O efeito é surpreendente: se olhar para uma superfície de água num dia de sol, os reflexos são tão fortes que terá de semicerrar os olhos. Se colocar óculos escuros com filtro polarizador, os reflexos são magicamente removidos e a visão repentinamente se estende profundamente na água. Os fotógrafos também gostam de usar filtros polarizadores nas suas lentes para bloquear reflexos na água, vidro ou metal e obter imagens de alto contraste.
O que é útil na vida quotidiana também tem grande potencial em aplicações industriais. Contudo, apenas por alguns anos, porque antes disso quase não havia câmaras nem know-how sobre o uso de imagens de polarização.
O sensor de imagem IMX250MZR desenvolvido pela Sony com filtros de polarização integrados diretamente no sensor marcou a reviravolta no desenvolvimento de câmaras de polarização adequadas, como as câmaras CX da Baumer no ano passado. O know-how também foi continuamente desenvolvido, como no Instituto Fraunhofer para Circuitos Integrados IIS em Erlangen, que pesquisa novos métodos de imagem há mais de 20 anos e implementou projetos-piloto no campo da polarização para muitas empresas. A Baumer e a Fraunhofer IIS têm partilhado as suas experiências desde o ano passado.

AOP, DOLP e ADOLP com uma gravação
As câmaras de polarização GigE e USB 3.0 da Baumer usam as propriedades de polarização da luz. Para isso, as câmaras contam com o sensor de obturador global de 5 megapixels IMX250MZR da Sony, que possui uma camada adicional de polarização. Há um filtro de polarização à frente de quatro pixels vizinhos, que só permite a passagem de luz numa determinada direção de oscilação – 0°, 45°, 90° ou 135°.

Algoritmos de avaliação estáveis ​​no kit de desenvolvimento de software Baumer GAPI determinam automaticamente o ângulo de polarização (AOP, Ângulo de Polarização), o grau de polarização (DOLP, Grau de Polarização Linear) ou ambos combinados (ADOLP, Ângulo e Grau de Polarização Linear) a partir dos dados de imagem brutos. Em vez de um sistema de teste complexo com troca de filtros ou um sistema com várias câmaras, uma câmara e uma gravação são suficientes – isso reduz a complexidade e os custos do sistema. Isso permite soluções em linha simples e económicas nas quais o utilizador pode determinar com flexibilidade as informações que são necessárias para uma análise posterior da imagem.

Tornar visível as coisas ocultas
Com a ajuda de câmaras de polarização, as propriedades físicas do material, que não podem ser detetadas pelo olho humano, podem ser vistas e avaliadas – uma mancha de óleo numa superfície de metal, por exemplo, é quase invisível ao olho, enquanto uma câmara de polarização vê um círculo brilhante. Graças ao processamento de imagem de polarização, estas propriedades ocultas são reveladas num instante.

A geração de imagens com luz polarizada também abre novas aplicações para outras áreas industriais, para otimizar processos de fabrico, reduzir rejeições ou melhorar a qualidade.

Há um grande potencial na indústria do vidro, por exemplo. Se o vidro estiver sob tensão mecânica, ele pode partir-se quando exposto a vibrações, calor ou ao cortar. Estas tensões invisíveis surgem quando o vidro arrefece, mas especialmente quando está encerrado numa moldura com uma expansão térmica diferente. Isto é crítico, por exemplo, com janelas em áreas relevantes para a segurança, por exemplo, na medicina ou na indústria química. Até ao momento, filtros de polarização cruzada têm sido frequentemente utilizados ​​à frente e atrás do vidro para medir a tensão residual. Quando brilham com luz branca, estruturas coloridas tornam-se visíveis, conforme o plano de polarização da luz é girado dependendo do esforço mecânico no vidro – o efeito é chamado de birrefringência de esforço. No entanto, como deve ser capturadas várias imagens uma após a outra, este método de medição não pode ser integrado em linha. Se, por outro lado, for utilizada uma câmara de polarização, apenas uma imagem fornece todas as informações necessárias para detetar vidro tenso com segurança. Uma câmara industrial oferece outra vantagem aqui, como o Dr. Schöberl, líder do grupo de processos de imagem na Fraunhofer IIS, sabe: "É quente e empoeirado numa fábrica de vidro – mas o sistema de medição tem de funcionar de forma absolutamente fiável". Câmaras de polarização robustas como as da Baumer podem oferecer vantagens decisivas aqui.

A geração de imagens com luz polarizada também é interessante para testes de qualidade de plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP), como os usados ​​nas indústrias automóvel ou aeroespacial. Os tecidos de fibra de carbono são cinzento escuro aos olhos, mas uma câmara de polarização reconhece que o ângulo de polarização da luz refletida é diferente e depende da direção das fibras. A direção do grão é mostrada em cores nas imagens calculadas. Falhas no grão invisíveis a olho nu, mas que têm uma influência decisiva na estabilidade do material, são detetadas com eficiência. Graças à calibração de polarização de fábrica, as câmaras de polarização CX alcançam uma resolução angular de 1° para identificar com segurança até os menores desvios na direção da fibra.

As câmaras de polarização também pontuam muito ao verificar superfícies reflexivas ou brilhantes, como metal ou folhas. Ao selecionar uma direção de polarização, os efeitos de brilho são efetivamente reduzidos para, por exemplo, detetar melhor os riscos ou ler os códigos de forma mais fiável – sem que a imagem geral fique mais escura.