Zum Hauptinhalt springen

Vision-Doctor

Beleuchtung

Merkmale & Fehler sichtbar machen

Diffuses Auflicht:
Licht mit Diffusor, koaxiale Beleuchtung, Tunnel, Dom-Beleuchtung

Für viele Anwendungen ist diffuses Licht erforderlich, sobald spiegelnde, polierte, glänzende oder metallische Objekte geprüft werden sollen. Besonders schwierig wird es, wenn diese Oberflächen nicht mehr absolut eben, sondern frei geformt, geknickt, gewölbt oder zylindrisch sind.

Für die Inspektion des Bauteils ist nun eine diffuse Beleuchtung erforderlich. Zum Einsatz kommen:

Diffuse Ausleuchtung im Vergleich

Nicht jede "diffuse" Lichtquelle ist wirklich diffus. Hier der direkte Vergleich der oben geschriebenen Beleuchtungstypen. Eine nahezu perfekte reflexfreie Ausleuchtung schafft erst die Dombeleuchtung.

Diffuses Ringlicht

Bild mit harten Licht-Reflexen an verschiedenen Stellen. Die Lage der Reflexe ist je nach Oberflächenwölbung und Position des Ringlichts stark unterschiedlich.

Koaxial-Beleuchtung

Ebene Oberfläche ist weitestgehend frei von Reflexen, bei leichter Verformung der Oberfläche treten jedoch ebenfalls wieder störende Spiegelungen.

Dom- Beleuchtung

Keine störenden Knitter mehr erkennbar, weil das Bild perfekt diffus ausgeleuchtet ist. Selbst die Tablettennester-Struktur wirkt nicht mehr plastisch.

Diffuses Ringlicht

Koaxial-Beleuchtung

Dom- Beleuchtung

Auflicht mit Diffusor

Im einfachsten Fall kann vor eine einfache Auflichtbeleuchtung ein Diffusor gesetzt werden, z. B. eine LED-Ringbeleuchtung mit Diffusorscheibe. Damit kann das direkt gerichtete Licht etwas besser homogenisiert werden.

So sind z.B. die einzelnen LEDs auf einem spiegelnden Material nicht mehr erkennbar. Das Licht ist aber immer noch stark gerichtet und kommt hauptsächlich aus der Richtung der Beleuchtung.

Koaxiale Auflichtbeleuchtungen

Bei dieser Beleuchtungsart wird das Licht von der Seite (koaxial) in den optischen Strahlengang eingekoppelt. Dies geschieht mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels, der seitlich beleuchtet wird und das Licht nach unten auf den Prüfling wirft. Der Prüfling reflektiert das Licht, das durch den halbdurchlässigen Spiegel zur Kamera gelangt.

Der Vorteil dieser Beleuchtungsart ist der "Blick" durch die Lichtquelle (hier der Spiegel) hindurch. Das Bild erscheint insgesamt sehr homogen und weist nur einen allgemeinen linearen Lichtverlust auf, je weiter der Spiegel von der Lampe entfernt ist. Tipp: Die Beleuchtung muss deutlich größer sein als die zu prüfende Fläche, um Inhomogenitäten in der Ausleuchtung zu vermeiden.

Koaxiale Beleuchtungen sind ideal für stark reflektierende Materialien mit einer relativ ebenen Oberfläche. Sie sind sehr homogen, aber ziemlich gerichtet und erzeugen Kontrast an Kanten und stärkeren Krümmungen.

Als Arbeitsabstand für Koaxialbeleuchtungen eignen sich kurze Distanzen von 1 bis maximal 3 cm.

Faustregel: Je näher, desto besser, wenn man den etwas diffusen Charakter der Beleuchtung für eine weiche Ausleuchtung nutzen will!

Je weiter das Licht entfernt ist, desto mehr geht die weiche Ausleuchtung des wenigen Streulichts verloren und das Licht wird immer gerichteter. Schrägen, Kerben, Fehlstellen usw., die eine nicht mehr vollkommen ebene Oberfläche darstellen, werden dadurch noch stärker betont.

Funktionsprinzip Koaxiale Beleuchtung

Domartige Beleuchtungen

Erst eine Dom-Beleuchtung ist in der Lage, wirklich diffuses Licht zu erzeugen, bei dem weitestgehend keine Reflexionen am Bauteil auftreten. Durch den homogenen Lichteinfall aus allen Raumrichtungen werden auch Unebenheiten und Kratzer sehr weich ausgeleuchtet, einheitliches Material wirkt homogen.

Direktes Licht

Matter Blechwinkel erzeugt Reflexionen. Licht ist stark gerichtet.

Diffuser Dom

Material ist extrem homogen ausgeleuchtet Riefen auf Metall kaum noch erkennbar. Oberflächenfehler nicht mehr sichtbar.

Direktes Licht

Gebürstetes Metall und Kratzer auf dem Display erzeugen starke Reflexionen, auch bei leicht geneigter Beleuchtung, um harte Totalreflexionen zu vermeiden. Das Licht ist stark gerichtet.

Diffuses Licht

Das Material ist ziemlich gleichmäßig ausgeleuchtet Riefen auf dem Metall sind noch gut erkennbar. Viele feine Kratzer sind verschwunden. Noch diffusere Ausleuchtung mit Dom möglich.

Dom & Tunnel

Dombeleuchtungen sind ideal für die Prüfung von metallischen und glänzenden Materialien, da sie Reflexionen unterdrücken.

Variationen dieser Beleuchtung sind leicht gewölbte Beleuchtungen, die einen viel kleineren Raumwinkel ausleuchten können, oder tunnelartige Dombeleuchtungen, die eine längliche Kuppelform haben und ideal für die Beleuchtung zylindrischer Objekte sind.

Dombeleuchtung

Tunnelbeleuchtung

Einfluss des Arbeitsabstands

Will man ein Prüfteil möglichst diffus ausleuchten, so ist in der Regel ein kleiner Arbeitsabstand zu wählen. Je weiter man sich mit der Beleuchtung entfernt, desto gerichteter erscheint das Licht wieder. Dies hat zur Folge, dass der von der Beleuchtung ausgeleuchtete Raumwinkel kleiner wird. Stärkere Objektkrümmungen werden nicht mehr ausgeleuchtet.

Einige Beispiele einer gewölbten Duschgelflasche mit zunehmendem Arbeitsabstand:

Dom 5 mm Abstand

Gleichmäßige Ausleuchtung der gewölbten Oberfläche bis zum Rand. Ideal für die Druckbildkontrolle

Dom 50 mm Abstand

Immer mehr Randbereiche sind nicht mehr hell, immer mehr seitliche Lichtanteile fehlen für eine homogene Ausleuchtung.

Dom 100 mm Abstand

Kleiner Raumwinkel, den die Beleuchtung noch homogen ausleuchten kann. Die Hälfte des Etiketts wird dunkel dargestellt.

Passende Beleuchtung gesucht?

Vision-Doctor.de ist ein privates, unabhängiges, nicht-kommerzielles Homepage-Projekt ohne Kunden-Support.

Optimale Beratung, Schulung und Verkauf von industriellen Beleuchtungen erhalten Sie hier.

(externer Link Partner-Webseite)