Polarisationsfilter: Lichtreflexe bei glänzende und spiegelnde Prüfobjekten unterdrücken
Bei der Arbeit mit Licht kommt es immer wieder zu störenden Reflexen im Kamerabild, etwa durch Schmiermittel, Folien, Lacke oder einfach nur durch Reflexionen glänzender bzw. spiegelnder Oberflächen. Um diese Störungen zu unterdrücken, können Polarisationsfilter eingesetzt werden.
Die Polarisation beschreibt den Vorgang, bei dem das Licht auf eine einzige Schwingungsrichtung begrenzt wird. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Polarisation zur Bildoptimierung in der Bildverarbeitung zu erzielen.
Polarisation durch Polarisationsfilter
In der industriellen Bildverarbeitung wird im Regelfall mit zwei linearen Polarisationsfiltern gearbeitet. Einer befindet sich vor der Beleuchtung, ein zweiter vor dem Objektiv.
Das von der Beleuchtung ausgesendete Licht kann in alle Richtungen schwingen. Der Polfilter vor der Beleuchtung transmittiert jedoch nur eine Schwingungsrichtung des Lichts. Alle Strahlen mit anderen Schwingungsrichtungen werden nicht hindurchgelassen. Wird nun ein weiterer Filter vor dem Objektiv positioniert, kann man je nach Einstellung das polarisierte Licht passieren lassen oder sperren.
LUMIMAX® Knowledge Base - Video to polarization filter
Polarised light is especially useful for suppressing distracting reflections. At the opposite end of the system – the lens – a second polarisation filter is set up as an attenuating filter. This acts to minimise reflections, and the camera image lighting is significantly more homogeneous. Since this kind of setup results in a lot of light being lost, however, working with especially powerful lighting systems – such as High Power Lighting – is strongly recommended.
Another approach involves exploiting the surface properties of various types of objects. As just one example, this can be used to make transparent films such as adhesive pads or labels visible on metallic backgrounds. While the metallic background reflects the polarised light back into the camera, the film changes the direction of polarisation for the incident light. Accordingly, if the polarised light is blocked at the camera, only the film remains bright and can therefore be easily detected.
Polarised lighting is not only suited to reflected light. With a polarised backlight system, even transparent plastics and glass can be made visible. If the lens filter is configured as an attenuating filter, a dark image is first obtained. If a transparent object is present in the image, however, then this changes the oscillation direction of the light and it appears bright before the dark background. Even the arrangement of stress fractures in the objects can be identified, since these change the oscillation direction yet again.
Polarisation by the surface
If the polarisation angle – or Brewster’s angle – is taken into account, then the surface of the test object itself can actually be used to polarise the light emitted by the lighting system. If the light falls onto a non-metallic surface at this particular angle, then the reflected portion of the light will be polarised parallel to the surface. If a polarisation filter has been set up as an attenuating filter in front of the lens – i.e. rotated 90° – this can suppress distracting surface reflections.
