Telezentrische In-Line-Beleuchtung in der industriellen Bildverarbeitung

Autoren: Thomas Stard & Rebecca Charboneau

Einführung in die telezentrisiche In-Line-Beleuchtung

Die In-Line-Beleuchtung ist in Kombination mit einem telezentrischen Bildverarbeitungsobjektiv eine leistungsstarke Technik für hochpräzise Bildverarbeitungsanwendungen, bei denen kontrastarme Oberflächenmerkmale erkannt oder Durchgangsbohrungen geprüft werden müssen. Diese koaxiale Beleuchtungsmethode lenkt das Licht mithilfe eines Strahlteilers entlang der optischen Achse des Bildverarbeitungsobjektivs und ermöglicht eine gleichmäßige, schattenfreie Beleuchtung, die Oberflächendefekte, geätzte Markierungen oder transparente Merkmale mit minimalem Reflexionsgrad hervorhebt (Abbildung 1). Telezentrische Objektive verbessern diesen Aufbau weiter, indem sie eine gleichmäßige Vergrößerung über das gesamte Bildfeld gewährleisten und perspektivische Fehler ausschließen, was für genaue Dimensionsmessungen von entscheidender Bedeutung ist. In diesem Anwendungshinweis werden Beispielbilder von Objekten mit unterschiedlichen Oberflächen bei In-Line-Beleuchtung betrachtet. Die folgenden Bilder wurden mit dem telezentrischen 0,69X-CobaltTL-Objektiv unter Verwendung eines diffusen, weißen Punktstrahlers aufgenommen, um Hot-Spots zu minimieren.

**Abbildung 1:** Optischer Pfad eines telezentrischen Objektivs mit In-Line-Beleuchtung

Bildanalyse und Bewertung der telezentrischen In-Line-Beleuchtung

**Tabelle 1:** Bilder von verschiedenen Objekten, die durch In-Line-Beleuchtung beleuchtet werden

Telezentrisches CobaltTL Objektiv, 0,69X
A
B
C
D
E

Es ist zu beobachten, dass Objekte mit spiegelnden Oberflächen von der In-Line-Beleuchtung profitieren, anders als diffuse Objekte wie das Versandetikett (C) oder der Kunststoffverschluss (B). Die Merkmale auf den reflektierenden Objekten wie dem Metallteil (D) oder der Elektronikplatine (E) sind bei dieser Art der Beleuchtung viel besser zu erkennen. Die In-Line-Beleuchtung eignet sich besonders gut für Anwendungen wie die Inspektion von Halbleiterwafern, die Erkennung von Mikrokratzern oder Defekten auf polierten Oberflächen, die Überprüfung von Lasermarkierungen auf metallischen Bauteilen und die Inspektion von Bohrlöchern in Leiterplatten oder medizinischen Geräten, bei denen herkömmliche Beleuchtungstechniken keinen ausreichenden Kontrast oder keine ausreichende geometrische Genauigkeit bieten.

Schlussfolgerung: Die wichtigsten Erkenntnisse für die Integration von In-Line-Beleuchtung in Bildverarbeitungssysteme

Die telezentrische In-Line-Beleuchtung ist eine entscheidende Komponente bei Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung, bei denen eine gleichmäßige, blendfreie Beleuchtung von reflektierenden oder komplexen Oberflächen erforderlich ist. Durch die Ausrichtung des kollimierten Lichts entlang der gleichen optischen Achse wie die Kamera wird Blendung vermieden und eine äußerst gleichmäßige Beleuchtung gewährleistet, wodurch sich dieses Licht ideal für die Inspektion transparenter, spiegelnder oder zylindrischer Teile eignet. Wenn hochpräzise Messungen und eine zuverlässige Fehlererkennung erforderlich sind, bietet die telezentrische Beleuchtung die Gleichförmigkeit und optische Kontrolle, die für eine robuste, wiederholbare Leistung des Bildverarbeitungssystems erforderlich sind.

Weiterführende Informationen

Stückliste

Verwendete Kamera: LUCID Vision Labs Triton2™ TRT245S-MC monochrome Kamera, Sony IMX540, 24,5 MP (TRT245S-MC) (#28-874)
Verwendete Objektive: Telezentrisches 0,69X-CobaltTL-Objektiv von Edmund Optics (#15-872).
Verwendetes Licht: CCS-In-Line-Punktstrahler: Kompakter Punktstrahler, diffuses Licht, HLV3-14SW-HU (#21-853)

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