángulo diferente. Al utilizar luz polarizada, solo la porción de luz perpendicular al ángulo del filtro pasará.
Ángulos del filtro de polarización
En resumen, las características del filtro de polarización son:
- Cuando el filtro bloquea la luz en un ángulo de 90º, deja pasar 0º a través del filtro.
- Cuando bloquea la luz en un ángulo de 45º, deja pasar 135º a través del filtro.
- Cuando bloquea la luz en un ángulo de 135º, deja pasar 45º a través del filtro.
- Finalmente, cuando bloquea la luz en un ángulo de 0º, deja pasar la luz a través de un ángulo de 90º.
El modelo de nuestra cámara de polarización es MER2-503-36U3M POL. Dispone de una interfaz USB3, una resolución de 2448(H)x2048(V), 36 fps, 2/3”, global-shutter y un tamaño de celda de 3,45µm x 3,45µm.
Sensores de cámara de polarización convencionales en comparación con la IMX250MZR / IMX264MZR
Cuando se habla de sensores de cámara de polarización convencionales, se observa que el polarizador se coloca sobre la capa de objetivo del chip. Sin embargo, el sensor Sony IMX250MZR / IMX264MZR se sitúa debajo de la capa de objetivo integrada en el chip. Como resultado, el ángulo de incidencia y la relación de extinción mejoran debido a la menor distancia entre el fotodiodo y el polarizador. A menudo, los integradores de visión también tienden a utilizar un filtro de polarización montado en el objetivo. Este filtro solo puede bloquear la luz polarizada en un ángulo, mientras que nuestra cámara de polarización con el Sony IMX250MZR / IMX264MZR puede bloquear y detectar la luz en 4 ángulos simultáneamente.
VA Imaging y cámaras de polarización
Daheng Imaging dispone de una cámara de polarización con el sensor de imagen Sony IMX250MZR y recientemente ha lanzado una cámara de polarización con el sensor de imagen Sony IMX264MZR. Si considera que su aplicación requiere una cámara polarizada, por favor, póngase en contacto con nosotros. Estaremos encantados de ayudarle a seleccionar la cámara de polarización adecuada para usted.
