Daheng Imaging is bekend in het industriële gepolariseerde camera segment door de Sony-IMX250MZR monochrome beeldsensor te implementeren. Onlangs is de IMX264MZR ook aan de portfolio toegevoegd. De industriële gepolariseerde camera systemen zijn in staat om informatie vast te leggen die een normale lijn- of gebiedsindustriële camera niet kan verkrijgen. Een gepolariseerde camera voert een tweedimensionale analyse uit. Het meet zowel de graad als de richting van de polarisatie van het licht. Als resultaat heeft het uiteindelijke beeld bijna geen reflecties van externe lichtbronnen. Een gepolariseerde camera is ideaal voor applicaties zoals de inspectie van glanzende producten en transparante producten.

Standaard Machine vision camera versus gepolariseerde camera

De volgende voorbeelden tonen aan de linkerkant een afbeelding vastgelegd met een standaard machine vision camera en aan de rechterkant een afbeelding vastgelegd met onze gepolariseerde camera.

Glasinspectie (kras en vlek)

Deze voorbeelden tonen deuken en stof op een homogeen glasvlak. Door verschillen in de mate van polarisatie kunnen we gemakkelijk krassen en vlekken (vingerafdruk en stof) vinden

Inspectie van het vullen van tabletten

 Opnieuw is de linker afbeelding vastgelegd met een standaard industriële camera. De rechter afbeelding is vastgelegd met onze polarisatie camera. Dankzij het verschil in de mate van polarisatie tussen de tabletten en de aluminium verpakking, is het gemakkelijk te identificeren of de tabletten gevuld zijn of niet.  

Vervormingsinspectie

Linker afbeelding = standaard industriële camera. Rechter afbeelding = polarisatie camera.
Met de informatie over de richting van de polarisatie kunnen we zowel vervormingen als de richting van vervorming van het vlak identificeren

Verwijdering reflectie

Linker afbeelding = standaard vision camera. Rechter afbeelding = gepolariseerde camera.
De informatie over polarisatie kan worden gebruikt om reflecties te verwijderen. IMX250MZR  /  IMX264MZR heeft een vierrichtingspolarisator die tegelijkertijd reflectie in meerdere vlakken kan verwijderen.

Wilt u weten of een camera geschikt zou zijn voor uw application? Neem hieronder contact op of lees verder.

Hoe werkt een camera?

De afbeelding hieronder legt uit hoe een polarisatiefilter werkt. Een lichtstraal (gele straal) zendt lichtbundels uit (zwarte lijn). Elke lichtbundel bestaat uit lichtgolven met verschillende hoeken (de oranje en grijze golven). Een polarisatiefilter (de lichtgrijze strepen) blokkeert lichtgolven die een bepaalde hoek hebben (in de afbeelding de grijze golven) en de lichtgolven die de juiste hoek hebben (oranje golven) zullen passeren. Alleen de lichtgolf met de juiste hoek (oranje golven) zal de lens en sensor van de camera raken. Wanneer een gepolariseerde lichtgolf (de overgebleven oranje golven na het polarisatiefilter) een oppervlak van een niet-metaal of transparant object raakt, blijft de direct gereflecteerde golf gepolariseerd, terwijl de rest van het gepolariseerde licht in alle richtingen ongepolariseerd wordt. Het gepolariseerde gereflecteerde licht kan ongewenste schittering veroorzaken van reflecterende oppervlakken, waardoor het moeilijker of onmogelijk wordt voor uw machine vision systeem om bepaalde elementen van een object te detecteren. Met het gebruik van een polarisatiefilter kan dit effect worden gecontroleerd. Het gepolariseerde licht zal worden geblokkeerd door het gepolariseerde filter van de camera, terwijl het ongepolariseerde licht zal passeren. Als gevolg hiervan worden de schittering en reflecties verminderd, waardoor het gemakkelijker wordt voor uw vision systeem om defecten te detecteren.

Het principe van een polarisatiefilter

Voorbeeld 1: Applicatie voor polarizatie camera

Het eerste voorbeeld application waarbij gepolariseerde camera's kunnen worden gebruikt, is het vastleggen van eentonige objecten, zoals tomaten. Met een normale vision camera is het in sommige applicaties moeilijk om de verschillende producten (zoals tomaten) van elkaar te segmenteren of oppervlaktefouten te detecteren. Gepolariseerde camera systemen maken dit proces daarentegen gemakkelijker, waarbij de extra dimensie van analyses verschillen in het oppervlak van eentonige objecten kan detecteren. Gepolariseerde camera's zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt op transportbanden die eentonige objecten scannen, zoals tomaten in een productielijn.

Voorbeeld 2: Applicatie voor gepolariseerde camera

Het tweede voorbeeld application waarbij een gepolariseerde camera kan worden gebruikt, is het vastleggen van beelden van transparante objecten. Voor normale vision camera systemen is het in sommige gevallen moeilijk om de kenmerken van transparante objecten uit een vastgelegd beeld te detecteren. Namelijk omdat wanneer licht door een doorschijnend object gaat, de polarizatie verandert. Huidige camera systemen moeten hun polarizatieparameters ingesteld worden om het product goed te kunnen detecteren. Echter, differentiatie van lichttransmissie kan automatisch worden vastgelegd door een gepolariseerde camera. Een gepolariseerd camera systeem is goed geschikt voor transportbanden in een productielijn die transparante producten vervoeren, het detecteren van de aanwezigheid van vreemde materialen en het detecteren van gestempelde markeringen.

Specificatie van de Sony IMX250MZR polarizatie camera

De MER2-502-79U3M polarizatie camera met de Sony IMX250MZR beeldsensor gebruikt een pixelsize van 3,45µm en heeft een totale resolutie van 5,07 MegaPixel. De polarizatie camera heeft een polarisatiefilter dat een vier-richtingen polarisator is geplaatst op de fotodiode van de beeldsensor. Dit betekent dat deze gepolariseerde camera in staat is om een vier richtingen afbeelding in één opname vast te leggen. En berekent de hoek en richting van de polarisatie op basis van de intensiteit van elke richting van polarisatie. Het filter bevat een 2x2 patroon, waarbij elke pixel een filter heeft met een andere hoek. Bij het gebruik van gepolariseerd licht zal alleen het gedeelte van het licht dat loodrecht op de hoek van het filter staat, doorgelaten worden.

Polarisatiefilterhoeken

Samengevat zijn de kenmerken van het polarisatiefilter:
-    Als het filter licht in een hoek van 90 graden blokkeert, gaat het met een hoek van 0 graden door het filter.
-    Als het licht in een hoek van 45 graden blokkeert, gaat het 135 graden door het filter.
-    Als het licht in een hoek van 135 graden blokkeert, gaat het door het filter in een hoek van 45 graden.
-    Als het licht in een hoek van 0° blokkeert, laat het licht door een hoek van 90°.
Het model van deze camera is MER2-502-79U3M-POL. Het heeft een USB3 interface, een resolutie van 2448(H)x2048(V), 79 fps, 2/3”, global-shutter, en een celgrootte van 3,45µm x 3,45µm.

Specificatie van de Sony IMX264MZR polarizatie camera

Onze MER2-503-36U3M polarizatie camera met de Sony IMX264MZR beeldsensor gebruikt een pixelsize van 3,45µm en heeft een totale resolutie van 5,03 MegaPixel. De polarizatie camera heeft een polarisatiefilter dat een vier-richtingen polarisator is, geplaatst op de fotodiode van de beeldsensor. Dit betekent dat deze gepolariseerde camera in staat is om een vier richtingen afbeelding in één opname vast te leggen. En berekent de hoek en richting van de polarisatie op basis van de intensiteit van elke richting van polarisatie. Het filter bevat een 2x2 patroon, waarbij elke pixel een filter heeft met een andere hoek. Bij het gebruik van gepolariseerd licht zal alleen het gedeelte van het licht dat loodrecht op de hoek van het filter staat, doorgelaten worden.
Polarisatiefilterhoeken
Samengevat zijn de kenmerken van het polarisatiefilter:
-    Als het filter licht in een hoek van 90 graden blokkeert, gaat het met een hoek van 0 graden door het filter.
-    Als het licht in een hoek van 45 graden blokkeert, gaat het 135 graden door het filter.
-    Als het licht in een hoek van 135 graden blokkeert, gaat het door het filter in een hoek van 45 graden.
-    Als het licht in een hoek van 0° blokkeert, laat het licht door een hoek van 90°.
Het model van onze camera is MER2-503-36U3M POL. Het heeft een USB3 interface, een resolutie van 2448(H)x2048(V), 36 fps, 2/3”, global-shutter, en een celgrootte van 3,45µm x 3,45µm.

Conventionele polarisatie camera sensoren vergeleken met de IMX250MZR / IMX264MZR

Wanneer we het hebben over conventionele polarizatie camera sensoren, zie je dat de polarisator bovenop de chip lens laag is geplaatst. De Sony IMX250MZR / IMX264MZR sensor daarentegen is onder de chip lens laag geplaatst. Als gevolg hiervan zijn de invalshoek en het extinctieverhouding verbeterd vanwege de kortere afstand tussen de fotodiode en de polarisator. Vaak hebben vision integrators ook de neiging om een polariserend filter te gebruiken dat op de lens is gemonteerd. Dit filter kan alleen gepolariseerd licht in één hoek blokkeren, terwijl onze polarizatie camera met de Sony IMX250MZR / IMX264MZR licht in 4 hoeken tegelijkertijd kan blokkeren en detecteren.

VA Imaging en Polarizatiecamera's?

Daheng Imaging heeft een polarizatie camera met de Sony IMX250MZR beeldsensor en heeft onlangs een polarizatie camera uitgebracht met de Sony IMX264MZR beeldsensor. Als u denkt dat uw applicaties een gepolariseerde camera vereisen, neem dan contact met ons op. We helpen u graag bij het selecteren van de juiste polarizatie camera voor u.