Qué exige esta aplicación
Un sistema de visión artificial se construye en torno a la diferencia entre la luz que controlas y la luz que no. La iluminación es conocida (una barra de LED, un anillo de luz, una línea láser o un patrón estructurado en una longitud de onda definida) y todo lo demás es ruido. El trabajo del filtro es pasar el primero y rechazar el segundo, y tiene que hacerlo en todo el campo de visión y no solo en el eje óptico.
De ello se derivan tres requisitos. Primero, la banda de paso debe ubicarse en la longitud de onda de la fuente con suficiente margen para que la expansión de la producción y el cambio térmico no eliminen el pico. En segundo lugar, el bloqueo debe ser lo suficientemente profundo en el resto del rango de sensibilidad del detector, porque el piso de un taller contiene luz del día, parpadeos fluorescentes e infrarrojos de partes calientes. En tercer lugar, el filtro tiene que aceptar el cono de ángulos que ofrece la lente sin que la banda de paso se desvíe, y este último punto es donde muchos filtros disponibles en el mercado fallan silenciosamente.
Especificaciones que recomendamos
| Componente | Especificación típica | ¿Por qué? |
|---|---|---|
| Filtro de paso de banda | FWHM 10–40 nm centrado en la iluminación, bloqueado a OD4 en todo el rango del detector | Aísla la fuente sin recortarla ya que la luz cambia con la temperatura. |
| Filtro con revestimiento duro | Pila dieléctrica densa en lugar de vidrio teñido | Longitud de onda central estable y sin decoloración bajo iluminación continua |
| Ventana protectora | Borosilicato o sílice fundida con AR de banda ancha, 60–40 scratch-dig | Protege la lente al tiempo que agrega un reflejo insignificante en la ruta de la imagen. |
| Vidrio protector de lente | Vidrio fino con revestimiento AR, paralelismo inferior a 10 segundos de arco | Evita imágenes fantasma en las dos superficies de la portada. |
Modos de falla contra los que diseñamos
El problema de campo más común en los sistemas de visión es el desplazamiento espectral con ángulo: un filtro especificado en incidencia normal se coloca en un haz convergente y la banda de paso efectiva se mueve hacia el azul. Cuando la fuente es un LED de banda estrecha, la falta de coincidencia reduce silenciosamente la relación señal-ruido en torno a la cual se diseñó el sistema. Diseñamos la pila en el rango angular real en lugar de en un único ángulo nominal, por lo que solicitamos la apertura de la lente y la distancia de trabajo en lugar de solo la longitud de onda.
El segundo es el efecto fantasma. Dos superficies paralelas reflejan cada una una pequeña fracción de la señal, y la imagen doble resultante a menudo se confunde con un problema de enfoque. Especificar el paralelismo y un recubrimiento AR en ambas caras lo elimina.
Preguntas frecuentes
¿Debo utilizar un filtro de vidrio teñido o uno con revestimiento duro?
Recubrimiento duro, en casi todos los casos de visión artificial. El vidrio teñido es más barato pero tiene bordes más anchos y menos estables y puede desvanecerse bajo una iluminación continua de alta intensidad.
¿Qué tan apretada debe ser la banda de paso?
Lo suficientemente ajustado como para rechazar la luz ambiental pero lo suficientemente ancho como para tolerar el cambio de longitud de onda de la fuente con respecto a la temperatura. Para la mayoría de los sistemas LED, el compromiso práctico es entre 20 y 40 nm; las aplicaciones de líneas láser pueden ser mucho más estrechas.