Efecto mágico: si observa una superficie de agua en un día soleado, los reflejos son tan intensos que necesita entrecerrar los ojos. Si se pones gafas de sol con un filtro polarizador, los reflejos se eliminan mágicamente y la vista se extiende hacia las profundidades del agua. A los fotógrafos también les gusta usar filtros polarizadores en sus objetivos para bloquear los reflejos sobre el agua, el vidrio o el metal y obtener imágenes con contraste elevado.
Lo que resulta útil en la vida diaria también esconde un gran potencial en aplicaciones industriales. Pero solo desde algunos años, porque antes apenas se sabía cómo utilizar la polarización.
El sensor de imagen IMX250MZR desarrollado por Sony con filtros polarizadores integrados directamente en el sensor inició el cambio el año pasado hacia el desarrollo de cámaras polarizadoras adecuada,s como las cámaras CX de Baumer. También se han ido ampliando los conocimientos especializados, como el caso del Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados IIS en Erlangen, que ha estado investigando nuevos métodos de toma imagen desde hace más de 20 años y ha implementado proyectos piloto en el campo de la polarización para numerosas empresas. Baumer y Fraunhofer IIS han estado compartiendo sus experiencias desde el año pasado.

AOP, DOLP y ADOLP con una toma
Las cámaras polarizadoras GigE y USB 3.0 de Baumer utilizan las propiedades de polarización de la luz. Para ello, las cámaras apuestan por el sensor Shutter Sensor de 5 megapíxeles IMX250MZR de Sony, que dispone de una capa de polarización adicional. Dicha capa cuenta con un filtro polarizador frente a cuatro píxeles, el cual solo permite que pase la luz de una determinada dirección de oscilación (0°, 45°, 90° o 135°).

Los algoritmos estables de evaluación del Software Development Kit Baumer GAPI determinan automáticamente el ángulo de polarización (AOP, Angle Of Polarization), el grado de polarización (DOLP, Degree Of Linear Polarization) o ambos combinados (ADOLP, Angle and Degree Of Linear Polarization) a partir de los datos brutos de imagen. En lugar de un sistema de comprobación complejo con filtros cambiantes o un sistema multicámara, basta con una cámara y una toma de imágenes, lo que reduce tanto la complejidad como los costes del sistema. De esta forma, se admiten soluciones en línea sencillas y rentables en las que el usuario puede determinar de manera flexible qué información necesita para un análisis de imágenes adicional.

Visibilidad a lo oculto
Las cámaras polarizadoras permiten visualizar y evaluar las propiedades físicas del material que el ojo humano no puede detectar: ​​una mancha de aceite sobre una superficie metálica, por ejemplo, resulta casi imperceptible para el ojo humano, pero una cámara polarizadora detecta un círculo brillante. Gracias al procesamiento de imágenes de polarización, dichas propiedades ocultas se revelan en un instante.

La obtención de imágenes con luz polarizada permite aplicaciones completamente nuevas para otros sectores industriales con el fin de optimizar los procesos de fabricación, reducir la tasa de rechazos o mejorar la calidad.

Por ejemplo, existe gran potencial en la industria del vidrio. Si el vidrio se encuentra bajo tensión mecánica, puede romperse en caso de vibraciones, calor o cortes. Dichas tensiones invisibles surgen cuando el vidrio se enfría, pero especialmente cuando está incrustado en un marco con una dilatación térmica diferente. Esto resulta preocupante en el caso de, por ejemplo, ventanas en zonas relevantes para la seguridad, como en la industria médica o química Hasta el momento, los filtros polarizadores se han utilizado delante y detrás del vidrio para medir la tensión residual. Cuando se ilumina con luz blanca, las estructuras coloreadas se vuelven visibles, ya que el plano de polarización de la luz gira en función de la tensión mecánica en el vidrio: el efecto se denomina birrefringencia de tensión. Sin embargo, este método de medición no se puede utilizar en línea ya que se deben tomar varias imágenes de forma consecutiva. Si, por el contrario, se apuesta en una cámara polarizadora, solo una imagen proporciona toda la información necesaria para detectar de forma fiable el vidrio con tensión. Una cámara industrial ofrece otra ventaja, como afirma el Dr. Schöberl, director del grupo de procesos de procesamiento de imágenes en Fraunhofer IIS: «Una fábrica de vidrio implica calor y polvo, pero el sistema de medición debe funcionar con total fiabilidad». Las cámaras polarizadoras resistentes, como las de Baumer, pueden ofrecer otras ventajas.

La obtención de imágenes con luz polarizada también resulta interesante para la comprobación de calidad de plásticos reforzados con fibra de carbono como los que se utilizan en las industrias automovilística o aeroespacial. La fibra de carbono se muestra de color gris oscuro a la vista, pero una cámara polarizadora reconoce que el ángulo de polarización de la luz reflejada es diferente y depende de la dirección de las fibras. La dirección de las fibras se muestra en color en las imágenes obtenidas. De este modo, se detectan errores en las fibras que resultan invisibles al ojo humano, pero que influyen en la estabilidad del material. Gracias a la calibración de polarización de fábrica, las cámaras polarizadoras CX alcanzan una resolución angular de 1° para identificar de forma fiable las desviaciones más reducidas en la dirección de la fibra.

Las cámaras polarizadoras también destacan a la hora de comprobar superficies reflectantes o brillantes, como metal o láminas. Gracias a la selección de una dirección de polarización, los efectos brillantes se reducen efectivamente para, por ejemplo, detectar mejor los arañazos o consultar los códigos con mayor seguridad, sin que la imagen general se vuelva más oscura.