Dunkelfeld-Beleuchtung

Bilder, die mit einer Dunkelfeld-Beleuchtung enstanden sind, erscheinen dem Betrachter zuerst ungewohnt. Das Licht wird dabei flach eingestrahlt. Nach dem Prinzip von Einfallswinkel = Ausfallswinkel wird das gesamte Licht vom Betrachter (der Kamera) weggelenkt, das Feld bleibt also dunkel.

Schräge Kanten, Kratzer, Prägungen, Vertiefungen ,wie Erhöhungen stören den Strahlengang des Lichts. An diesen Anomalien wird das Licht zur Kamera hin reflektiert oder meistens nur gestreut. Diese Fehlstellen erscheinen dann im Kamerabild hell.

Leicht schräg einfallendes Licht

Das hier gezeigte Schema zeigt den fließenden Übergang von Hellfeld- zu Dunkelfeldbeleuchtung. Die Oberfläche ist aufgrund von Streulichteffekten an der leicht strukturierten Oberfläche noch soweit aufgehellt, dass man das Bauteil gut erkennen kann. Jedoch leuchten bereits schräge Kanten und Kerben Dunkelfeld-typisch heller auf als die restlichen Bildbereiche.

Schräges 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.

Sehr flach einfallendes Licht

Das hier gezeigte Schema zeigt den Effekt eines sehr starken Dunkelfeld-Effekts. Das Licht strahlt dabei extrem flach auf die Oberfläche. Auch kleinere Kratzer, Macken, Staubkörner, ja sogar Fingerabdrücke auf polierten Flächen können gut sichtbar gemacht werden, während die Oberfläche sehr dunkel erscheint.

Flaches Dunkelfeld

Oberfläche komplett dunkel, tiefe Flanken der Kerbschrift und schräge Konturen aufgehellt. Staubkörner und Fussel sichtbar.

Funktionsweise Dunkelfeld

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

Sehr extrem wirkende Dunkelfeld-Beleuchtungen sollten sehr nah über der Oberfläche positioniert werden. Arbeitsabstände von 0,5  bis 2 cm sind maximal möglich. Sind die Abstände größer, wird die Oberfläche nicht mehr angeleuchtet.

Beispiele Dunkelfeld-Beleuchtung

Festplatte im Dunkelfeld

Sehr flach einfallendes Licht erzeugt starke Betonung der Kanten. Fingerabdrücke und Staub sichtbar

Dunkelfeld Platine

Sehr flach einfallendes Licht erzeugt starke Betonung der Kanten.

Stecker-Pins Dunkelfeld

Pinspitzen des Steckers schön erkennbar. Auch Staub und Dreck sichtbar.

Leicht schräges Dunkelfeld

Schräg flach einfallendes Licht erzeugt starke Betonung der Kanten und etwas Licht an der Oberfläche

Sehr flacher Lichteinfall

Extrem flach einfallendes Licht betont hauptsächlich Konturkanten. Kaum Streulicht auf Oberfläche

Wichtig für die industrielle Bildverarbeitung

• Für eine Dunkelfeld-Beleuchtung wird in der Regel ein kleiner Arbeitsabstand benötigt.
• Je größer der Durchmesser der Beleuchtung ist, desto gerichteter wirkt das Licht, weil der Streulicht-Anteil auf die Distanz abnimmt. Für ein Objekt mit 50mm Durchmesser darf gerne eine Beleuchtung mit 150mm verwendet werden.
• Durch künstliche Maskierung mit Hilfe einer Lochblende/ Platte mit Ausschnitt knapp über dem Objekt kann das Streulicht noch stärker herausgefiltert werden.
• Extrem gerichtetes Dunkelfeld kann auch mit Hilfe von Linienlasern erzeugt werden, die gegebenenfalls von ein, zwei oder mehreren Seiten auf das Objekt gerichtet werden. Dazu wird der Laser defokussiert, damit eine mehrere Millimeter breite Linie entsteht und dann flach von der Seite eingestrahlt.