Optische Filter

Das Wesentliche sehen - Störeinflüsse ausblenden

Farbfilter: Standard-Zubehör für Objektive

Farbfilter sind Absorptionsfilter aus gefärbtem Glas, die Licht in bestimmen Wellenlängenbereichen mehr oder minder stark absorbieren und andere Bereiche zu einem Großteil durchlassen. Diese Absorptionsfilter werden je nach technischer Funktion und Durchlässigkeit in bestimmten Wellenlängenbereichen Farbfilter, Tageslichtsperrfilter oder High Pass-Filter etc. genannt.

Klassische Farbfilter für Kamera-Systeme

Sie kommen typischerweise bei Monochromkameras zum Einsatz, um aus dem kompletten Spektrum das Licht so zu filtern, damit wieder so etwas wie eine farbige Beleuchtung entsteht.

Filtergläser:

Die Filtergläser (sehr häufig Farbgläser der Firma Schott oder Hoya) sind rot, grün, orange, blau oder gelb etc. eingefärbt. Sie lassen die Wellenlängen ihrer Eigenfarbe zum allergrößten Teil (ca. 90 Prozent) durch und blockieren die anderen. Ein Teil der Lichtstrahlen wird an der Glasoberfläche reflektiert. Setzt man also einen Farbfilter mit einer weißen Beleuchtung ein, so muss mit einem deutlichen Lichtverlust gerechnet werden. Sie arbeiten nach dem Prinzip der subtraktiven Farbmischung und sind von ihrer Filterwirkung konstruktionsbedingt nicht sehr scharfbandig wie Interferenzfilter.

Beispiel: Der Rotfilter - Ein absolutes Muss

Damit kann zum Beispiel ein gleich helles Grün oder Rot, das im Monochromkamerabild nicht zu unterscheiden wäre, durch den Einsetz eines Rotfilters differenziert werden: Das Rot wird aufgehellt, ein Grün des Prüfkörpers wird abgedunkelt. Voraussetzung hierbei ist jedoch, dass als Ausgangsbasis weißes Licht vorhanden ist, aus dessen Spektrum geeignete Bereiche ausgefiltert werden können.

Beispiele für Farbfilterung

Farbaufnahme

Beleuchtung mit Fluoreszenzlicht und erfolgtem Weißabgleich - Bild hat normale Farben, wie der Mensch es ebenfalls sieht.

Monochrome Aufnahme

Beleuchtung mit Fluoreszenzlicht. Ein Unterscheiden der Farben im Monochrombild ist sehr schwierig.

Graubild mit Rotfilter

Rot- und Orangetöne erscheinen sehr hell, grüne und blaue Farben sehr dunkel.

Reduzierung störender Lichteinflüsse

Neben der Betonung von Prüfobjekt-Farben kann gerade ein Rotfilter (091/ RG 630) wichtige, weitere wertvolle Dienste leisten:

Er lässt das fast die gesamte Lichtmenge einer roten LED-Beleuchtung oder eines roten Lasers durch, sperrt aber viele Tageslichteinflüsse und Fluoreszenzbeleuchtungseffekte. Dadurch werden Störungen durch Fremdlichteinfluss stark vermindert. Dieser Standardfilter sollte fast mit jeder roten LED-Beleuchtung zum Einsatz kommen. Für sehr wenig Geld erhält man sehr viel robustere Applikationen!

Laserlinie im Tageslicht

Rote Laserlinie mit Umgebungslicht - Laserlinie teilweise schwer auf Objekt erkennbar.

Laserlinie mit Rotfilter

Störendes Umgebungslicht (Neonröhren) wird zum Großteil ausgeblendet. Nur helle Laserlinie bleibt sichtbar.

Tageslichtsperrfilter für industrielle Bildverarbeitungssysteme

Damit sind meistens High Pass-Filter gemeint, die hohe Wellenlängenbereiche des Spektrums durchlassen. Sie sind normalerweise in Kombination mit Infrarotbeleuchtung im Einsatz. Die Transmission im infraroten Licht ist maximal, Tageslicht und UV werden gesperrt und vom Kamerasensor nicht mehr registriert. Tageslichteinflüsse werden so fast komplett vermieden.

Der Einsatz von nicht-sichtbarer Infrarot-Beleuchtung findet überall dort statt, wo viel Fremdlicht auftritt (Maschinen in Fenster- oder Oberlichtnähe) oder die industrielle Beleuchtung das Bedienpersonal (an einem Handarbeitsplatz) stören könnte. Je nach Wellenlängenbereich der verwendeten IR-Beleuchtung gibt es passende Filter, die erst bei 800 oder 900 nm etc. Licht durchlassen.

Diese Filter sind tiefrot eingefärbt und daher nicht für Farbkameras geeignet.

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