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Welche Beleuchtungsarten gibt es?

In der heutigen Zeit nimmt die industrielle Bildverarbeitung in der Produktion eine immer größere Rolle ein. Weshalb? Unternehmen suchen Methoden, um Kosten bei der Herstellung eines Produktes zu senken. Aufgrund der steigenden Qualitätsansprüche seitens der Verbraucher und der Konkurrenz, bietet maschinelles Sehen eine Lösung. Die Prüfpalette ist dabei enorm. Ob nun kleine Schrauben, Lebensmittel oder Autos: Mit Leichtigkeit können Unternehmen unter anderem eine Form- und Maßprüfung, Oberflächeninspektion oder Defekterkennung vollziehen.

Das Umgebungslicht reicht zur Inspektion dieser Objekte allerdings nicht aus. In dunklen Hallen, bei wechselndem Tageslicht oder unterschiedlichen Lichtquellen gibt es für die Kameras keine zuverlässige Beleuchtung und ungenügenden Kontrast, um Prüfmerkmale oder Fehler einwandfrei lesen zu können. Daher helfen verschiedenste Beleuchtungsarten, der Bildverarbeitung konstante Licht- und Kontrastverhältnisse zu bieten. Das Licht hebt effektiv Merkmale des jeweiligen Objekts hervor und ermöglicht so eine korrekte Überprüfung.

Denn Merkmale, die im Bild nicht zu erkennen sind, kann die Bildverarbeitung auch nicht auswerten. Insbesondere die Informationen in der Bildaufnahme nach der Aufnahme wiederherzustellen, ist fast unmöglich. Daher sollten Sie schon von Anfang an die Beleuchtungsauswahl sorgfältig bedenken, um den Aufwand gering zu halten und keine unnötig aufwändigen Rechenprozesse zu vollziehen.

 

Doch welche Beleuchtungsarten gibt es eigentlich dafür?

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Hintergrundbeleuchtung

Durch die Hintergrundbeleuchtung rückt der Umriss des Objekts in den Vordergrund. Zwar ist sie für eine Oberflächeninspektion ungeeignet, kann aber neben der Prüfung der Umrissform verschiedenste Lücken prüfen. Schlitze/Spalten und Löcher müssen zum Beispiel bei Stanzungen auf Vollständigkeit untersucht werden.

Dunkelfeldbeleuchtung

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung setzt die Qualitätsinspektion den Beleuchtungswinkel nicht höher als ca. 45 Grad. Durch die seitliche Beleuchtung reflektieren Merkmale an der Oberfläche das Licht zurück zur Kamera und sind hell zu sehen, während der Rest Oberfläche dunkler erscheint. Dabei können Sie kleinste Beschädigungen, Kerben, (Finger-)Abdrücke oder Staubkörner identifizieren.

Diffuse Koaxialbeleuchtung

Um vor allem stark reflektierende, glänzende Objekte besser auf Merkmale zu prüfen, strahlt bei der diffusen Koaxialbeleuchtung ein LED-Leuchtfeld seitlich (koaxial) auf einen halbdurchlässigen Spiegel. Er beleuchtet das eigentliche Objekt und durch den geringeren Schattenwurf ist das Bild deutlich homogener. Denn durch den halbdurchlässigen Spiegel reflektiert weniger Licht zur Kamera. Bei direkter Beleuchtung hingegen könnten Sie Merkmale wie Kratzer überhaupt nicht identifizieren, da das Objekt die Kamera nur blenden würde.

Ringlicht

Ringlichter sind preiswert und in der Konstruktion unkomplizierter als andere Beleuchtungsarten. Sie werden bei kleineren Beleuchtungsfeldern rund um das Kameraobjektiv eingesetzt, um eine möglichst schattenfreie Beleuchtung zu gewährleisten. Für noch mehr Leuchtkraft an einer kleineren, spezifischen Stelle, greift man bei der Bildverarbeitung allerdings auf die klassische Spot-Beleuchtung zurück.

Es zeigt sich, dass die Beleuchtungsarten in der Bildverarbeitung sehr vielseitig sind. Je nachdem was Sie überprüfen möchten, dient die jeweilige Beleuchtung ihrem bestimmten Zweck. In der Qualitätsinspektion gilt es also immer zu entscheiden, welche Methode sich für die Merkmalprüfungen am besten eignet und zuverlässige Resultate erzielt.

21. Januar 2021

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