Zeilenkameras erzeugen ein Bild Zeile für Zeile, während das Produkt am Sensor vorbeiläuft. Sie sind die erste Wahl für lange oder durchgehende Produkte: Bahnen, Glas, Folien, bedruckte Oberflächen, Kabel, Batterien und Teile auf Förderbändern. Allerdings reagieren sie sehr empfindlich auf einen Faktor: die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung entlang der Abtastzeile.

Warum die Zeilenabtastung eine gleichmäßige Beleuchtung erfordert

Eine Zeilenkamera erfasst einen schmalen Streifen des Produkts. Jedes Pixel dieses Streifens wird von einem anderen Teil der Lichtleiste beleuchtet. Ist das Licht in der Mitte heller als an den Enden, zeigt sich in jeder Zeile des Bildes dasselbe Muster: ein helles Band in der Mitte und dunklere Ränder.

Die Folgen sind konkret:

- Scheinbare Fehler an den Rändern, wo das Bild dunkler ist.

- Übersehene Fehler in der Bildmitte, wo eine höhere Helligkeit den Sensor übersteuern kann.

- Starke Flat-Field-Korrektur durch die Software, wodurch das Rauschen in den dunklen Bereichen verstärkt wird.

- Unbeständige Ergebnisse, wenn das Licht ungleichmäßig altert.

Zeilenabtastsysteme benötigen zudem mehr Licht als Flächensensoren, da die Bündelung des Lichts auf eine sehr schmale Linie optisch ineffizient ist, wie in diesem Artikel von „Vision Systems Design“ über die Beleuchtung bei der Zeilenabtastung erläutert wird.

Die versteckten Kosten von LED-Lichtleisten: der Lichtabfall an beiden Enden

Die meisten Lichtleisten bestehen aus einer Reihe von LEDs hinter einem Diffusor. An den Enden gibt es weniger benachbarte LEDs, deren Licht sich überlagert, sodass die Lichtintensität dort abnimmt. Um einen brauchbaren, gleichmäßigen Lichtbereich zu erzielen, wählen Integratoren die Leiste oft überdimensioniert aus: eine 500-mm-Leiste, um 300 mm angemessen auszuleuchten.

Eine überdimensionierte Bauweise hat ihren Preis. Die Leuchte ist länger, schwerer und lässt sich schwieriger in die Maschine einbauen; zudem muss sie oft weiter vom Produkt entfernt angebracht werden, was die Intensität auf der Scanlinie verringert. Auch das Hinzufügen weiterer LEDs ist nicht immer die Lösung, wie wir im Artikel „Bedeuten mehr LEDs eine bessere Bildqualität?“ erläutert haben.

5 Kriterien für die Auswahl einer Zeilenlichtquelle

1. Gleichmäßige Länge, nicht Gesamtlänge. Fragen Sie nach dem Gleichmäßigkeitsprofil entlang des Stabes, nicht nur nach dessen Abmessungen.

2. Abstrahlwinkel. Ein schmaler Abstrahlwinkel bündelt das Licht auf die Abtastlinie und begrenzt Streulicht und Reflexionen. Ein breiterer Abstrahlwinkel ist unempfindlicher gegenüber Positionsänderungen.

3. Intensität im Arbeitsabstand. Zeilenkameras arbeiten oft mit kurzen Belichtungszeiten, daher muss das Licht entlang der Zeile hell sein, nicht nur an der Lichtquelle.

4. Größe und Gewicht. Eine kompakte Leuchte lässt sich näher am Produkt platzieren und leichter integrieren.

5. Langzeitstabilität. Eine Abweichung der Gleichmäßigkeit erfordert eine Neukalibrierung des Systems.

LuxiLine: 100 % der Länge sind nutzbar

LuxiLine ist eine Lichtleiste für die industrielle Bildverarbeitung, die auf der LuxiBright®-Technologie mit nanoaktiven Fasern basiert. Anstelle einer LED-Reihe wird das Licht entlang einer speziell entwickelten optischen Faser abgestrahlt, sodass die Helligkeit von einem Ende zum anderen gleichmäßig bleibt. Ein 300 mm langes „ LuxiLine “ sorgt für 300 mm gleichmäßiges Licht.

- Standardlängen von 300, 600 und 900 mm sowie beliebige Sonderlängen auf Anfrage.

- Ein extrem gerichteter Abstrahlwinkel von 15°, der das Licht auf die Prüflinie konzentriert.

- Ein schlankes, leichtes Design, das nahe an der Probe, entlang von Förderbändern oder innerhalb von Sichtkammern platziert werden kann.

Sie können Ihre „ LuxiLine “ online mit LuxiConfig Machine Vision konfigurieren oder sich alle unsere Beleuchtungslösungen für die industrielle Bildverarbeitung ansehen.

Häufig gestellte Fragen

Warum sind meine Zeilenbildaufnahmen an den Rändern dunkler? Meistens liegt das daran, dass die Lichtleiste an ihren Enden an Intensität verliert oder für das Sichtfeld zu kurz ist. Eine Flat-Field-Korrektur kann dies zwar ausgleichen, doch eine über die gesamte Breite gleichmäßige Beleuchtung ist zuverlässiger.

Wie lang sollte meine Lichtleiste sein? Bei einer herkömmlichen LED-Leiste sollte sie in der Regel länger sein als das Sichtfeld. Bei einer Leuchte, die über die gesamte Länge hinweg gleichmäßig leuchtet, wie beispielsweise LuxiLine, kann ihre Länge dem Sichtfeld entsprechen.

Welchen Abstrahlwinkel sollte ich wählen? Ein enger Winkel wie 15° maximiert die Intensität auf der Linie und reduziert Streulicht. Wählen Sie einen breiteren Winkel, wenn die Produkthöhe variiert.

Können „ LuxiLine “ in einer individuellen Länge gefertigt werden? Ja. Neben den Standardlängen von 300, 600 und 900 mm kann jedes „ LuxiLine “ genau auf Ihre gewünschte Länge zugeschnitten werden.

Haben Sie Probleme mit ungleichmäßigen Zeilenscan-Bildern?

Senden Sie uns ein Beispielbild, und unser Team wird Ihnen mitteilen, ob die Beleuchtung die Ursache ist. Fordern Sie ein Angebot an oder konfigurieren Sie Ihr „ LuxiLine “.