Warum die Beleuchtung wichtiger ist als die Kamera

Bei einem neuen Vision-Projekt richtet sich der Blick meist zuerst auf die Kamera: wie viele Megapixel, welche Marke, welches Objektiv. In der Praxis entscheidet aber häufiger die Beleuchtung, ob eine Prüfung funktioniert. Einen Fehler, der im Bild nicht sichtbar ist, findet keine Software, so intelligent sie auch ist.

Was die Beleuchtung in einem Vision-System leistet

Ziel der Beleuchtung für Machine Vision ist nicht möglichst viel Licht, sondern Kontrast: Das gesuchte Merkmal muss sich deutlich vom Rest des Bildes abheben. Ein Kratzer auf glänzendem Metall ist unter diffusem Licht kaum zu sehen, leuchtet unter Streiflicht aber hell auf.

Gute Beleuchtung macht die Software einfacher und stabiler. Ein klares, kontrastreiches Bild braucht weniger Filter und Ausnahmen und verursacht weniger Pseudoausschuss.

Die wichtigsten Beleuchtungstechniken

• Hellfeld (Auflicht): Das Licht fällt aus Richtung der Kamera auf das Produkt. Geeignet für matte Oberflächen, Aufdrucke und Etiketten.
• Dunkelfeld und Streiflicht: Das Licht streift in flachem Winkel über die Oberfläche. Kratzer, Dellen und Reliefs leuchten vor dunklem Hintergrund auf.
• Durchlicht: Das Licht kommt von hinter dem Produkt. Das ergibt eine scharfe Kontur für Maß- und Anwesenheitskontrollen, auch bei transparenten Produkten.
• Diffuses Domlicht: weiches Licht von allen Seiten verhindert Reflexionen auf glänzenden und gewölbten Oberflächen wie Dosen und Folie.
• Polarisation: Ein Polarisationsfilter an Leuchte und Objektiv entfernt spiegelnde Reflexionen.

Welche Technik zu welchem Material passt, zeigt unsere Referenz Beleuchtungstechniken für jede Oberfläche.

Wellenlänge: die Farbe des Lichts

Die Farbe des Lichts kann den Kontrast verstärken oder verschwinden lassen. Rotes Licht lässt einen roten Aufdruck verschwinden; blaues Licht lässt denselben Aufdruck dunkel hervortreten. Infrarot durchdringt manche Farbstoffe und ist weniger empfindlich gegenüber wechselndem Umgebungslicht. UV-Licht bringt fluoreszierenden Klebstoff oder Markierungen zum Leuchten.

Tests mit verschiedenen Wellenlängen sind deshalb fester Bestandteil einer Machbarkeitsstudie, bevor die Kamera ausgewählt wird.

Bewegte Produkte und Umgebungslicht

An einer laufenden Linie muss die Belichtungszeit kurz sein, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden. Das erfordert viel Licht in kurzer Zeit: gepulste Beleuchtung (Blitzlicht), die genau mit der Aufnahme zusammenfällt. Ein starker Blitz überstrahlt außerdem das Umgebungslicht, etwa Sonnenlicht durch ein Oberlicht oder die Hallenbeleuchtung, das sich sonst im Tagesverlauf ändert.

Wie kurz die Belichtungszeit bei Ihrer Produktgeschwindigkeit sein muss, berechnen Sie mit unserem Optik-Rechner.

Standard oder Sonderanfertigung

Für viele Anwendungen genügt Standardbeleuchtung: Ringlicht, Balkenlicht oder Durchlicht. Bei ungewöhnlicher Produktform, wenig Einbauraum oder einem ganz bestimmten Lichtwinkel ist eine Sonderbeleuchtung jedoch die bessere Wahl. Bei einem Projekt an einer Stroopwafel-Linie haben wir zum Beispiel neue Leuchten anfertigen lassen, damit die bestehende Keyence-Prüfung Abweichungen zuverlässiger erkennt.

Beginnen Sie beim Licht

Starten Sie ein Vision-Projekt mit echten Produktmustern und einem Lichttest, und wählen Sie erst danach Kamera und Objektiv. So vermeiden Sie teure Änderungen im Nachhinein. Mehr zum Zusammenspiel von Optik, Beleuchtung und Anordnung lesen Sie unter Technik und Integration, oder nehmen Sie Kontakt auf für einen Test mit Ihren eigenen Produkten.