Whitepaper om industrielt polariseringskamera
Daheng Bildebehandling er kjent i segmentet for industrielle polariserte kameraer ved å implementere Sony-IMX250 monokrom bildesensor. Nylig har også IMX264 blitt lagt til i porteføljen. Systemene med industrielle polariseringskameraer kan innhente informasjon som et vanlig linje- eller områdebasert industrielt kamera ikke kan oppnå. Et polariseringskamera utfører en todimensjonal analyse. Det måler både graden og retningen på lysets polarisering. Som et resultat har det endelige bildet nesten ingen refleksjoner fra eksterne lyskilder. Et polarisert kamera er ideelt for applikasjoner som inspeksjon av blanke produkter og transparente produkter.
Standard Machine vision-kamera kontra polarisert kamera
Følgende eksempler viser på venstre side et bilde tatt med et standard maskinsynskamera og på høyre side et bilde tatt med vårt polariserte kamera.
Glassinspeksjon (riper og flekker)
Disse eksemplene viser bulker og støv på en homogen glassflate. Vi kan enkelt oppdage riper og flekker (fingeravtrykk og støv) på grunn av forskjeller i polariseringsgrad.
Inspeksjon av tablettfylling
Igjen er bildet til venstre tatt med et standard industrielt kamera. Bildet til høyre er tatt med vårt polariseringskamera. Takket være forskjellen i polariseringsgrad mellom tabletten og aluminiumsemballasjen er det enkelt å identifisere om tablettene er fylt på eller ikke.
Inspeksjon av forvrengning
Venstre bilde = standard industrielt kamera. Høyre bilde = polarisasjonskamera. Med informasjon om polariseringsretningen kan vi identifisere både forvrengninger og forvrengningsretningen til planet.
Fjerning av refleksjoner
Venstre bilde = standard vision-kamera. Høyre bilde = polarisert kamera.
Polariseringsinformasjonen kan brukes til å fjerne refleksjoner. IMX250MZR / IMX264MZR har et fireveis polariseringsfilter som samtidig kan fjerne refleksjoner i flere plan.
Ønsker du å vite om et polariseringskamera er egnet for din applikasjon? Ta kontakt nedenfor eller les videre.
Hvordan fungerer et polarisasjonskamera?
Bildet nedenfor forklarer hvordan et polariseringsfilter fungerer. En lyskilde (gul stråle) sender ut lysstråler (svarte linjer). Hver lysstråle består av lysbølger med ulike vinkler (de oransje og grå bølgene). Et polariseringsfilter (de lysegrå stripene) blokkerer lysbølger som har en bestemt vinkel (i bildet de grå bølgene), mens lysbølgene som har riktig vinkel (oransje bølger), passerer. Dermed vil kun lysbølgen med riktig vinkel (oransje bølger) treffe kameraets objektiv og sensor. Når en polarisert lysbølge (de gjenværende oransje bølgene etter polariseringsfilteret) treffer overflaten på et ikke-metallisk eller gjennomsiktig objekt, forblir den direkte reflekterte bølgen polarisert, mens resten av det polariserte lyset blir upolarisert i alle retninger.
Det polariserte reflekterte lyset kan forårsake uønsket gjenskinn fra reflekterende overflater, noe som gjør det vanskelig eller umulig for maskinsynssystemet ditt å oppdage bestemte elementer i et objekt. Ved bruk av et polariseringsfilter kan denne effekten kontrolleres. Det polariserte lyset blokkeres av kameraets polariseringsfilter, mens det upolariserte lyset passerer. Resultatet er at gjenskinn og refleksjoner reduseres, noe som gjør det enklere for visionsystemet ditt å oppdage feil.
Eksempel 1: Applikasjon for polarisasjonskamera
Det første eksempelet på en applikasjon der polarisasjonskameraer kan brukes, er opptak av ensfargede objekter, som tomater. Ved bruk av et vanlig vision-kamera er det i noen applikasjoner vanskelig å segmentere de ulike produktene (som tomater) fra hverandre eller oppdage overflatedefekter. Polariserte kamerasystemer gjør derimot denne prosessen enklere, ettersom den ekstra analysedimensjonen kan oppdage forskjeller i overflaten på ensfargede objekter. Polariserte kameraer kan for eksempel brukes på transportbånd som skanner ensfargede objekter, som tomater i en produksjonslinje.
Eksempel 2: Applikasjon for polarisert kamera
Det andre eksempelet på en applikasjon der et polarisert kamera kan benyttes, er opptak av bilder av transparente objekter. For vanlige vision-kamerasystemer er det i noen tilfeller vanskelig å oppdage egenskapene til transparente objekter fra et bilde som er tatt. Dette skyldes at polariseringen endres når lys passerer gjennom et gjennomskinnelig objekt. Eksisterende kamerasystemer må få polariseringsparameterne sine justert for å kunne oppdage produktet på riktig måte. Differensiering av lystransmittans kan imidlertid automatisk registreres av et polariseringskamera. Et polarisert kamerasystem er godt egnet for transportbånd i en produksjonslinje som transporterer
transparente produkter, for å oppdage forekomst av fremmedmaterialer og registrere pregede merker.
Spesifikasjon for Sony IMX250MZR-polarisasjonskameraet
MER2-502-79U3M-POL-polarisasjonskameraet med Sony IMX250MZR-bildesensoren bruker en pikselstørrelse på 3,45 µm og har en total oppløsning på 5,07 megapiksler. Polarisasjonskameraet har et polarisatorfilter som er en fireveis polarisator plassert på fotodioden til bildesensoren. Dette betyr at dette polariserte kameraet kan ta et fireveisbilde i én enkelt eksponering. Det beregner også vinkelen og retningen på polarisasjonen basert på intensiteten i hver polarisasjonsretning. Filteret har et 2x2-mønster, der hver piksel har et filter med en annen vinkel. Ved bruk av polarisert lys vil kun den delen av lyset som er vinkelrett på filterets vinkel passere.
Vinkler for polarisasjonsfilter
Oppsummert er egenskapene til polarisasjonsfilteret:
- Når filteret blokkerer lys ved en vinkel på 90º, slipper det 0º gjennom filteret.
- Når det blokkerer lys ved en vinkel på 45º, slipper det 135º gjennom filteret.
- Når det blokkerer lys ved en vinkel på 135º, slipper det 45º gjennom filteret.
- Til slutt, når det blokkerer lys ved en vinkel på 0º, slipper det lys gjennom ved en vinkel på 90º.
Modellen til dette polarisasjonskameraet er MER2-502-79U3M-POL. Det har et USB3-grensesnitt, en oppløsning på 2448(H)x2048(V), 79 fps, 2/3”, global-shutter og en cellestørrelse på 3,45µm x 3,45µm.
Spesifikasjon av Sony IMX264MZR-polarisasjonskameraet
Vårt MER2-503-36U3M-POL-polariseringskamera med Sony IMX264MZR-bildesensor bruker en pikselstørrelse på 3,45 µm og har en total oppløsning på 5,03 megapiksler. Polariseringskameraet har et polarisatorfilter som er en fireveis polarisator plassert på fotodioden til bildesensoren. Dette betyr at dette polariserte kameraet kan ta et fireveis bilde i én eksponering. Det beregner også vinkelen og retningen på polariseringen basert på intensiteten i hver polariseringsretning. Filteret har et 2x2-mønster, der hver piksel har et filter med en annen vinkel. Ved bruk av polarisert lys slipper kun den delen av lyset som er vinkelrett på filterets vinkel gjennom.
Vinkler for polarisasjonsfiltre
Oppsummert er egenskapene til polarisasjonsfilteret:
- Når filteret blokkerer lys i en vinkel på 90º, slipper det 0º gjennom filteret.
- Når det blokkerer lys i en vinkel på 45º, slipper det 135º gjennom filteret.
- Når det blokkerer lys i en vinkel på 135º, slipper det 45º gjennom filteret.
- Til slutt, når det blokkerer lys i en vinkel på 0º, slipper det lys gjennom i en vinkel på 90º.
Modellen til vårt polarisasjonskamera er MER2-503-36U3M POL. Det har et USB3-grensesnitt, en oppløsning på 2448(H)x2048(V), 36 fps, 2/3”, global-shutter og en cellestørrelse på 3,45µm x 3,45µm.
Konvensjonelle polariseringskamerasensorer sammenlignet med IMX250MZR / IMX264MZR
Når det gjelder konvensjonelle polariseringskamerasensorer, ser man at polarisatoren er plassert på toppen av objektivlaget på brikken. Sony IMX250MZR / IMX264MZR-sensoren er derimot plassert under objektivlaget på brikken. Som et resultat ble innfallsvinkelen og ekstinksjonsforholdet forbedret på grunn av den kortere avstanden mellom fotodioden og polarisatoren. Ofte har vision-integratorer også en tendens til å bruke et polariseringsfilter montert på objektivet. Dette filteret kan bare blokkere polarisert lys i én vinkel, mens vårt polariseringskamera med Sony IMX250MZR / IMX264MZR kan blokkere og detektere lys i 4 vinkler samtidig.
VA Imaging og polarisasjonskameraer?
Daheng Bildebehandling har et polariseringskamera med Sony IMX250MZR-bildesensoren og har nylig lansert et polariseringskamera med Sony IMX264MZR-bildesensoren. Hvis du mener at applikasjonen din krever et polarisert kamera, kan du kontakte oss. Vi hjelper deg gjerne med å velge riktig polariseringskamera for deg.