¿Qué es un filtro óptico?
Los filtros ópticos se utilizan en la trayectoria del haz de la cámara o la iluminación e influyen en las porciones del espectro de la luz que pasan. Mientras que ciertos rangos de longitud de onda pasan, otros se pueden bloquear o atenuar. Las longitudes de onda afectadas dependerán del tipo de filtro. Los filtros de paso de banda limitan la luz a un rango espectral estrecho, mientras que los filtros de paso largo y los filtros de paso corto permiten el paso de longitudes de onda por encima o por debajo de un límite definido. Por el contrario, los filtros de polarización no influyen en la longitud de onda, sino en la dirección de oscilación de la luz.
De este modo, sobre todo llega a la cámara el rango espectral que es relevante para la tarea de inspección correspondiente. De este modo, se puede suprimir la molesta luz ambiental y reducir las reflexiones. Al mismo tiempo, se pueden resaltar características del material, como diferencias de color o estructuras de superficie, que serían difíciles o invisibles sin el filtro adecuado.
¿Cuándo se utilizan los filtros ópticos?
Aumentar el contraste
Resaltar más claramente las características relevantes
Minimizar las reflexiones
Mejorar la precisión de repetición
Hacer visibles las propiedades del material
Reducir la luz ambiental molesta
Características clave de los filtros ópticos
Transmisión
La transmisión indica la cantidad de luz que pasa a través del filtro. Cuanto mayor sea la transmisión, más luz útil llegará a la cámara.
Zona de bloqueo
La zona de bloqueo es la parte del espectro que bloquea el filtro. Un alto efecto de bloqueo reduce las porciones de luz no deseadas y, por lo tanto, la influencia de la luz externa en la captura de imágenes.
Anchura a media altura (FWHM)
La anchura a media altura describe el ancho del rango espectral que pasa un filtro. Cuanto menor sea la anchura a media altura, más estrecho y selectivo será el rango de longitud de onda que se deja pasar.
El espectro electromagnético
| Rango espectral | Longitud de onda | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| UV | 200–400 nm | Fluorescencia, comprobación de materiales |
| Luz visible | 400–700 nm | Procesamiento de imágenes estándar |
| Infrarrojo cercano (IR) | 700–1.100 nm | Supresión de luz parásita, diferenciación de materiales |
| SWIR | 1000–2.500 nm | Medición de humedad, semiconductores |
| MWIR | 3–5 µm | Termografía |
| LWIR | 8–14 µm | Tecnologiá termografica |
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UV
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200–400 nm
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Fluorescencia, comprobación de materiales
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Luz visible
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400–700 nm
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Procesamiento de imágenes estándar
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Infrarrojo cercano (IR)
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700–1.100 nm
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Supresión de luz parásita, diferenciación de materiales
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SWIR
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1000–2.500 nm
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Medición de humedad, semiconductores
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MWIR
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3–5 µm
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Termografía
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LWIR
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8–14 µm
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Tecnologiá termografica
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¿Qué se debe tener en cuenta a la hora de seleccionar filtros ópticos?
Posición espectral
Tipo de filtro
Grado de transmisión
Pendiente de transición
Compatibilidad mecánica
El filtro adecuado solo funciona con la iluminación adecuada:
Un filtro por sí solo no genera una imagen óptima. En primer lugar, la iluminación adaptada al objeto de prueba se encarga de que destaquen las características deseadas. El filtro adecuado refuerza este efecto suprimiendo las porciones de luz molestas y permitiendo que solo las longitudes de onda relevantes para la captura de imágenes lleguen a la cámara. Solo entonces se obtiene una imagen de alto contraste y evaluable.
¿Qué tipos de filtros ópticos existen?
Filtro de polarización
Propiedad: Los filtros de polarización reducen las molestas reflexiones en superficies brillantes o transparentes.
Aplicación típica: Los filtros de polarización aumentan el contraste al filtrar las reflexiones molestas, las luces brillantes y los reflejos en superficies lisas, brillantes o curvas. Esto facilita la detección de grietas, arañazos o irregularidades que, de lo contrario, podrían superponerse a reflexiones. Esto los hace especialmente adecuados para la inspección de vidrio, piezas de plástico y láminas, así como para el control de líquidos y superficies.
Filtro de paso de banda de luz roja (filtro de color)
Propiedad: Los filtros de paso de banda rojos permiten el paso de la luz desde el rango espectral rojo y suprimen otras longitudes de onda.
Aplicación típica: En combinación con la iluminación LED roja, los filtros de paso de banda rojos reducen las molestas porciones de luz fuera del espectro rojo, proporcionando así contrastes estables. De este modo, se pueden registrar de forma fiable, por ejemplo, imágenes impresas, etiquetas, códigos de barras o texto claro. Otras áreas de aplicación son las aplicaciones de OCR, así como la detección de marcas de color y características de embalaje.
Filtro de paso largo IR
Propiedad: Los filtros de paso largo de IR bloquean la luz visible y dejan pasar la luz infrarroja.
Aplicación típica: En combinación con la iluminación de IR activa, la molesta luz ambiental visible se puede suprimir casi por completo y aumentar el contraste. Esto permite una evaluación fiable de las imágenes incluso en condiciones de iluminación difíciles; por ejemplo, en la tecnología de transporte y la visión robotizada, así como en el control de presencia, la distinción de materiales y la detección de códigos.
Filtro de paso de banda para luz visible
Propiedad: Limita la captura de imágenes al rango espectral visible de 400–700 nm y reduce las interferencias de la luz UV y la luz IR.
Aplicación típica: Los filtros de paso de banda para luz visible reducen las influencias de la luz ambiental o de la iluminación externa, que pueden falsear el contraste y la reproducción del color. Esto permite obtener valores uniformes en todas las cámaras en sistemas de varias cámaras. Además, los resultados de la comprobación del color, el control de posición y el control de calidad se mantienen más comparables en condiciones de iluminación cambiantes.
Filtro de paso de banda de luz azul (filtro de color)
Propiedad: Optimiza el contraste con iluminación LED azul y suprime la molesta luz ambiental.
Aplicación típica: Los filtros de paso de banda azules utilizan la menor difracción de la luz de onda corta para capturar estructuras finas con bordes más nítidos y contrastes más altos. Al mismo tiempo, se suprime la luz fuera del espectro azul. Esto permite una captura de bajo ruido y alto contraste en la inspección de componentes electrónicos y placas de circuito impreso, detección de bordes y contornos, así como en la inspección de superficies, detección de estructuras y mediciones de precisión.
Filtro UV
Propiedad: Para aplicaciones con iluminación UV o fluorescencia UV para resaltar características no visibles en la luz visible.
Aplicación típica: En las pruebas de fluorescencia, los filtros UV bloquean la radiación de excitación UV intensa, mientras que la señal de fluorescencia más débil emitida por los materiales fluorescentes se utiliza para la captura de imágenes. De este modo, se pueden hacer visibles residuos, defectos o códigos. Las aplicaciones típicas son el control de adhesivos, la comprobación de pinturas y recubrimientos, la lectura de marcas de seguridad invisibles, como códigos de matriz de datos en ampollas de vidrio, así como el análisis de materiales.
