En muchos proyectos de medición óptica (visión industrial, multisensor, escaneo estructurado, microscopía, lectura de marcas/códigos), el problema no es la cámara, ni el lente, ni el algoritmo. El problema es más básico: la escena no está bien “construida” con luz. La iluminación es el “medio” con el que trabaja el sistema; todo lo demás solo lo registra e interpreta.
Esta idea se resume en un hábito poderoso: en metrología, primero se diseña la iluminación; después se selecciona el sensor. Un enfoque “lighting-first” suele disminuir la variabilidad, estabilizar el GR&R y simplificar el debug en producción.
En visión industrial (2D/3D), multisensor, escaneo estructurado, lectura de códigos, microscopía y medición por imagen, no mides pixeles: mides transiciones de intensidad (bordes). Si la iluminación no produce bordes nítidos y consistentes, todo lo demás se vuelve frágil.
De hecho, en aplicaciones de visión, la mala iluminación es la causa más común del bajo desempeño, y ni una cámara sofisticada ni software avanzado pueden compensar iluminación inadecuada.
Una definición práctica (útil para ingeniería) es:
El problema no es solo que “se vea feo”. La luz puede introducir sesgo dimensional (bias) y degradar la repetibilidad:
La frase clave aquí es: muchos “problemas de algoritmo” son problemas de fotones.
Nota: Blooming y flare son dos efectos ópticos/electrónicos que “ensucian” las zonas brillantes en una imagen. En metrología por visión son peligrosos porque mueven la posición aparente del borde (edge) y pueden meter sesgo dimensional.
Mientras que flicker (parpadeo) es una variación rápida y periódica de la intensidad de la luz. Drift por calentamiento (deriva térmica) es un cambio gradual del brillo o del “color” de la iluminación conforme la lámpara/LED y el driver se calientan. Y por último PWM (modulación por ancho de pulso) es un método para regular brillo encendiendo y apagando el LED a alta frecuencia, variando el tiempo “encendido”.
Según la textura (mate, reflectiva o refractiva) y la forma de la pieza, las decisiones de iluminación cambian qué zonas quedan más brillantes; una mala elección puede causar glare (reflejo directo a la cámara), o dejar detalles en sombra/ocultos.
En piezas “difíciles”, el enfoque iluminación primero, se recomienda contramedidas típicas:
Si quieres convertir la iluminación en un “sub-sistema controlable”, estos son los aspectos principales:
A. Geometría
Decide cómo debe “aparecer” el elemento:
B. Espectro (color / longitud de onda)
Fuentes estables y, si aplica, narrowband. IR/UV cuando el contraste visible es pobre.
C. Intensidad + margen (headroom)
Evita saturación: necesitas bordes “empinados” pero con dinámica disponible para variación de acabado.
D. Polarización
La polarización cruzada es de los “rescates” más potentes en superficies semi-brillo y metales cepillados.
E. Uniformidad y estabilidad temporal
Si la iluminación cambia con el tiempo o no es uniforme, la medición deriva. Este punto es clave para producción.
Los tipos más comunes de iluminación son:
Backlighting (contraluz): Luz plana y difusa detrás del objetivo: genera silueta negra con máximo contraste y bordes claros. Ideal para OD/ID, slots, contornos.
Bright field (frontal, full/partial): Ilumina desde arriba para que superficies planas reflejen hacia la cámara. Útil en elementos “planos”, lectura de marcas en ciertos acabados.
Dark field (rasante): Luz lateral a bajo ángulo: resalta bordes, variaciones de altura, textura y contornos; el fondo tiende a verse oscuro y los features “encienden”.
Diffuse lighting (tipo “día nublado”): Iluminación desde múltiples direcciones para minimizar reflejos confusos en piezas curvas o brillantes; ayuda a crear fondo parejo.
Multicolor / Multispectral: El uso de IR puede ayudar a ver defectos pequeños en imágenes visualmente complejas, diferencias de material y condiciones complicadas.
Los filtros sirven para bloquear luz ambiente indeseada o aumentar contraste, y se pueden destacar tres familias clave:
Algunas cámaras traen iluminación integrada (útil para uniformidad, especialmente en objetos mate y despliegues simples), pero en muchas aplicaciones se requiere una iluminación separada con experimentación de ángulos y tipos. Además: no existe una configuración universalmente mejor; depende de requisitos, pieza y resultado esperado.
Un flujo práctico (muy alineado a lo que propone el enfoque lighting-first) es:
Si algo te llevas de este artículo, que sea esto: primero diseña la luz y después el resto. Cuando la iluminación está bien definida, los bordes “se levantan”, los umbrales dejan de “bailar” y tus mediciones reflejan geometría… no reflejos.
Créditos por información e imágenes a Cognex.
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