Beleuchtung

Merkmale & Fehler sichtbar machen

Seitliche Beleuchtung

Wahl eines geeigneten Winkels

Licht von der Seite kann relativ steil oder beliebig flach einfallen. Der Einfluss auf das Kamerabild kann sehr extrem sein, die Bildinformation kann im Extremfall geradezu invertiert werden.

Dies ist ganz einfach zu testen: Nehmen Sie einfach eine nicht zu großflächig abstrahlende Beleuchtung und führen diese von senkrechter Stellung bis in eine seitliche Position und beobachten das Kamerabild des angestrahlten Objekts! Vergleichbare Effekte erhalten Sie auch durch Verkippung der Kamera-Achse zur Bauteiloberfläche bei konstanter Beleuchtungs-Richtung.

Seitliches Licht als Hellfeld-Beleuchtung

Bei eher senkrechter Beleuchtung spricht man von "Hellfeldbeleuchtung", da das Objekt hell ausgeleuchtet werden kann. Kratzer, Stufen, schräge Kanten werden je nach Winkel dunkler oder heller dargestellt.

Diffuse Ausleuchtung ebener Flächen

Bei wenig glänzenden, leicht rauen Oberflächen gelangt in der Regel genügend Streulicht zur Kamera, um das ebene Objekt "diffus" auszuleuchten. Auf eine diffuse Auflichtbeleuchtung kann daher verzichtet werden, wenn genügend Fremdlicht vorhanden ist.

Senkrechte Beleuchtung

Senkrechter Lichteinfall, direktes Auflicht auf matter Metalloberfläche

Licht 10 Grad verkippt

Direktes Auflicht auf matter Metalloberfläche, aber um 10 Grad verkippt

Seitliche Beleuchtung aus mehreren Richtungen

Um Schlagschatten an der Seite des Objekts zu vermeiden, ist es ratsam, das Licht von mindestens zwei Seiten einzustrahlen. Außerdem wird ein Helligkeitsabfall von einer Bildseite zur anderen vermieden, der zu Problemen bei der Bildauswertung führen kann.

Statt ringförmiger Beleuchtungen werden heute vor allem rechteckige Leuchtfelder oder balkenförmige Lichtquellen eingesetzt.

Seitlich diffuses Auflicht kann auf ebenen Flächen eine echte Alternative sein, wenn diese diffus ausgeleuchtet werden sollen. Sie sind jedoch weniger einfach zu handhaben als eine koaxiale Beleuchtung mit halbdurchlässigem Spiegel.

Funktionsprinzip seitliche Beleuchtung

Schräges Licht (beginnendes Dunkelfeld)

Das hier gezeigte Schema zeigt bereits den fließenden Übergang von der Hellfeld- zur Dunkelfeldbeleuchtung. Die Oberfläche ist durch Streulichteffekte an der leicht strukturierten Oberfläche noch soweit aufgehellt, dass das Bauteil gut erkennbar ist. Schräge Kanten und Kerben leuchten jedoch bereits dunkelfeldtypisch heller auf als die übrigen Bildbereiche.

Schräg von der Seite einfallendes Licht

Oberfläche durch Streulicht etwas aufgehellt, tiefe Flanken der Kerbschrift und schräge Konturen aufgehellt.

Funktionsweise

Zum Licht abgewandte Kanten erscheinen dunkel, zum Licht gerichtete Kanten hell.

Auch bei der Laserbeschriftung findet eine sehr starke Materialaufrauhung statt. Die dabei entstehende mikroskopisch unebene Oberfläche erscheint auf den ersten Blick glatt und metallisch blank, erzeugt aber bei seitlicher Beleuchtung sehr viel Streulicht und Reflexionen:

Direktes Auflicht

Alle metallischen Leiterbahnen sowie der gelaserte DMC-Code auf der Leiterplatte reflektieren das Licht stark.

Seitliche Beleuchtung

Glatte metallische Leiterbahnen reflektieren das Licht von der Kamera weg, die raue Oberfläche des Codes streut das Licht sehr stark zur Kamera hin.

Seitliches Licht als Dunkelfeld für die Bildverarbeitung

Ab einem Beleuchtungswinkel von etwa 45 Grad spricht man von Dunkelfeld-Beleuchtung. Das Licht an der Oberfläche wird wegreflektiert, das Bildfeld erscheint dunkel. Dieser Effekt ist am stärksten, wenn das Licht extrem flach einfällt, da dann auch kein Streulicht mehr zur Kamera gelangt. Mehr dazu in diesem speziellen Kapitel.

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