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Polarisationstechnologie in der IBV

Verborgene Details sichtbar machen


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Interessante Anwendungsmöglichkeiten

Jan Sandvoss aus dem Vertrieb von Stemmer Imaging hat sich auf die Anwendung der Polarisationstechnologie spezialisiert und sieht eine Reihe interessanter Applikationen, die sich damit lösen lassen: »Vor allem bei der Inspektion von glänzenden, spiegelnden oder reflektierenden Oberflächen wie Folien, Metall oder Glas ermöglichen Polarisationsaufnahmen eine verbesserte Bildverarbeitung, etwa die einfachere Erkennung von Kratzern oder das robuste Lesen von Codes auf mehrschichtigen Folien.« So lässt sich nach seinen Worten mit der Polarisationstechnologie leicht untersuchen, ob die Aufreißlaschen von in Folie eingeschweißten Kartendecks fehlerfrei sind. Bei einer Untersuchung mit unpolarisiertem Licht sind derartige Fehler deutlich schwieriger und bisweilen gar nicht zu erkennen.

Als weiteres Beispiel nennt Jan Sandvoss klassische Pick-and-Place-Anwendungen, bei denen glänzende, oft metallische Bauteile unter verschiedenen Beleuchtungs- und Polarisierungswinkeln in unterschiedlichen Bildbereichen immer zu Reflektionen führen. Durch die Kombination reflektionsfreier Teile der unter unterschiedlichen, teilweise virtuellen Polarisationswinkeln aufgenommenen Bilder zu einem Gesamtbild ist es möglich, gut auswertbare Bereiche zusammenzuführen und somit die Bildverarbeitung und Erkennung der Teile und ihrer Lage auf dem synthetischen Bild zu vereinfachen.

Relevante Anbieter

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Durch das Kombinieren von Teilbildern mit unterschiedlicher Polarisation (links: 0 Grad, Mitte: 90 Grad) zu einem Gesamtbild ist es möglich, die gut auswertbaren Bereiche zusammenzuführen und somit die Bildverarbeitung auf dem synthetischen Bild (rechts) zu vereinfachen.
© Stemmer Imaging

Partner für die Polarisation

Polarisationskameras in der Bildverarbeitung stellen eine leistungsstarke, aber noch relativ junge Technologie dar. »Um ihre Möglichkeiten optimal auszuschöpfen, ist es für interessierte Anwender sinnvoll, mit einem Partner zusammenzuarbeiten, der über fundierte Kenntnisse in diesem Bereich verfügt«, sagt Jan Sandvoss. Stemmer Imaging arbeitet mit einigen Industriekameraherstellern zusammen, die inzwischen spezielle Polarisationskameras entwickelt haben. Zu ihnen zählen Allied Vision mit Modellen der „Mako“-Serie, JAI mit kompakten „Go“-Kameras und Teledyne Dalsa mit bestimmten Mitgliedern der Familie „Genie Nano“.

Auch bei den weiteren erforderlichen Komponenten wie den passenden Beleuchtungen und Optiken kann das Unternehmen auf ein breites Sortiment zurückgreifen, um einen geeigneten Systemaufbau für die jeweilige Aufgabe zu realisieren. »Die Erfahrung von Stemmer Imaging in diesem Bereich zeigt sich auch in der selbst entwickelten Software-Bibliothek Common Vision Blox, in der geeignete Tools zur Auswertung von Polarisationsbildern bereits enthalten sind«, führt Jan Sandvoss aus.

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Der CMOS-Bildsensor IMX250MZR von Sony verwendet einen Polarisator zwischen den Fotodioden und den Lens-on-Chip Arrays, um einfallendes Licht in vier Ebenen mit 0°, 45°, 90° und 135° zu filtern.
© Stemmer Imaging
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Jeweils vier Pixel mit Nanodraht-Arrays in den vier Polarisationswinkeln werden zu einer Berechnungseinheit zusammengefasst.
© Stemmer Imaging

Als wesentlichen Vorteil der Polarisation nennt Jan Sandvoss die Tatsache, dass nicht nur die Oberflächenmerkmale von Objekten wie deren Rauheit, Kratzer, Dellen und Beschichtung den Polarisationszustand des Lichts verändern können, sondern auch andere physikalische Eigenschaften wie etwa mechanische Belastungen oder Doppelbrechungen. »Mit Polarisationskameras können wir die dritte Dimension des Lichts zum Vorschein bringen und für die industrielle Bildverarbeitung nutzbar machen«, resümiert Jan Sandvoss. »Das bedeutet, dass sich mithilfe von Polarisationsverfahren Eigenschaften und Defekte erkennen lassen, die mit keiner anderen Methode sichtbar sind.«

Peter Stiefenhöfer ist Inhaber von PS Marcom Services.


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