Light in Machine Vision
Wie Sie die richtige Beleuchtung finden
Die Beleuchtung in einem Vision System wird oft bei der Planung vernachlässigt, ist jedoch entscheidend für Bildqualität und Effizienz. Ohne die richtige Lichtquelle entstehen Reflexionen, zu dunkle oder überbelichtete Bereiche. Achten Sie daher auf eine passende Beleuchtungstechnik, die zum Einsatzzweck und idealerweise zum restlichen System passt. Erfahren Sie, welche Beleuchtung für Ihr System geeignet ist und worauf Sie bei der Auswahl achten sollten.
Leuchtenarten in der Machine Vision
Machine Vision kommt in vielen Branchen zum Einsatz, die alle eigene Ziele haben. So unterschiedlich wie der Einsatzort der Systeme sieht auch deren Beleuchtung aus. Schließlich werden für das Erkennen von Rissen andere Leuchten verwendet als für das Unterscheiden von Farben. In der industriellen Bildverarbeitung kommen LED-Lichter am häufigsten zum Einsatz. Diese gibt es in der Machine Vision Beleuchtung als Balken-, Ring- oder Hintergrundbeleuchtung.
Balkenleuchten
Das Licht kommt aus einem geraden Balken und leuchtet die Fläche gleichmäßig aus. Es ist auch möglich mehrere Balkenleuchten zu kombinieren, sodass das Motiv bzw. das Objekt von verschiedenen Seiten ausgeleuchtet wird. Durch Balkenlichter können gezielt nur bestimmte Teile eines Objekts beleuchtet werden, was bei manchen Anwendungen notwendig ist. Sie kommen häufig in Kombination mit einer Dunkelfeldbeleuchtung zum Einsatz, wodurch Oberflächen sehr gut auf Kratzer und Auffälligkeiten untersucht werden können.
Ringlicht
Eine Ring-Beleuchtung ist kreisförmig und leuchtet das Objekt gleichmäßig aus, ohne dabei einen Schatten zu werfen. Ringlichter sind eine typische Art der Frontlichtbeleuchtung und erhöhen aufgrund der Ausleuchtung den Kontrast auf Bildern. Die Lichter sind gut anpassbar und könnten als „Allrounder“ in der Lichttechnik bezeichnet werden. Besonders gerne werden Ringlichter bei Arbeiten in der Qualitätskontrolle mit zylindrischen Objekten verwendet, da sie diese durch die runde Form gleichmäßig von außen beleuchten.
Hintergrundbeleuchtung
Bei dieser Technik der Beleuchtung wird das Objekt gleichmäßig von hinten beleuchtet, sodass die Umrisse gut aufgenommen werden oder das Objekt durchleuchtet wird. So können z.B. Löcher, Blasen oder Kratzer sehr gut dargestellt und bemerkt werden. Auch bei der Qualitätskontrolle von Etiketten und bedrucktem Papier ist die Hintergrundbeleuchtung ein wichtiger Standard. Jedoch gehen sämtliche Informationen zur Oberflächenbeschaffenheit verloren.
Light in Machine Vision: Farbiges Licht und Wellenlängen
Bei der Bildverarbeitung können wir uns noch weitere Eigenschaften von Licht zu Nutze machen. Je nach dem, in welchen Wellenlängen das Licht auf verschiedene Materialien auftrifft, wird das Licht gebrochen, absorbiert, geleitet oder reflektiert. Bei Vision Systemen und deren Beleuchtungstechnik ist die Absorption und Reflektion besonders interessant.
Licht ist für das menschliche Auge im Bereich von 400 bis 700 Nanometern sichtbar, da es in diesem Spektrum verschiedene Farben annimmt.
Ob ein Objekt Licht reflektiert, bricht oder absorbiert, hängt von seinen physikalischen Eigenschaften ab. Spiegel reflektieren Licht, Wasser und Luft brechen es, und absorbierende Materialien wandeln es in Wärme um, wie z. B. aufgeheizte Oberflächen im Sommer. Gegenstände reflektieren die Farbe, die sie selbst haben: Ein roter Gegenstand reflektiert rotes Licht, ein blauer absorbiert es.
In der Qualitätssicherung kann dies genutzt werden: Mit einer monochromen Kamera und rotem Licht erscheinen rote Objekte hell, blaue hingegen dunkel.
Koordination Ihrer Beleuchtungstechnik
Die Beleuchtungstechnik ist entscheidend für Ihr Vision System, daher sollten Sie frühzeitig mit der Planung beginnen. Klären Sie dabei folgende Fragen:
Welche Leuchte wird verwendet?
Welche Beleuchtungstechnik passt zu Ihrem Zweck?
Welche Wellenlänge bzw. Farbe soll Ihre Lichtquelle haben?
Da die Beleuchtung nur ein Teil des Systems ist, sollten Kamera, Beleuchtungs- und Maschinensteuerung idealerweise vom gleichen Hersteller stammen, um eine problemlose Synchronisierung zu gewährleisten. Bei Basler bieten wir Ihnen diesen Service, sodass Sie alle Komponenten für Ihr System aus einer Hand erhalten und diese dann problemlos synchronisieren und aufeinander abstimmen können. Die Wahl der Beleuchtungstechnik ist ein ausschlaggebender Faktor für die erreichte Bildqualität, da die Qualität der Lichtquelle später nicht durch andere Komponenten ausgeglichen werden kann. Befassen Sie sich daher bei der Zusammenstellung Ihres Vision Systems ausgiebig mit dem Thema Beleuchtung. Wir stehen Ihnen als kompetenter Partner mit Rat und Tat zu Seite und haben mit Sicherheit die Lösung parat, die Ihr Vision System im richtigen Licht erstrahlen lässt.
Unsere Beleuchtungsprodukte
Nutzen Sie unser breitgefächertes Portfolio und wählen Sie das passende Produkt für Ihr Vision System. Unser Illumination Advisor gibt Ihnen individuelle Produktempfehlungen und führt Sie Schritt für Schritt zu einer Auswahl an abgestimmten Beleuchtungen und Zusatzkomponenten.
