Filter, Polarisation und Prismen in der industriellen Bildverarbeitung

I. Filter: Verbesserung des Kontrasts von Merkmalen und Filterung von Umgebungslichtstörungen

Ein Filter ist vereinfacht ausgedrückt ein optisches Bauteil, das den Durchlass von Licht innerhalb bestimmter Wellenlängenbereiche begrenzt. Er wird vor einem Kamerobjektiv montiert, um die Art des Lichts zu steuern, das in die Kamera gelangt. Professioneller ausgedrückt: Filter können unerwünschte spektrale Komponenten blockieren und nur Licht bestimmter Wellenlängen durchlassen. Dadurch wird die Störung durch Umgebungslicht effektiv eliminiert.

Beispielsweise kann während der roten Hintergrundbeleuchtung die Produktfläche von äußeren Lichtquellen beeinflusst werden, wodurch Reflexionen oder Überbeleuchtung entstehen, die die Erkennungsgenauigkeit beeinträchtigen. In solchen Fällen kann ein Filter vor der Linse installiert werden, um alle Lichtarten außer rotem Licht zu blockieren. Dadurch werden die Bildkonturen schärfer und der Kontrast der Merkmale deutlich verbessert. Dieser Ansatz verhindert nicht nur effektiv Störungen durch Hintergrundlicht, sondern erhöht auch die Sichtbarkeit der Merkmale des Zielobjekts und macht die visuelle Erkennung präziser.

II. Polarisatoren und polarisierende Linsen: Blendung vermeiden und Oberflächeninspektion verbessern

In bestimmten Szenarien kann Blendlicht die Erfassung von Oberflächenmerkmalen von Produkten stark beeinträchtigen. Dies gilt insbesondere für metallische, gläserne oder andere hochreflektierende Oberflächen, bei denen eine häufige Herausforderung auftritt: Obwohl die Kamera ein Bild aufnehmen kann, reflektiert die glatte Oberfläche eine erhebliche Menge an Umgebungslicht, wodurch ein Bild ohne klare Konturen entsteht. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, eine Kombination aus Polarisationsfiltern und Polarisationsobjektiven zu verwenden.

Polarisatoren können die Polarisationsrichtung des Lichts beeinflussen, das in das Objektiv gelangt, wodurch die Auswirkungen von reflektiertem Licht auf das Bild reduziert oder eliminiert werden. Durch Drehen des Knopfes am Polarisationsobjektiv lässt sich die Polarisationsrichtung des Lichts verstellen und somit das Blendlicht effektiv unterdrücken.

Beispielsweise nehmen wir an, dass wir die Oberfläche eines Elektrodenblatts inspizieren. Aufgrund der stark reflektierenden Eigenschaft der Elektrodenoberfläche könnten die ursprünglichen Konturen vollständig von hellen Reflexionen überlagert werden. Hier können Polarisatoren in Kombination mit polarisierenden Linsen helfen, überschüssiges reflektiertes Licht zu entfernen und somit die Oberflächendetails des Produkts deutlicher sichtbar zu machen. Letztendlich weist das bearbeitete Bild deutlichere Merkmale und klar erkennbare Konturen auf, wodurch die Erkennungsgenauigkeit erheblich verbessert wird.

III. Prismen: Umlenkung des Lichts zur Überwindung räumlicher Einschränkungen

In einigen kompakten industriellen Prüfumgebungen können räumliche Einschränkungen dazu führen, dass Kamera und Produkt nicht in einer idealen Position zueinander angeordnet werden können. In solchen Fällen sind Prismen äußerst nützliche optische Zubehörteile. Prismen können den Lichtweg um 90 Grad umleiten und lösen geschickt räumliche Herausforderungen zwischen Kamera und dem zu inspizierenden Objekt.

Beispielsweise bei der Prüfung der Lötstellen an allen vier Seiten eines Chips kann die direkte Bildaufnahme jeder Seite durch den verfügbaren Platz zwischen Kamera und Chip begrenzt sein. Durch den Einsatz mehrerer Prismen kann eine 90-Grad-Drehung des Bildes erreicht werden, wodurch die Kamera Seitenbilder des Objekts aufnehmen kann. Auf diese Weise muss die Kamera nur einen einzigen Schnappschuss machen, um Bilder mehrerer Seiten des Objekts zu erhalten, und es wird ein „Einzelkamera-Fünf-Seiten“-Effekt erzielt. Dies spart nicht nur Zeit und Platz, sondern verbessert auch die Effizienz und Genauigkeit der Prüfungen.

Filter, Polarisatoren, polarisierende Linsen und Prismen – diese optischen Zubehörteile spielen in der industriellen Bildverarbeitung eine entscheidende Rolle, da sie Störungen durch Umgebungslicht und reflektiertes Licht effektiv bekämpfen und die räumliche Anordnung der Prüfung optimieren. Sie machen die Bildaufnahme effizienter und präziser und beweisen sich als unverzichtbar bei Nahbereichsprüfungen und anderen Anwendungen der Bilderkennung.