Biała księga dotycząca przemysłowej kamery polaryzacyjnej
Daheng Obrazowanie jest znane w segmencie kamer przemysłowych z polaryzacją dzięki zastosowaniu monochromatycznego czujnika obrazu Sony-IMX250 . Niedawno do portfolio dodano również IMX264. Systemy kamer przemysłowych z polaryzacją umożliwiają rejestrowanie informacji, których zwykła liniowa lub obszarowa kamera przemysłowa nie jest w stanie uzyskać. Kamera z polaryzacją przeprowadza analizę dwuwymiarową. Mierzy zarówno stopień, jak i kierunek polaryzacji światła. W rezultacie końcowy obraz jest niemal pozbawiony odbić od zewnętrznych źródeł światła. Kamera z polaryzacją idealnie nadaje się do zastosowań takich jak inspekcja produktów błyszczących i produktów przezroczystych.
Standardowa kamera do widzenia maszynowego a kamera polaryzacyjna
Poniższe przykłady przedstawiają po lewej stronie obraz zarejestrowany za pomocą standardowej kamery wizyjnej, a po prawej stronie obraz zarejestrowany za pomocą naszej kamery polaryzacyjnej.
Inspekcja szkła (zarysowania i plamy)
Te przykłady przedstawiają wgniecenia i kurz na jednorodnej powierzchni szkła. Możemy łatwo wykryć zarysowania i plamy (odciski palców i kurz) dzięki różnicom w stopniu polaryzacji.
Kontrola napełnienia tabletkami
Ponownie, obraz po lewej stronie został zarejestrowany standardową kamerą przemysłową. Obraz po prawej stronie został zarejestrowany naszą kamerą polaryzacyjną. Dzięki różnicy w stopniu polaryzacji między tabletką a aluminiowym opakowaniem łatwo określić, czy tabletki zostały umieszczone w opakowaniu.
Inspekcja zniekształceń
Lewy obraz = standardowa kamera przemysłowa. Prawy obraz = kamera polaryzacyjna. Dzięki informacji o kierunku polaryzacji możemy zidentyfikować zarówno zniekształcenia, jak i kierunek zniekształcenia płaszczyzny.
Usuwanie odbić
Obraz po lewej = standardowa kamera vision. Obraz po prawej = kamera z polaryzacją.
Informacje o polaryzacji można wykorzystać do usuwania odbić. IMX250MZR / IMX264MZR posiada czterokierunkowy polaryzator, który może jednocześnie usuwać odbicia w wielu płaszczyznach.
Czy chcieliby Państwo dowiedzieć się, czy kamera z polaryzacją byłaby odpowiednia dla Państwa zastosowania? Prosimy skontaktować się z nami poniżej lub czytać dalej.
Jak działa kamera polaryzacyjna?
Poniższy obraz wyjaśnia działanie filtra polaryzacyjnego. Źródło światła (żółty promień) emituje wiązki światła (czarna linia). Każda wiązka światła składa się z fal świetlnych o różnych kątach (fale pomarańczowe i szare). Filtr polaryzacyjny (jasnoszare paski) blokuje fale świetlne o określonym kącie (na obrazie fale szare), a fale świetlne o właściwym kącie (fale pomarańczowe) przechodzą przez niego. Dlatego tylko fala świetlna o właściwym kącie (fale pomarańczowe) dociera do obiektywu i sensora kamery. Gdy spolaryzowana fala świetlna (pozostałe pomarańczowe fale po filtrze polaryzacyjnym) uderza w powierzchnię niemetalowego lub przezroczystego obiektu, bezpośrednio odbita fala pozostaje spolaryzowana, natomiast pozostała część spolaryzowanego światła ulega depolaryzacji we wszystkich kierunkach.
Spolaryzowane światło odbite może powodować niepożądane odblaski od powierzchni odbijających światło, utrudniając lub uniemożliwiając systemowi wizyjnemu wykrywanie określonych elementów obiektu. Efekt ten można kontrolować za pomocą filtra polaryzacyjnego. Spolaryzowane światło zostanie zablokowane przez filtr polaryzacyjny kamery, natomiast światło niespolaryzowane przejdzie przez niego. W rezultacie odblaski i odbicia są ograniczone, co ułatwia systemowi wizyjnemu wykrywanie defektów.
Przykład 1: Zastosowanie kamery polaryzacyjnej
Pierwszym przykładem zastosowania, w którym można wykorzystać kamery polaryzacyjne, jest rejestracja jednokolorowych obiektów, takich jak pomidory. Przy użyciu standardowej kamery vision w niektórych zastosowaniach trudno jest segmentować różne produkty (takie jak pomidory) względem siebie lub wykrywać defekty powierzchni. Z kolei systemy kamer polaryzacyjnych ułatwiają ten proces, ponieważ dodatkowy wymiar analizy umożliwia wykrywanie różnic na powierzchni jednokolorowych obiektów. Kamery polaryzacyjne mogą być na przykład stosowane na przenośnikach taśmowych skanujących jednokolorowe obiekty, takie jak pomidory, na linii produkcyjnej.
Przykład 2: Zastosowanie kamery polaryzacyjnej
Drugim przykładem zastosowania, w którym można wykorzystać kamerę polaryzacyjną, jest rejestrowanie obrazów przezroczystych obiektów. W przypadku standardowych systemów kamer wizyjnych w niektórych przypadkach trudno jest wykryć cechy przezroczystych obiektów na zarejestrowanym obrazie. Dzieje się tak, ponieważ gdy światło przechodzi przez półprzezroczysty obiekt, jego polaryzacja ulega zmianie. Obecne systemy kamer wymagają dostosowania parametrów polaryzacji, aby prawidłowo wykrywać produkt. Jednak różnice w przepuszczalności światła mogą być automatycznie rejestrowane przez kamerę polaryzacyjną. System kamery polaryzacyjnej doskonale nadaje się do przenośników taśmowych na linii produkcyjnej, które transportują
przezroczyste produkty, wykrywają obecność materiałów obcych i wykrywają oznaczenia tłoczone.
Specyfikacja kamery polaryzacyjnej Sony IMX250MZR
Kamera polaryzacyjna MER2-502-79U3M-POL z przetwornikiem obrazu Sony IMX250MZR wykorzystuje rozmiar piksela 3,45µm i ma całkowitą rozdzielczość 5,07 megapiksela. Kamera polaryzacyjna posiada filtr polaryzacyjny, który jest czterokierunkowym polaryzatorem umieszczonym na fotodiodzie przetwornika obrazu. Oznacza to, że ta kamera polaryzacyjna jest w stanie zarejestrować czterokierunkowy obraz w jednym ujęciu. Oblicza również kąt i kierunek polaryzacji na podstawie intensywności każdego kierunku polaryzacji. Filtr wykorzystuje wzór 2x2, w którym każdy piksel ma filtr o innym kącie. Podczas stosowania światła spolaryzowanego przechodzi tylko ta część światła, która jest prostopadła do kąta filtra.
Kąty filtra polaryzacyjnego
Podsumowując, charakterystyka filtra polaryzacyjnego jest następująca:
- Gdy filtr blokuje światło pod kątem 90º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 0º.
- Gdy blokuje światło pod kątem 45º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 135º.
- Gdy blokuje światło pod kątem 135º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 45º.
- Na koniec, gdy blokuje światło pod kątem 0º, przepuszcza światło pod kątem 90º.
Model tej kamery polaryzacyjnej to MER2-502-79U3M-POL. Ma interfejs USB3 interfejs, rozdzielczość 2448(H)x2048(V), 79 fps, 2/3”, global-shutter oraz rozmiar komórki 3,45µm x 3,45µm.
Specyfikacja kamery polaryzacyjnej Sony IMX264MZR
Nasza kamera polaryzacyjna MER2-503-36U3M-POL z przetwornikiem obrazu Sony IMX264MZR wykorzystuje rozmiar piksela 3,45µm i ma całkowitą rozdzielczość 5,03 megapiksela. Kamera polaryzacyjna ma filtr polaryzacyjny, który jest czterokierunkowym polaryzatorem umieszczonym na fotodiodzie przetwornika obrazu. Oznacza to, że ta kamera polaryzacyjna jest w stanie rejestrować obraz w czterech kierunkach w jednym ujęciu. Oblicza również kąt i kierunek polaryzacji na podstawie intensywności każdego kierunku polaryzacji. Filtr wykorzystuje wzór 2x2, w którym każdy piksel ma filtr o innym kącie. Podczas używania światła spolaryzowanego przechodzi tylko część światła prostopadła do kąta filtra.
Kąty filtrów polaryzacyjnych
Podsumowując, charakterystyka filtra polaryzacyjnego jest następująca:
- Gdy filtr blokuje światło pod kątem 90º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 0º.
- Gdy blokuje światło pod kątem 45º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 135º.
- Gdy blokuje światło pod kątem 135º, przepuszcza przez filtr światło pod kątem 45º.
- Wreszcie, gdy blokuje światło pod kątem 0º, przepuszcza światło pod kątem 90º.
Model naszej kamery polaryzacyjnej to MER2-503-36U3M POL. Posiada interfejs USB3 interfejs, rozdzielczość 2448(H)x2048(V), 36 fps, 2/3”, global-shutter oraz rozmiar komórki 3,45µm x 3,45µm.
Konwencjonalne czujniki kamer polaryzacyjnych w porównaniu z IMX250MZR / IMX264MZR
W przypadku konwencjonalnych czujników kamery polaryzacyjnej polaryzator jest umieszczony na warstwie obiektywu układu. Natomiast czujnik Sony IMX250MZR / IMX264MZR jest umieszczony pod warstwą obiektywu układu. W rezultacie kąt padania i współczynnik ekstynkcji uległy poprawie dzięki krótszej odległości między fotodiodą a polaryzatorem. Integratorzy vision często stosują również filtr polaryzacyjny zamontowany na obiektywie. Ten filtr może blokować światło spolaryzowane tylko pod jednym kątem, podczas gdy nasza kamera polaryzacyjna z Sony IMX250MZR / IMX264MZR może jednocześnie blokować i wykrywać światło pod 4 kątami.
VA Imaging i kamery polaryzacyjne?
Daheng Imaging oferuje kamerę polaryzacyjną z przetwornikiem obrazu Sony IMX250MZR, a niedawno wprowadził na rynek kamerę polaryzacyjną z przetwornikiem obrazu Sony IMX264MZR. Jeśli uważasz, że Twoje zastosowanie wymaga kamery polaryzacyjnej, skontaktuj się z nami. Z przyjemnością pomożemy wybrać odpowiednią kamerę polaryzacyjną dla Ciebie.