Die richtige Beleuchtung- Entscheidender Erfolgsfaktor. Hendrik Schumann

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1 Die richtige Beleuchtung- Entscheidender Erfolgsfaktor Hendrik Schumann Polytec GmbH 2013

2 Die richtige Beleuchtung Beleuchtung Objektiv Kamera 2

3 Die richtige Beleuchtung Qualität der Ausleuchtung x Qualität des Objektive x Qualität der Kamera x Qualität der Auswertung = Qualität einer Bildverarbeitungsapplikation 100% 0% x 100% x 100% x 100% = 100% 0% 4

4 Aufgabe der Beleuchtung? - Objekte für die Kamera sichtbar machen - Störende Bildinhalte eliminieren - Eigenschaften von Objekten hervorheben (z.b. Kontrast) - Äußere Einflüsse eliminieren (z.b. Helligkeitsschwankungen) 5

5 Vorteile durch Beleuchtung Unabhängigkeit vom Umgebungslicht 1. Durch sehr helle Beleuchtung, die das Umgebungslicht überstrahlen 2. Durch geeignete Filter Umgebungslicht (Tageslichtspektrum) + LED Beleuchtung rot + Bandpassfilter rot = Umgebungslicht zum Großteil ausgefiltert 6

6 Vorteile durch Beleuchtung Filter können mehr Tageslicht grüne LED-BelBeleuchtung +Bandpassfilter Tageslicht +Bandpassfilter BP324 Ohne Polfilter mit Polfilter 7

7 Erfolg durch Kontrast Der Erfolg steckt im Kontrast: Tastaturumriss Schrift Graue Tasten 8

8 Vorteile durch Beleuchtung Einfrieren von Bewegung 9

9 Vorteile durch Beleuchtung Unsichtbares sichtbar machen: Fluoreszenz anregen 10

10 Auswahlkriterien Beleuchtung auswählen Reflexion nein Transmission ja Durchlicht ja Kanten hervorheben nein spiegelnde Oberflächen ja nein Dunkelfeldbeleuchtung Direktes Auflicht Diffuses Auflicht Dunkelfeldringlicht oder Mehrfachlinienlichter ( ev.mit Linse) Ringlicht oder Linienlicht als Auflicht Domlicht oder Koaxiale Beleuchtung Ringlicht mit Polarisator Leuchtfeld 11

11 Auswahlkriterien Wahl der richtigen Beleuchtung hängt von vielen Faktoren ab: 1. Wie groß sind Bildfeld und Prüfkörper? 2. Wie weit sind Kamera und Beleuchtung vom Objekt entfernt? 3. Welchen Beleuchtungstyp und Lichtmenge benötige ich zur Ausleuchtung? 4. Wie sehen die Fehlermerkmale aus und mit welcher Beleuchtungstechnik kann ich sie erfassen? 5. Welche Materialeigenschaften und Oberfläche hat mein Objekt? 6. Welche Objektfarbe hat der Prüfling? 7. Welche Lichtfarbe brauche ich? Weiß, rot, blau, grün oder IR, UV? Die Wahl der richtigen Beleuchtung hängt von sehr vielen physikalischen Faktoren ab, die sich oftmals nur schlecht vorhersagen lassen. >>>> Ausprobieren und Testen im Labor 12

12 Beleuchtungstechnik: Durchlicht Leuchtfeld Linienlicht mit Diffusor Eigenschaften Außenkontur flacher Gegenstände erkennen ideal für präzise Vermessung Bei telezentrischem System auch für höhere Gegenstände Nahezu keine Größenlimitierung Fehler in transparenten Objekten 13

13 Beleuchtungstechnik: Dunkelfeld Dunkelfeldringlicht Flach einstrahlendes Linienlicht Eigenschaften Kanten und Höhenstrukturen auf Objekten hervorheben Geringer Arbeitsabstand nötig Anordnung im Ring (DFRL) oder in Segmenten (LL) 14

14 Beleuchtungstechnik: Direktes Auflicht Bündel / Strahler Linienlicht Ringlicht Eigenschaften Für matte Oberflächen Höchste Intensität erreichbar Große Auswahl für verschiedene Applikationen 15

15 Beleuchtungstechnik: Diffuses Auflicht Dom Leuchtfeld als Auflicht verwendet Koaxiales Auflicht Eigenschaften Überstrahlung durch Reflexe minimieren Geringster Schattenwurf Große Bauform 16

16 Beleuchtungstechnik: Polarisiertes Auflicht Direktes Auflicht kombiniert mit Polarisator nach Beleuchtung Analysator vor Objektiv Eigenschaften Für spiegelnde Objekte / Objektteile Großer Abstand möglich Intensitätsabschwächung Verblüffende Wirkung 17

17 Einfluss der Wellenlänge Farbige Teile reflektieren und absorbieren Wellenlängen unterschiedlich stark. Mit weißen Licht beleuchtet Mit rotem Licht beleuchtet Kontrast durch Farbfilter oder farbige LEDs erhöhen. Originalobjekt Mit blauem Licht beleuchtet 18

18 Praxisbeispiel (2) Displaykontrolle Problemlos mit koaxialer Beleuchtung oder Tunnelbeleuchtung, aber: - Prüfling muss von oben zugänglich sein (Prüfstifte, Niederhalter) - Dunkelfeld (2xLinienlicht) nicht optimal 19

19 Praxisbeispiel (2) Lösung: seitliche große Leuchtfläche im Reflexionswinkel Gute Zugänglichkeit von oben und homogene Ausleuchtung 20

20 LED-Beleuchtung von Polytec LED-Beleuchtung von Polytec Standardprodukte -Farbe -Bauform -Größe - Dome: AD von 40 bis 300mm - Linienlichter: Länge von 50 bis 2000mm - Ringlichter: AD von 12mm bis 300mm - versch. Controller - Dauerlicht - Stroboskop - versch. Ansteuerungen - kundenspezifische Lösungen - Kurze Lieferzeiten -Viele Standardprodukte -Farbe -Bauform -Größe - Dome: AD von 300 bis 1000mm - Linienlichter: Länge von 300 bis >2000mm - Ringlichter: AD von 300mm bis 1000mm - Controller oder interne Steuereinheit - Ethernetmodul - Kurze Lieferzeiten - Leuchtfelder von 50 x 50mm bis >1000 x 2000mm - verschiedene Helligkeiten - verschiedene Schutzklassen bis hin zu IP67 - Dauerlicht, Schaltbetrieb oder Blitzen - kundenspezifische Lösungen - kurze Lieferzeiten 21

21 LED-Beleuchtung Varianten Grösse 22

22 Zusammenfassung Die richtige Beleuchtung ist die Basis für eine einfache und gute Lösung einer Bildverarbeitungsausgabe. Zeit und Geld, welche in die Beleuchtung investiert werden, zahlen sich durch weniger Aufwand bei der Programmierung der Applikation mehrfach aus. Ungeeignete Beleuchtung kann zu fehlerbehafteten Auswertungen führen. Die Wahl der richtigen Beleuchtung hängt von sehr vielen physikalischen Faktoren ab, die sich oftmals nur schlecht vorhersagen lassen. Ausprobieren und Testen im Labor! 23

23 Komponenten von Polytec 24

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Polytec GmbH Tel / Polytec-Platz 1-7 Fax 07243/ D Waldbronn 25