INDUSTRIËLE POLARISATIECAMERA WHITEPAPER

Industriële gepolariseerde camera

Daheng Imaging is bekend in het industriële gepolariseerde camerasegment door de Sony-IMX250MZR monochrome beeldsensor te implementeren. Sinds kort is ook de IMX264MZR aan het portfolio toegevoegd. De industriële polarisatiecamerasystemen kunnen informatie vastleggen die een normale industriële lijn- of gebiedscamera niet kan verkrijgen. Een polarisatiecamera voert een tweedimensionale analyse uit. Het meet zowel de mate als de richting van de polarisatie van het licht. Als gevolg hiervan vertoont het uiteindelijke beeld vrijwel geen reflecties van externe lichtbronnen. Een gepolariseerde camera is ideaal voor toepassingen als de inspectie van glanzende producten en transparante producten.

Standaard machinevisiecamera versus gepolariseerde camera

De volgende voorbeelden laten aan de linkerkant een beeld zien dat is vastgelegd met een standaard machine vision-camera en aan de rechterkant een beeld dat is 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 tabletvulling

Opnieuw wordt het linkerbeeld vastgelegd met een standaard industriële camera. Het juiste beeld wordt vastgelegd met onze polarisatiecamera. Dankzij het verschil in polarisatiegraad tussen de tablet en de aluminium verpakking is gemakkelijk te herkennen of de tabletten gevuld zijn of niet

Vervormingsinspectie

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

Reflectie verwijderen

Afbeelding links = 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.

Hoe werkt een polarisatiecamera?

In onderstaande afbeelding wordt uitgelegd hoe een polarisatiefilter werkt. Een licht (gele straal) zendt lichtstralen uit (zwarte lijn). Elke lichtstraal 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 dus de lens en sensor van de camera raken. Wanneer een gepolariseerde lichtgolf (de resterende oranje golven na het polarisatiefilter) een oppervlak van een niet-metalen 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 van reflecterende oppervlakken veroorzaken, waardoor het voor uw machine vision-systeem moeilijker of onmogelijk wordt om bepaalde elementen van een object te detecteren. Met behulp van een polarisatiefilter kan dit effect worden gecontroleerd. Het gepolariseerde licht wordt geblokkeerd door het gepolariseerde filter van de camera, terwijl het ongepolariseerde licht doorlaat. Hierdoor worden de schitteringen en reflecties verminderd, waardoor het voor uw zichtsysteem gemakkelijker wordt om defecten te detecteren.


Het principe van een polarisatiefilter

Eerste voorbeeldtoepassing voor polarisatiecamera

De eerste voorbeeldtoepassing waarbij polarisatiecamera's kunnen worden gebruikt, is het vastleggen van enkelkleurige objecten, zoals tomaten. Met het gebruik van een normale vision-camera is het in sommige toepassingen moeilijk om de verschillende producten (zoals tomaten) van elkaar te segmenteren of oppervlaktedefecten te detecteren. Gepolariseerde camerasystemen maken dit proces daarentegen eenvoudiger, waarbij de extra dimensie van analyses verschillen in het oppervlak van enkelkleurige objecten kan detecteren. Gepolariseerde camera's zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt op transportbanden die enkelkleurige objecten scannen, zoals tomaten in een productielijn.

Tweede voorbeeldtoepassing voor gepolariseerde camera

De tweede voorbeeldtoepassing waarbij een gepolariseerde camera zou kunnen worden gebruikt, is het vastleggen van beelden van transparante objecten. Voor normale vision-camerasystemen is het in sommige gevallen moeilijk om de kenmerken van transparante objecten te detecteren op basis van een vastgelegd beeld. Namelijk omdat wanneer licht door een doorschijnend object gaat, de polarisatie ervan verandert. Huidige camerasystemen moeten hun polarisatieparameters aanpassen om het product goed te kunnen detecteren. Differentiatie van lichttransmissie kan echter automatisch worden vastgelegd door een polarisatiecamera. Een gepolariseerd camerasysteem is zeer geschikt voor transportbanden in een productielijn die transparante producten transporteren, de aanwezigheid van vreemde materialen detecteren en stempels detecteren.

Specificatie van de Sony IMX250MZR polarisatiecamera

De MER-502-79U3M polarisatiecamera met de Sony IMX250MZR beeldsensor gebruikt een pixelgrootte van 3,45 µm en heeft een totale resolutie van 5,07 MegaPixel. De polarisatiecamera heeft een polarisatiefilter, een vierrichtingspolarisator die op de fotodiode van de beeldsensor is geplaatst. Dit betekent dat deze gepolariseerde camera in één opname een beeld in vier richtingen kan vastleggen. En berekent de hoek en richting van de polarisatie op basis van de intensiteit van elke polarisatierichting. Het filter bevat een 2x2-patroon, waarbij elke pixel een filter heeft met een andere hoek. Bij gebruik van gepolariseerd licht zal het enige deel van het licht dat loodrecht op de hoek van het filter staat, passeren.

Polarisatiefilterhoeken

Samengevat zijn de kenmerken van het polarisatiefilter:
- Wanneer het filter licht in een hoek van 90 graden blokkeert, gaat het met een hoek van 0 graden door het filter.
- Wanneer het licht in een hoek van 45 graden blokkeert, gaat het 135 graden door het filter.
- Wanneer het licht blokkeert in een hoek van 135°, gaat het door het filter in een hoek van 45°.
- Als het tenslotte lichten blokkeert in een hoek van 0°, laat het licht door een hoek van 90°.
Het model van deze polarisatiecamera is MER-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 3,45 µm x 3,45 µm.

Specificatie van de Sony IMX264MZR polarisatiecamera

Onze MER2-503-36U3M polarisatiecamera met de Sony IMX264MZR beeldsensor gebruikt een pixelgrootte van 3,45 µm en heeft een totale resolutie van 5,03 MegaPixel. De polarisatiecamera heeft een polarisatiefilter, een vierrichtingspolarisator die op de fotodiode van de beeldsensor is geplaatst. Dit betekent dat deze gepolariseerde camera in één opname een beeld in vier richtingen kan vastleggen. En berekent de hoek en richting van de polarisatie op basis van de intensiteit van elke polarisatierichting. Het filter bevat een 2x2-patroon, waarbij elke pixel een filter heeft met een andere hoek. Bij gebruik van gepolariseerd licht zal het enige deel van het licht dat loodrecht op de hoek van het filter staat, passeren.
Polarisatiefilterhoeken
Samengevat zijn de kenmerken van het polarisatiefilter:
- Wanneer het filter licht in een hoek van 90 graden blokkeert, gaat het met een hoek van 0 graden door het filter.
- Wanneer het licht in een hoek van 45 graden blokkeert, gaat het 135 graden door het filter.
- Wanneer het licht blokkeert in een hoek van 135°, gaat het door het filter in een hoek van 45°.
- Als het tenslotte lichten blokkeert in een hoek van 0°, laat het licht door een hoek van 90°.
Het model van onze polarisatiecamera 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 3,45 µm x 3,45 µm.

Conventionele polarisatiecamerasensoren vergeleken met de IMX250MZR / IMX264MZR

Als je spreekt over conventionele polarisatiecamerasensoren, zie je dat de polarisator bovenop de chiplenslaag is geplaatst. De Sony IMX250MZR / IMX264MZR sensor daarentegen wordt onder de on-chip lenslaag geplaatst. Als gevolg hiervan zijn de invalshoek en de uitdovingsverhouding verbeterd vanwege de kortere afstand tussen de fotodiode en de polarisator. Vaak gebruiken vision-integrators ook een polarisatiefilter dat op de lens is gemonteerd. Dit filter kan gepolariseerd licht slechts in één hoek blokkeren, terwijl onze polarisatiecamera met de Sony IMX250MZR / IMX264MZR licht in 4 hoeken tegelijk kan blokkeren en detecteren.

GeT-camera's en polarisatiecamera's?

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