Beleuchtungs-Selektor
Finden Sie die richtige Beleuchtung für die Bildverarbeitung in unter einer Minute
Die Beleuchtung entscheidet über mehr Bildverarbeitungsprojekte als jede andere Komponente. Beantworten Sie sechs Fragen zu Ihrem Bauteil, und der Selektor empfiehlt Ihnen eine Beleuchtungsgeometrie, eine LED-Farbe und das Zubehör, das die Prüfung wiederholbar macht. Dahinter stehen dieselben Regeln, die unsere Applikationsingenieure am Prüfplatz anwenden.
Jede Empfehlung verlinkt auf Beleuchtung aus unserem Programm. Oder gehen Sie direkt zu den 285 Leuchten von Advanced Illumination und ProPhotonix.
Der Selektor
Beschreiben Sie die Prüfaufgabe
Beantworten Sie, was Sie können. Die Empfehlungen aktualisieren sich live und werden mit jeder Antwort schärfer. Nichts wird gespeichert oder irgendwohin gesendet.
1.Was müssen Sie sehen?
2.Wie ist die Oberfläche?
3.Wie liegt das Bauteil vor?
4.Bewegt sich das Bauteil während der Aufnahme?
5.Gibt es Einbaubeschränkungen?
6.Wie ist das Umgebungslicht?
Ihre Empfehlungen erscheinen hier
Beginnen Sie mit Frage 1. Jede Antwort schärft das Ranking.
Warum das zählt
Kontrast entsteht im Moment der Aufnahme
Ein Bildverarbeitungssystem kann nur messen, was im Bild steckt. Wenn sich das Detail, auf das es Ihnen ankommt, beim Auslösen nicht vom Hintergrund abhebt, holt keine Software es zuverlässig zurück. Algorithmen verstärken, was das Licht ihnen liefert.
Deshalb konzentrieren erfahrene Bildverarbeiter ihre Mühe am Anfang der Kette. Das richtige Licht macht aus einer schweren Anwendung eine leichte, und das falsche Licht macht aus einer leichten Anwendung einen Supportvertrag. Es ist außerdem der günstigste Punkt, an dem man gewinnen kann: gute LED-Beleuchtung kostet in der Regel einen Bruchteil der Ingenieurzeit, die man aufwendet, um schlechte auszugleichen.
Drei Entscheidungen leisten fast die gesamte Arbeit, und der Selektor oben führt Sie durch sie hindurch: wo das Licht relativ zu Bauteil und Kamera sitzt, wie diffus oder gerichtet es ist, und welche Wellenlänge es abgibt.
Der Rahmen
Drei Entscheidungen, die Ihre Bildqualität festlegen
1. Geometrie
Wo sitzt das Licht relativ zu Bauteil und Kamera? Steiles Auflicht zeigt das Aussehen der Oberfläche. Streiflicht überstreicht die Oberfläche und bringt das Relief heraus. Licht von hinten erzeugt eine Silhouette. Licht auf der optischen Achse lässt flache, spiegelnde Bereiche hell aufleuchten.
2. Diffusion
Direktes Licht erzeugt harte Schatten und scharfe Spiegelreflexe, nützlich für Textur und Relief. Diffuses Licht umhüllt Wölbungen und beseitigt Blendung, und genau das brauchen Druck, Aluminium und gemischte Materialien meistens. Die meisten Beleuchtungsprobleme an glänzenden Bauteilen sind Diffusionsprobleme.
3. Wellenlänge
Farbe ist ein Kontrastwerkzeug, keine Geschmacksfrage. Ein Detail, das mit einer ähnlichen Farbe beleuchtet wird, erscheint hell, mit der Gegenfarbe erscheint es dunkel. Kurze Wellenlängen lösen feinere Details auf, Infrarot durchdringt manche Materialien, und Ultraviolett bringt Farben und Klebstoffe zum Fluoreszieren.
Technik-Explorer
Die zehn Beleuchtungsgeometrien, die man kennen sollte
Jedes Diagramm zeigt die Kamera oben, das Bauteil unten und den Weg des Lichts. Diese zehn decken die große Mehrheit industrieller Prüfaufgaben ab.
Ringlicht
Einsetzen für: alltägliche Anwesenheitsprüfungen und matte Bauteile, die gleichmäßig ausgeleuchtet werden sollen. Es wird rund um das Objektiv montiert, sodass eine einzige Halterung Kamera und Licht trägt.
Zu beachten: auf glänzenden Oberflächen spiegelt es sich direkt in die Kamera und erzeugt einen Hotspot. Wechseln Sie zu diffusem Licht oder Dunkelfeld, sobald Blendung auftritt.
Aus dem Programm: RL208-050, RL113 und weitere Ringleuchten
Balkenleuchte
Einsetzen für: flexibles gerichtetes Licht. Flach angestellt betont sie Textur und Relief, und Balken lassen sich für größere Bereiche gut zu zweit oder zu viert kombinieren.
Zu beachten: der Kontrast springt mit dem Winkel. Fixieren Sie die Geometrie mechanisch, bevor Sie die Anwendung validieren.
Aus dem Programm: AL295-075, AL150048 und weitere Balkenleuchten
Dunkelfeld
Einsetzen für: Kratzer, Dellen, gravierte und geprägte Markierungen sowie Kantenausbrüche an Glas. Das Licht streift über die Oberfläche, sodass nur Details, die sie stören, Licht zur Kamera schicken. Fehler leuchten vor Schwarz auf.
Zu beachten: erfordert einen kurzen Arbeitsabstand und passt zu einigermaßen flachen Bauteilen.
Aus dem Programm: DF196-050, DF241-25 und weitere Dunkelfeldleuchten
Domlicht
Einsetzen für: gewölbte, glänzende Bauteile, Aluminium, gemischte Materialien und Druck auf zerknitterten Oberflächen. Das Licht kommt aus allen Richtungen zugleich, wie an einem bedeckten Tag, und Hotspots verschwinden.
Zu beachten: baut groß, muss nah am Bauteil sitzen, und die Kameraöffnung kann auf Spiegelflächen einen dunklen Fleck hinterlassen.
Aus dem Programm: DL194, DL097 beide Domleuchten
Flachdom
Einsetzen für: Licht in Domqualität aus einem flachen Panel, durch das die Kamera blickt. Ideal für Codes und Druck auf Aluminium, Blistern und Beuteln, wo die Bauhöhe knapp ist.
Zu beachten: weniger Intensität als ein echter Dom, prüfen Sie daher die Belichtung bei realer Liniengeschwindigkeit.
Aus dem Programm: FD2-0404, FD2-0808 und weitere Diffusor-Panels
Koaxial (DOAL)
Einsetzen für: flaches poliertes Metall, beschichtete Oberflächen, Lötstellen und Aluminiumsiegel. Ein Strahlteiler legt das Licht auf die optische Achse, sodass flache Bereiche Licht zurückwerfen und geneigte Fehler dunkel werden.
Zu beachten: nur flache, spiegelnde Oberflächen profitieren, und der Strahlteiler kostet Sie Licht.
Aus dem Programm: DL225-025, SL223S und weitere Koaxialleuchten
Diffuses Durchlicht
Einsetzen für: Silhouetten. Anwesenheit, Orientierung, Füllstand in lichtdurchlässigen Behältern und Messung, wenn es auf die Kontur ankommt.
Zu beachten: verdeckt jedes Oberflächendetail. Ergänzen Sie eine zweite Aufnahme mit Auflicht, wenn Sie auch die Oberseite brauchen.
Aus dem Programm: BT100100, BL2-0404 und weitere Durchlichtleuchten
Kollimiertes Durchlicht
Einsetzen für: Präzisionsmesstechnik und die Prüfung transparenter Materialien. Parallele Strahlen liefern die schärfstmögliche Kante, besonders zusammen mit einem telezentrischen Objektiv.
Zu beachten: die Ausrichtung ist kritisch, und die Panels kosten mehr als diffuse Gegenstücke.
Kollimierte Panels werden auftragsbezogen gefertigt. Starten Sie mit dem Durchlicht-Programm, und wir legen die Kollimation gemeinsam mit Ihnen fest.
Linienlicht
Einsetzen für: Endlosbahnen aus Papier, Folie, Textil, Glas und Druck, die eine Zeilenkamera Zeile für Zeile aufnimmt, während das Material läuft.
Zu beachten: erfordert encodersynchrone Bildaufnahme sowie sehr hohe und über die gesamte Länge sehr gleichmäßige Intensität.
Aus dem Programm: Cobra MultiSpec, LL163-018 und weitere Linienleuchten
Strukturiertes Licht und 3D
Einsetzen für: Höhe, Ebenheit, Volumen und Form. Laserlinien oder projizierte Muster verformen sich über dem Bauteil, und die Triangulation macht aus dieser Verformung 3D-Daten.
Zu beachten: das ist eine Systementscheidung, kein Lampenwechsel. Sowohl Lasertriangulation als auch strukturiertes Licht von Photoneo fallen hierunter. Andere 3D-Technologien wie Time of Flight und Stereo Vision können ebenfalls besser passen.
Aus dem Programm: SL256 Musterprojektor, dazu Lasermodule und 3D-Kameras.
Interaktiv
Wählen Sie die LED-Farbe mit dem Kontrastsimulator
Monochromkameras sehen Helligkeit, nicht Farbe. Also entscheidet die LED-Farbe darüber, wie hell jedes Material erscheint. Wählen Sie die Farbe des Details, das Sie sehen müssen, und die Farbe seines Hintergrunds, und sehen Sie, wie gut die gängigen LEDs beide trennen.
Farbe des Details (was Sie sehen müssen)
Farbe des Hintergrunds (worauf es liegt)
Daraus folgen zwei Faustregeln. Beleuchten Sie ein Detail mit einer ähnlichen Farbe, um es aufzuhellen, und mit einer Farbe von der anderen Seite des Farbkreises, um es abzudunkeln. Und wenn zwei Materialien unter allen sichtbaren Farben gleich aussehen, versuchen Sie es mit Infrarot oder Ultraviolett, wo sich Druckfarben, Farbstoffe und Beschichtungen oft völlig anders verhalten.
Wellenlängen-Leitfaden
Welche LED-Farbe sollten Sie spezifizieren?
| Wellenlänge | Am besten für | Hinweise |
|---|---|---|
| Rot 625 nm | Die Standardwahl in der Monochromprüfung | Monochromsensoren sprechen bei 625 nm stark an, die LEDs sind effizient und günstig, und Rot ist für Bediener an der Linie angenehm. |
| Blau 470 nm | Feine Details, Metalloberflächen, gravierte Markierungen | Kurze Wellenlängen dringen weniger ein und streuen stark an der Oberfläche, was feine Strukturen und flache Markierungen herausbringt. Auf bearbeitetem und gebürstetem Metall oft die beste Wahl. |
| Grün 525 nm | Ein Mittelweg, rote Details auf hellem Untergrund | Nützlich, wenn Rot ein rotes Detail auslöscht. Es trifft zudem die Empfindlichkeitsspitze vieler Farbsensoren. |
| Weiß | Farbkameras und Farbprüfung | Zwingend, wenn die Farbe selbst gemessen wird. Spezifizieren Sie eine konstante Farbtemperatur und halten Sie Umgebungslicht draußen. |
| Infrarot 850 bis 940 nm | Durch manche Kunststoffe sehen, Druck ausblenden | Viele Druckfarben und Farbstoffe verschwinden im IR, was eine überladene Verpackung aufräumt. Auch dort nützlich, wo sichtbares Licht Bediener stören würde. |
| UV 365 bis 395 nm | Fluoreszierende Farben, Klebstoffe und Beschichtungen | Sicherheitsmerkmale, Klebstoffe und optische Aufheller leuchten unter UV. Kombinieren Sie das mit einem Filter, der das UV selbst sperrt und die Fluoreszenz durchlässt. |
| SWIR | Füllstände durch undurchsichtigen Kunststoff, Feuchte, Sortierung | Kurzwelliges Infrarot verlangt eine SWIR-Kamera und passende Beleuchtung und sieht Kontraste, die kein Siliziumsensor sehen kann. Sprechen Sie uns an, wenn sichtbares Licht gescheitert ist. |
Eine Prüfung vor der Entscheidung: die Sensorempfindlichkeit unterscheidet sich von Kamera zu Kamera. Sehen Sie sich bei knappen Fällen die Quanteneffizienzkurve im Datenblatt Ihrer Kamera an.
Machen Sie es wiederholbar
Das Zubehör, das die Anlage auch am Freitagnachmittag noch laufen lässt
Eine Beleuchtung, die am Prüfplatz ein gutes Bild liefert, ist nicht die Aufgabe. Die Aufgabe ist, in jedem Takt dasselbe Bild zu liefern, über Jahre. Drei Zubehörteile tragen den größten Teil dieser Last.
Kreuzpolarisation
Ein Polarisator an der Leuchte und einer am Objektiv, gegeneinander verdreht, beseitigen die spiegelnde Blendung, die auch diffuse Beleuchtung überlebt. Das ist die Standardlösung für Druck unter Schrumpffolie, für Blister und für glänzende Kunststoffe.
Bandpassfilter
Ein Filter am Objektiv, abgestimmt auf die Wellenlänge der LED, lässt Ihr Licht durch und weist alles andere zurück. Zusammen mit Blitzbetrieb macht das ein System nahezu immun gegen das Hallenlicht. Genau dafür liefern wir MidOpt-Filter.
Blitzcontroller
Ein Lichtcontroller schaltet die LED nur während der Belichtung ein. Das friert Bewegung ein und erlaubt sicheren Overdrive weit über den Dauerwerten. Er regelt außerdem den Strom, sodass die Helligkeit nicht driftet, wenn die Leuchte warm wird oder altert.
Sobald die Beleuchtung stimmt, dimensionieren Sie die Optik passend dazu. Unser Objektivrechner ermittelt Brennweite, Sichtfeld und Schärfentiefe und empfiehlt lagernde Objektive.
Aus der Praxis
Sechs Beleuchtungsfehler, die uns am häufigsten begegnen
- Die Beleuchtung bis zum Schluss aufschieben. Kamera und Objektiv werden zuerst gewählt, und das Licht bekommt, was vom Budget übrig ist. Wählen Sie die Beleuchtungstechnik zusammen mit der Kamera, nicht danach.
- Blendung mit mehr Helligkeit bekämpfen. Ein Ringlicht auf einem glänzenden Bauteil hochzudrehen macht den Hotspot heller, nicht das Detail. Blendung ist ein Geometrie- und Diffusionsproblem.
- Das Umgebungslicht ignorieren. Die Demo funktioniert im Labor, und dann verändern die Sonne oder ein Rolltor alles. Blitzen Sie das Licht und setzen Sie vom ersten Tag an einen passenden Bandpassfilter ein.
- LEDs an einem ungeregelten Netzteil betreiben. Ohne geregelten Strom driftet die Intensität mit Temperatur und Alter, und Ihre sorgfältig eingestellten Schwellwerte driften mit.
- An einem einzigen perfekten Bauteil validieren. Ein Licht, das dem perfekten Bauteil schmeichelt, kann die Streuung verdecken. Validieren Sie den Aufbau an Worst-Case-Bauteilen, einschließlich der hässlichsten.
- Weiß für neutral halten. Weißes Licht ist ein Kompromiss über Wellenlängen hinweg. Wenn eine Monochromkamera die Arbeit macht, schlägt eine einzelne, nach Kontrast gewählte Farbe fast immer Weiß.
Fragen
FAQ zur Beleuchtung in der Bildverarbeitung
Wie wähle ich die richtige Beleuchtung für die Bildverarbeitung?
Arbeiten Sie drei Entscheidungen der Reihe nach ab: Geometrie, Diffusion, Wellenlänge.
Entscheiden Sie zuerst, wo das Licht sitzen muss, um Kontrast zu erzeugen: davor, dahinter, streifend oder auf der optischen Achse. Entscheiden Sie dann, wie diffus es sein muss, je nachdem, wie glänzend und wie gewölbt das Bauteil ist. Wählen Sie zuletzt die Wellenlänge, die das Detail von seinem Hintergrund trennt. Der Selektor oben auf dieser Seite wendet diese Regeln für Sie an.
Was ist der Unterschied zwischen Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung?
Hellfeldlicht wird von der Oberfläche in die Kamera reflektiert, die Oberfläche erscheint also hell. Dunkelfeldlicht streift über die Oberfläche und verfehlt die Kamera, die Oberfläche erscheint also dunkel, und nur Störungen leuchten auf.
Nutzen Sie Hellfeld, um das allgemeine Aussehen, Druck und Montage zu sehen. Nutzen Sie Dunkelfeld, damit Kratzer, Dellen, Staub und gravierte Markierungen vor schwarzem Hintergrund aufleuchten.
Wann sollte ich ein Domlicht einsetzen?
Setzen Sie einen Dom ein, wenn das Bauteil glänzend oder gewölbt ist, in Aluminium verpackt ist oder mehrere Materialien mischt, und Blendung das Bild zerstört.
Ein Dom liefert diffuses Licht aus allen Richtungen zugleich, wie an einem bedeckten Tag, sodass spiegelnde Hotspots verschwinden und Druck lesbar wird. Wo ein voller Dom räumlich nicht passt, liefert ein Flachdom ein ähnliches Licht aus einem flachen Panel, durch das die Kamera blickt.
Was macht eine Koaxialbeleuchtung (DOAL)?
Eine Koaxialbeleuchtung schickt das Licht über einen Strahlteiler direkt auf die optische Achse, sodass flache, spiegelnde Oberflächen es zurückwerfen und hell erscheinen, während alles Geneigte, Zerkratzte oder Verbeulte es zur Seite wirft und dunkel erscheint.
Das ist die Standardwahl für flaches poliertes Metall, für Beschichtungen, für Lötstellen und für Aluminiumsiegel. Sie funktioniert nur auf flachen, spiegelnden Oberflächen.
Wann sollte ich Durchlicht einsetzen, und sollte es diffus oder kollimiert sein?
Setzen Sie Durchlicht ein, wenn die Information in der Kontur des Bauteils steckt: Anwesenheit, Orientierung, Maße oder Fehler in transparentem Material.
Diffuses Durchlicht eignet sich für allgemeine Silhouettenaufgaben und lichtdurchlässige Behälter. Kollimiertes Durchlicht erzeugt parallele Strahlen für die schärfstmögliche Kante und bildet, zusammen mit einem telezentrischen Objektiv, die Grundlage optischer Präzisionsmesstechnik.
Welche LED-Farbe sollte ich für eine Monochromkamera wählen?
Rot mit 625 nm ist die vernünftige Standardwahl, und man weicht aus einem Grund davon ab: Blau für feine Details auf Metall, eine nach Kontrast gewählte Farbe, wenn Detail und Hintergrund farbig sind, und Infrarot oder Ultraviolett, wenn sichtbares Licht sie nicht trennt.
Die Regel für farbige Details ist einfach. Ähnliche Farben hellen auf, Gegenfarben dunkeln ab. Mit dem Kontrastsimulator auf dieser Seite testen Sie Kombinationen in Sekunden.
Wann werden Infrarot- oder UV-Leuchten eingesetzt?
Infrarot dient dazu, durch manche Kunststoffe zu sehen, gedruckte Grafiken auszublenden, die eine Prüfung stören, und Szenen ohne für Bediener sichtbares Flackern zu beleuchten. Ultraviolett dient dazu, Druckfarben, Klebstoffe, Beschichtungen und Sicherheitsmerkmale zum Fluoreszieren zu bringen.
Beides verlangt passende Filter am Objektiv, und die UV-Fluoreszenz verlangt einen Filter, der das Anregungslicht sperrt und das sichtbare Leuchten durchlässt.
Brauche ich einen Lichtcontroller oder Blitzbetrieb?
Wenn sich das Bauteil während der Belichtung bewegt, oder das Umgebungslicht schwankt, oder Sie mehr Intensität brauchen, als der Dauerbetrieb hergibt, dann ja.
Ein Controller zündet die LED in einem kurzen, stromgeregelten Impuls, synchron zur Kamera. Das friert Bewegung ein, erlaubt einen Overdrive der LED weit über ihre Dauerhelligkeit hinaus und hält die Lichtleistung über Temperatur und Zeit stabil.
Wie verhindere ich, dass das Hallenlicht mein Bildverarbeitungssystem beeinflusst?
Kombinieren Sie eine im Overdrive geblitzte Leuchte mit einer kurzen Belichtungszeit und einem Bandpassfilter am Objektiv, abgestimmt auf die Wellenlänge der LED.
Der Blitz macht Ihr Licht kurzzeitig weit heller als den Raum, die kurze Belichtung begrenzt, wie viel Umgebungslicht eingesammelt wird, und der Filter weist Wellenlängen außerhalb des LED-Bandes zurück. Eine physische Abschirmung hilft, aber robust werden Systeme durch die Kombination aus Blitzbetrieb und Filter.
Kann ich schlechte Beleuchtung per Software ausgleichen?
Selten, und nie zuverlässig. Software kann den Kontrast strecken und filtern, der im Bild vorhanden ist, aber sie kann keine Information zurückholen, die das Licht nie hineingebracht hat.
Deep-Learning-Werkzeuge vertragen unvollkommene Bilder besser als klassische Algorithmen, aber auch sie arbeiten besser und brauchen weniger Trainingsdaten, wenn die Beleuchtung die Hauptarbeit leistet. Das Licht in der Hardware richtig zu machen, ist fast immer günstiger, als es in der Software auszugleichen.
Welche Marken für Bildverarbeitungsbeleuchtung liefert Clearview?
Clearview liefert Bildverarbeitungsbeleuchtung von Advanced Illumination und ProPhotonix, dazu MidOpt-Filter und Polarisatoren sowie die Lichtcontroller, die sie ansteuern.
Advanced Illumination deckt Ring-, Balken-, Dom-, Durchlicht-, Linien- und strukturierte Beleuchtung für die allgemeine Prüfung ab, während ProPhotonix auf LED-Linienlichter und kundenspezifische Beleuchtung spezialisiert ist. Sehen Sie sich die gesamte Beleuchtungskollektion an, oder lassen Sie unsere Ingenieure eine Leuchte an Ihren Mustern spezifizieren.
Insights Test Lab
Immer noch unsicher? Leuchten wir es in unserem Labor aus.
Schicken Sie uns Musterteile, auch die schlechtesten, und unsere Applikationsingenieure testen sie im Insights Test Lab in Thame mit verschiedenen Kombinationen aus Kamera, Objektiv und Beleuchtung. Sie erhalten Bilder, eine empfohlene Konfiguration und eine ehrliche Einschätzung der Machbarkeit, bevor Sie sich auf Hardware festlegen. Leihgeräte stehen bereit, um das an Ihrer eigenen Linie zu belegen.