Hellfeldbeleuchtung: Koaxialbeleuchtungen & Spotbeleuchtungen als Auflicht
Die Hellfeld-Beleuchtung ist eine Form der Auflichtbeleuchtung. Stellen Sie sich die Objektebene als planen Spiegel vor. Wird die Beleuchtung so ausgerichtet, dass das Licht direkt in die Kamera zurückreflektiert wird, spricht man von einer Hellfeldanordnung.
Dadurch eignet sich diese Art der Lichtführung besonders für:
- Oberflächenkontrolle
- Darstellung von geprägten, genadelten sowie gelaserten Zeichen und Codes
Ein Hellfeld lässt sich beispielsweise mit einer koaxial eingespiegelten Beleuchtung erreichen. Bei dieser Form der Beleuchtung wird eine diffuse, homogene Lichtquelle über einen halbdurchlässigen Spiegel direkt in den Strahlengang der Optik eingebracht. Dadurch wird das Objekt sehr gleichmäßig und schattenfrei ausgeleuchtet. Das senkrecht auftreffende Licht wird von der ebenen Fläche direkt in die Kamera zurückreflektiert. Unebenheiten in der Oberfläche lenken das Licht hingegen ab und erscheinen dunkel.
Diese Beleuchtung ist empfehlenswert zur Ausleuchtung stark reflektierender und spiegelnder Oberflächen. Bei jedem Übergang durch den Spiegel gehen allerdings 50% des Lichts verloren. Somit kommt bei der Kamera nur 25% der ausgesendeten Lichtmenge an. Um dennoch ein gut ausgeleuchtetes, kontrastreiches Bild zu erhalten, wird die koaxial eingespiegelte Beleuchtung mit einem geringen Arbeitsabstand verwendet.
Koaxialbeleuchtung als Auflicht
Eine alternative Hellfeldanordnung, die auch für größere Arbeitsabstände sowie matte und raue Oberflächen geeignet ist, beruht auf dem bereits erläuterten Reflexionsgesetz:
Einfallswinkel des Lichts α = Ausfallswinkel des Lichts β
Wird die Beleuchtung in einem bestimmten Winkel zur Objektebene positioniert, muss die Kamera im gleichen Winkel – jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Lotgeraden – gekippt werden. So werden die Lichtstrahlen von der ebenen Fläche direkt in die Kamera reflektiert.
Die Lichtstrahlen werden, wie bei der koaxial eingespiegelten Beleuchtung, von Unebenheiten abgelenkt, wodurch diese dunkel auf dem sonst hellen Untergrund abgebildet werden.
Spotbeleuchtung als Auflicht
Partielle Hellfeld-Beleuchtung
Die partielle Hellfeldanordnung ist die am häufigsten verwendete Beleuchtungstechnik. Im Gegensatz zur oben beschriebenen Hellfeldanordnung sind bei dieser Beleuchtungstechnik Einfalls- und Ausfallswinkel weniger bedeutsam. Das Licht strahlt aus Richtung der Kamera mithilfe einer Ringbeleuchtung oder leicht schräg mit Spot- und Flächenbeleuchtungen auf das Prüfteil:
Eine Hervorhebung von Oberflächenfehlern, Kanten und Unebenheiten ist nicht Ziel dieser Beleuchtungsart. Vielmehr geht es darum, das komplette Bildfeld möglichst homogen und lichtstark zu beleuchten. Dadurch eignet sich das partielle Hellfeld vor allem für eine gleichmäßige Ausleuchtung von rauen und matten Objekten.
Typische Aufgabenstellungen für ein partielles Hellfeld sind:
- Bestückungs-, Typ- und Lageerkennung
- Aufdruckkontrolle
- OCR / OCV
Durch eine Vielzahl an Beleuchtungszubehör, wie Diffusorscheiben, Polarisationsfilter und Fresnellinsen, lassen sich die Beleuchtungen an unterschiedlichste Aufgabenstellungen und Umgebungsbedingungen anpassen.
Durch die Möglichkeit, die Linsen bzw. komplette Lens Arrays vor den LEDs zu wechseln, können die LUMIMAX® High Power LED Beleuchtungen flexibel an die unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden. So lassen sich durch den Einsatz einer Beleuchtung mit engem Abstrahlwinkel Objekte aus mehreren Metern Entfernung lichtstark beleuchten. Ein breiter Abstrahlwinkel hingegen gewährleistet auch aus kürzeren Entfernungen eine homogene Ausleuchtung sowie die lichtstarke Ausleuchtung großer Objekte.
