偏光滤镜作用
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偏光滤镜作用

施努卡苏州智能装备有限公司 2021-01-06 9105 0


偏光滤镜

这些滤光片能够避免在使用不完全散射的光源时产生的反射。反射会在深色,有光泽的材料上显示为完全白色的图像区域,从而覆盖了检查特性,从而阻碍产品的检查。

在以下情况下可以避免令人反感的反射:

  1. 液体表面,例如水等。

  2. 玻璃表面

  3. 反光塑料表面

  4. 闪亮的金属材料

在机器视觉中如何抑制干扰反射,通常需要将偏光滤镜安装在相机镜头的前面,并将偏光膜安装在照明设备的前面。

极化原理

光可以看作是电磁波,电磁矢量相对于传播方向横向振荡。非偏振光本身也可以在任何方向上振荡。如果将偏振滤光片放入光路中,它可以吸收光的某些振荡方向。因此滤光器材料中的化学颜料分子以使其可以沿其分子结构吸收光并通过其他振荡平面的方式排列。在线性偏振光的情况下,电磁矢量仅在一个平面内振荡,其他任何方向都被滤光片吸收。

如果将两个滤镜并排放置,其中一个滤镜旋转90度,则不会通过任何光;如果它们的吸收方向相同,会使光的振荡平面通过。因此,两个偏振滤光片也可以替代中性灰色滤光片。取决于两个偏振滤光片的对准,可以实现图像的无级调光。

偏振光可以通过不同的方式产生:

  1. 反射偏振:尤其是在玻璃,液体和塑料等非金属表面上,当以特定角度入射到材料表面时,光可以以自然方式偏振。在出射角为30至50度的情况下,这种影响尤其常见。产生的偏振光的振荡方向与表面平行对齐。如果将偏振滤光片对准光学器件前部,使该偏振光被阻挡,则可以抑制反射,并且可以再次清晰地看到非偏振背景:窗格,水表面或光滑的塑料表面上的光反射消失了。通过使用偏振光,可以增强这种效果。与之相比,两个偏振滤镜必须旋转90度。实际上,只需旋转镜头上的滤镜。在金属表面上,光不是偏振的而是反射的。在这种情况下,绝对有必要在照明和光学器件上安装偏振滤光镜,以抑制光的干扰反射。

  2. 通过吸收极化:如上所述,聚合颜料分子可以沿其化学结构吸收光。某些振荡平面保持完整。光以这种方式偏振。该效果用于偏振滤光片,其中这种颜料层嵌入在两个玻璃之间。塑料膜也可以使用有机分子加工成柔性偏振膜。

  3. 扩散引起的偏振:最细的灰尘和气溶胶颗粒也能够使光偏振。这在自然摄影中使用:自然光被偏振,镜头上的一个偏振镜足以阻挡已经在一个方向上振荡的光。

偏光滤镜对检查图像的颜色没有影响。因此,它们适用于彩色和黑白相机。

入射光的偏振

可以有效地抑制对塑料的反射。为此,必须使用透镜上的偏振照明和偏振滤镜以抑制干扰反射。但是,这种方法的应用需要大量的光,因为许多光会被滤光片吸收。例如,在LED照明的情况下,可以使用LED闪光灯控制器对此进行补偿。

在有光泽的非金属表面(例如塑料,玻璃和水)上抑制反射的原理基于以下事实:以特定角度入射的光在材料表面被偏振。在出射角为30至50度的情况下,这种影响尤为常见。如果偏振滤光片以这种偏振光被阻挡的方式对准光学系统的前面,则非偏振背景将再次清晰可见:表面的光反射消失。

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漫射

尽管有漫射照明,但彩色印刷袋上仍有许多反射。

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北极星

照明和光学上的偏振片可避免包装袋上的反射。

透明膜也可以在入射光下显示出显着的光泽效果。特别是在诸如收缩包装,袋,泡罩包装等外包装的情况下,几乎不可能检查实际包装内容。照明和光学器件上偏振滤光片的组合可提供补救措施。

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非偏振光

尽管照明漫射,皱巴巴的塑料袋上还是有许多反射。

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偏振光

照明光学器件上的偏振片+避免塑料薄膜和金属反射


可以通过使用偏振光源和偏振滤镜来抑制金属表面的金属光泽。金属零件在相机图像中显得很暗。尤其是凹凸不平的物体,例如圆柱形,弯曲的金属表面或起皱的箔片(铝泡等),通常很难以均匀的方式进行照明。根据测试对象在检查区域中的位置,这些反射会在表面上强烈“移动”。这样一来,结果是检查不正确。通过使用上述照明和滤镜技术可以避免这些困难。

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普通照明

在金属零件的许多反射。这可能会导致问题,例如对象搜索或代码读取算法。

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偏振光

照明和光学上的偏光镜可使深色金属表面偏振

透射光中的偏振

一种特殊的效果是在透射光中使用偏振。在这种情况下,一个偏振滤光镜安装在背景照明灯上,另一个偏振光滤镜安装在镜头上,它们的排列方式是完全挡住了光线:图片看起来完全暗了。如果现在对光学活性材料进行照明,它们会移动偏振光的振荡平面,从而导致变亮。可以通过这种方式使硬质透明塑料可见,而这在透射光中几乎是无法识别的。例如透明的瓶子和容器(洗涤剂瓶等)或插入的显示器(例如检查电话机壳中显示器的存在等)。

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常规背光

浅色调的透明部分产生较低的对比度值

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偏光背光

带偏光膜和pol的背光。光学元件上的滤光片可产生良好的对比度。机械应力分布可见。

同样清晰可见的是塑料中的材料应力(光弹性)。带有偏振器的光弹性可以分析透明物体(例如,注塑塑料)中的应力分布。材料中的夹杂物以及箔片,模制和锻造的塑料(例如透明的PET瓶等)中的瑕疵会引起应力,可以通过这种方法进行检查。

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背光,无偏光

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背光,偏振


标签:偏振光

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