Beleuchtungen

Eine optimale Beleuchtung ist die Grundlage jeder zuverlässigen industriellen Bildverarbeitung. Beleuchtungen sorgen dafür, dass Kameras alle relevanten Merkmale eines Prüfobjekts deutlich erfassen können. Sie heben Defekte, Konturen oder Farben hervor und minimieren störende Reflexionen oder Schatten. Moderne Beleuchtungssysteme mit LED- oder Lasertechnologie bieten homogene Ausleuchtung, einstellbare Lichtintensität und spezielle Wellenlängen, abgestimmt auf Material und Prüfaufgabe. Durchdachte Bauformen (Ring, Spot, Panel) und Lichtfarben (Rot, Blau, IR) lassen sich exakt an die Anwendung anpassen. Ob Ringleuchte, Linearlicht oder diffuse LED-Panels, wir bieten die passende Lichtquelle für jede Prüfaufgabe. Dies steigert Effizienz und Zuverlässigkeit Ihrer Bildverarbeitungslösungen. Unsere LED-Systeme sind modular aufgebaut und lassen sich exakt an Ihre Anlagenkonfiguration anpassen. So erzielen Sie dauerhaft zuverlässige Bildergebnisse, selbst unter widrigen Umgebungsbedingungen.

Bedeutung von Beleuchtungen in der Bildverarbeitung

In der automatisierten Bildverarbeitung ermöglichen geeignete Beleuchtungen die zuverlässige Erkennung von Oberflächenmerkmalen. Sie sorgen dafür, dass Kontrast, Farbe und Struktur eines Objekts für die Kamera optimal dargestellt werden. Beispielsweise verstärkt schräg einfallendes Auflicht feine Kratzer und Kanten, während Domebeleuchtung bei glänzenden Metallteilen für gleichmäßiges, reflexionsfreies Licht sorgt. Technisch gesehen verbessert eine abgestimmte Lichtquelle die Präzision, indem sie den Signal-Rausch-Abstand optimiert und feine Details hervorhebt. Eine präzise Ausleuchtung erhöht die Zuverlässigkeit der Prüfung und minimiert Fehlalarme. In allen Branchen – von Automobil über Elektronik bis Lebensmittel – ist optimierte Beleuchtung in der Qualitätskontrolle unerlässlich.

Mehr zur Systemintegration finden Sie unter Vision-Systeme.

Beleuchtungsarten im Überblick

Je nach Prüfaufgabe und Objektbeschaffenheit kommen verschiedene Lichtkonzepte zum Einsatz: Im Folgenden sind die wichtigsten Beleuchtungsarten zusammengefasst:

Beleuchtungsart Lichtquelle / Aufbau Einsatz & Beschreibung
Auflichtbeleuchtung Lichtquelle frontal über dem Objekt. Hervorhebung von Konturen und Strukturen; geeignet für flache oder strukturierte Oberflächen. Einfache Montage als Ring- oder Linearlampe.
Dombeleuchtung Kuppelförmiges, streuendes Licht aus allen Richtungen. Extrem gleichmäßige, diffuse Ausleuchtung ohne harte Schatten. Ideal für glänzende oder unebene Oberflächen (z. B. Metallgussteile, Kunststoffspritzguss).
Flächenbeleuchtung Große LED-Panels für breite, homogene Ausleuchtung. Perfekt für großflächige Prüfobjekte wie Verpackungen oder Bahnware. Gleichmäßige Helligkeit über weite Bereiche.
Koaxialbeleuchtung Licht wird axial über einen halbdurchlässigen Spiegel eingekoppelt. Minimiert direkte Spiegelreflexe; ideal für hochglänzende, ebene Oberflächen (z. B. Leiterplatten, Flachglas). Erzeugt kontrastreiche Kanten und homogene Beleuchtung im Bildzentrum.
Ringbeleuchtung Kreisförmig angeordnete LEDs um die optische Achse des Objektivs. Gleichmäßige, schattenarme Ausleuchtung von Objekten; ideal für Oberflächeninspektionen, bei denen Reflexe reduziert werden sollen. Verfügbar mit unterschiedlichen Winkeln und Farben.
Spotbeleuchtung Punktförmige, fokussierte Lichtquelle mit enger Abstrahlung. Betont gezielt kleine Bereiche oder Konturen; eignet sich für Highlight-Effekte, Reflextests oder die gezielte Betonung von Oberflächenstrukturen. Auch als Zusatzlicht zu anderen Beleuchtungen einsetzbar.

Beleuchtungsparameter richtig abstimmen

Die Wahl der richtigen Beleuchtungsart ist nur der erste Schritt. Ebenso wichtig sind weitere Parameter, die Bildqualität und Kontraste beeinflussen:

  • Geometrie der Beleuchtung: Bauform und Position (Ringlicht, Balken, Spot) steuern die Lichtverteilung auf dem Objekt.

  • Lichtfarbe / Wellenlänge: Unterschiedliche Farben heben je nach Material verschiedene Kontrastmerkmale hervor.

  • Filtereinsatz: Polarisations- oder Farbfilter können Reflexionen minimieren und Details hervorheben.

  • Intensitätssteuerung: Die Lichtleistung sollte dimmbar sein, um sich wechselnden Objektoberflächen anzupassen.

Die Experten von Visiontechnik stimmen alle Beleuchtungsparameter gemeinsam mit Ihnen ab, präzise und anwendungsspezifisch.

Auswahl der passenden Beleuchtung

Bei der Wahl der Beleuchtung sind folgende Kriterien wichtig:

  • Oberflächenbeschaffenheit: Ist das Prüfobjekt glänzend oder matt, eben oder strukturiert? Bei spiegelnden Materialien sind koaxiale Beleuchtungen oder kuppelförmige Beleuchtungen vorteilhaft, um unerwünschte Reflexe zu minimieren.

  • Objektgröße und Abmessungen: Die Lichtquelle muss zur Größe des Prüfbereichs passen. Für kleine Details genügen kompakte Ring- oder Spotbeleuchtungen, bei großem Prüfvolumen kommen Flächen- oder Balkenleuchten zum Einsatz. Weitere Hinweise finden Sie bei unseren Flächenkameras.

  • Prüfaufgabe und Kontrastbedarf: Sollen Farbunterschiede, Kanten oder Fehlstellen erkannt werden? Flächenlicht und Durchlicht erzeugen klare Silhouetten, während seitenlichtartige Beleuchtung (Dunkelfeld) ausgeprägte Kanten betont.

  • Montage und Infrastruktur: Raumverhältnisse, Einbauwinkel und Schnittstellen (Kamera-Trigger, SPS-Anbindung) bestimmen die Bauform. Robustheit und Wartungsfreundlichkeit sind ebenfalls zu beachten.

  • Betriebsmodus (Dauerlicht vs. Blitzlicht): Dauerlicht ist für ruhende oder langsame Prozesse geeignet. Blitzlicht eliminiert Bewegungsunschärfe bei schnellen Prüfungen und sperrt Umgebungslicht aus.

  • Wartung und Lebensdauer: Moderne LED-Systeme bieten lange Lebensdauer bei geringer Wärmeentwicklung. Berücksichtigen Sie die Wartungsintervalle und die Qualität der Komponenten.

Mehr zur optischen Anpassung finden Sie in unserer Kategorie Objektive.

Mit unserer technischen Beratung identifizieren Sie in wenigen Schritten die optimale Lösung: Wir klären Ihre Anforderungen, wählen die passende Lichtgeometrie und stimmen Farbe sowie Intensität auf Ihr System ab.

Anwendungsbeispiele

Beleuchtungen werden branchenübergreifend eingesetzt. Typische Anwendungsfelder sind:

  • Automobil- und Maschinenbau: Prüfung von Karosserie-, Motor- und Getriebeteilen. Glänzende Metalloberflächen werden mit Koaxial- oder Kuppellicht gleichmäßig beleuchtet. Schweißnähte und Kantenprüfungen nutzen oft seitliches Licht (Dunkelfeld) oder Auflicht.

  • Elektronik- und Halbleiterindustrie: Inspektion von Leiterplatten, Chips und Displays. Hier kommen vorwiegend Koaxial- und Ringbeleuchtungen zum Einsatz, um Leiterbahnen, Lötstellen und feine Strukturen kontrastreich abzubilden.

  • Verpackung und Konsumgüter: Kontrolle von Etiketten, Drucken und Füllständen. Flächenbeleuchtung (LED-Panels, Lichtleisten) sorgt für eine homogene Ausleuchtung großer Prüfbereiche – ideal für Barcode-Lesung und Etikettenkontrolle.

  • Medizin- und Pharmaindustrie: Prüfung transparenter oder transluzenter Objekte wie Ampullen und Tabletten. Hier wird häufig Hintergrundbeleuchtung (Durchlicht) eingesetzt, um Umrisse klar abzubilden.

  • Automation und Robotik: Robotergeführte Bildverarbeitung erfordert kontrastreiche Markierungen und stabile Lichtbedingungen. Auflichterkennung mit gezielter Ausleuchtung unterstützt präzise Positionierungen und Maßkontrollen.

In jeder Branche steigert eine passgenau konfigurierte Beleuchtung die Prüfgenauigkeit und Prozessgeschwindigkeit. Unser erfahrenes Team berät Sie persönlich bei Ihrer spezifischen Anwendung.

Trends und Innovationen

Die Beleuchtungstechnik entwickelt sich ständig weiter. Aktuelle Trends sind:

  • Hochleistungs-LEDs: Moderne LEDs liefern extrem hohe Helligkeit bei kompakter Bauweise. Dies ermöglicht kleinformatige Leuchten mit großer Ausleuchtleistung und reduziert den Energieverbrauch.

  • Adaptive Steuerung: Vernetzte Lichtsysteme bieten softwaregestuertes Dimmen, Timing-Optionen und Synchronisation per TTL oder Feldbus. Lichtintensität und Timing lassen sich so präzise an Kamera und Prozess anpassen.

  • Multi-Spektrum- und Mehrfarben-Licht: Kombinierte Wellenlängen (z.B. RGB, UV, IR) erlauben die gezielte Hervorhebung unterschiedlicher Materialeigenschaften. Farbwechselnde Beleuchtung kann Kontrastmerkmale verstärken.

  • Polarisationsbeleuchtung: In Kombination mit Koaxial- oder Domlicht minimieren Polarisationsfilter Reflexionen weiter. Dies führt zu nahezu spiegelungsfreien Bildern bei Metallic-Oberflächen.

  • Modulare Systeme: Flexible, erweiterbare Lichtfelder passen sich wechselnden Anforderungen an. Modulare Bauformen ermöglichen schnell angepasste Lösungen für verschiedene Prüfgrößen.

  • Integration in Industrie 4.0: Intelligente Beleuchtungen kommunizieren mit Steuerungssystemen und passen sich automatisch an Veränderungen an. So entsteht eine smarte, datengetriebene Bildverarbeitungsumgebung.

  • Simulation und KI-Planung: Moderne Software-Tools erlauben es, Lichtverteilungen zu simulieren und optimale Beleuchtungskonzepte virtuell zu entwerfen. Dies reduziert Entwicklungsaufwand und führt schneller zu zuverlässigen Lösungen.

Mit dem richtigen Technologie-Mix sind Sie für zukünftige Anforderungen gewappnet. Unsere Experten von Visiontechnik unterstützen Sie bei der Integration der neuesten Beleuchtungstechnologien und begleiten Sie von der Machbarkeitsanalyse bis zur Serienreife.

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