Bildverarbeitung

"Manches geht nur mit einer koaxialen Beleuchtung“

Interview mit Andreas Bayer,  Geschäftsführer von MBJ Imaging

10.06.2021 - Um spiegelnde Oberflächen gleichmäßig zu beleuchten, eignen sich ­Koaxial­beleuchtungen am besten. Eine solche hat der Beleuchtungsspezialist MBJ Imaging seit Kurzem im Portfolio. David Löh, Chefredakteur der inspect, hat sich mit dem Geschäftsführer Andreas Bayer über das Funktionsprinzip, aber auch dessen Grenzen unter­halten. Am endete kündigte Bayer noch eine neue kompakte Produktlinie an.

Sie haben Anfang des Jahres die ­Koaxialbeleuchtungs-Serie COX auf den Markt gebracht. Zuvor hatten Sie keine solchen Beleuchtungen im Standardportfolio. Warum jetzt?

Bestimmte Beleuchtungsaufgaben in der Bildverarbeitung können nur mit einem koaxialen Licht gelöst werden. Bisher konnten wir unseren Kunden hier nicht weiterhelfen. Aufgrund der hohen Nachfrage unserer Kunden und im Zuge der Überarbeitung unseres gesamten Produktportfolios haben wir uns entschieden, es um diesen Typ zu erweitern. Aufgrund unseres neuen modularen Ansatzes sind wir in der Lage, die Koaxialbeleuchtungen auch sehr preisgünstig anzubieten. Unsere neue DBL-Backlight-Serie ist so konstruiert, dass sie als Lichtquelle in der Koaxialbeleuchtung zum Einsatz kommt.

Was ist das grundlegende Funktionsprinzip von Koaxialbeleuchtungen?

Bei dieser Beleuchtungsart wird eine seitlich vom Objekt angebrachte flächige und diffuse LED-Lichtquelle über einen teildurchlässigen Spiegel, parallel zur optischen ­Achse der Kamera, senkrecht von oben auf das Objekt projiziert. Die Kamera blickt von oben durch denselben teildurchlässigen Spiegel ­direkt auf das Objekt. Die Beleuchtung erfolgt somit aus Richtung des Kameraobjektives.
Durch die achsenparallele Beleuchtung erscheinen plane stark reflektierende bis spiegelnde Objekte hell. Das Licht wird dort direkt zurück in die Kamera reflektiert. Objektteile, die von der Ebene abweichen, erscheinen dunkler, weil das Licht von der Kamera weg reflektiert wird. Auch Schattenwurf von Objekten wird durch eine axiale Beleuchtung ganz erheblich reduziert. 
Ein Nachteil darf nicht unerwähnt bleiben: Durch die Einkopplung über den halbdurchlässigen Spiegel gehen ca. 75 Prozent der ursprünglichen Helligkeit verloren, was aber leicht durch eine längere Belichtungszeit der Kamera kompensiert werden kann.
Einen konträren Ansatz, aber mit ähnlichen optischen Effekten, verfolgen übrigens die Dome-Beleuchtungen mit einer stark diffusen Beleuchtung aus möglichst jedem Raumwinkel. Nachteil ist hier jedoch der dunklere Punkt in der Mitte des Bildes, der aufgrund der Objektivöffnung in der Mitte der Kuppel entsteht.

Welchen Vorteil bieten Koaxial­beleuchtungen im Vergleich zu Ring- oder Flächenbeleuchtungen?

Die typischen Ringbeleuchtungen mit einem entsprechenden Innendurchmesser für das Kameraobjektiv versagen sehr schnell bei reflektierenden Objekten. Der LED-Ring wird über das Objekt direkt in die Kamera reflektiert und überdeckt mögliche Objektfehler. 
Flächenbeleuchtungen im Auflicht, auch unter den Bezeichnungen Flat-Dome oder Top-Light bekannt, stellen einen guten Kompromiss dar, wenn Koaxialbeleuchtungen aufgrund ihrer Bauhöhe mechanisch einfach nicht passen oder es die längeren Belichtungszeiten durch den Lichtverlust am Teilerspiegel nicht erlauben. Aber auch hier hat man den Effekt des dunklen Punktes in der Mitte der Objektfläche.

Wo kommen Koaxial­beleuchtungen vornehmlich zum Einsatz?

Wenn es um die Ausleuchtung von sehr spiegelnden und/oder glänzenden ­Objekten mit geringer Höhenausdehnung geht, ist eine Koaxialbeleuchtung die ­ideale Wahl. Verwendung findet sie häufig bei automatischen Positionierungs- und Be­stückungsaufgaben, bei der Druckbildkontrolle auf reflektierenden Oberflächen. Auch bei der Prüfung von glänzenden oder transparenten Verpackungs­etiketten ist sie die ideale Wahl.

Welche Modelle beinhaltet die COX-Serie?

Im Standardsortiment bieten wir die Koaxial­beleuchtungen einmal mit einer Lichtaustritt­fläche von 100 x 100 mm an, das ist das Modell COX-1010. Für größere Objekte bieten wir das Modell COX-2020 mit der viermal so großen Fläche von 200 x 200 mm an. 
Beide Modelle können in sechs LED-Farben bestellt werden: weiß mit einer Farbtemperatur von 5000 K und einem Farbwiedergabeindex von CRI80, rot mit 625 nm, infrarot mit 850 nm, grün mit 525 nm, blau mit 465 nm und gelb mit 580 nm. Die Lieferzeit der Ausführungen mit weißen, roten und infraroten LEDs beträgt maximal zwei Wochen. 

Welche weiteren Ausführungen haben Sie in Planung?

Aufgrund unseres modularen Konzeptes sind wir in der Lage, sehr schnell weitere Größen anzubieten. Sie müssen nur den Flächen unserer DBL-Backlight-Serie entsprechen: 50 x 100 mm, 100 x 200 mm und 200 x 300 mm sind die möglichen Varianten. Je nach Kundenanfrage können wir die entsprechenden Größen dann relativ schnell anbieten.

Auf welche Neuheiten dürfen sich die Leserinnen und Leser der inspect dieses Jahr noch freuen?

Die automatische kamerabasierte Prüfung wird mehr und mehr zum Standard. In unserer Erfahrung vergessen viele Systemintegratoren und Maschinenbauer immer noch, an den Prüfpositionen den entsprechenden Platz für eine Standardbeleuchtung vorzusehen. Kundenspezifische Beleuchtungsanpassungen sind möglich, aber besonders bei kleineren Stückzahlen sehr teuer und dadurch unrentabel. 
Für solche Situationen bereiten wir gerade, zusätzlich zu unseren Standardbeleuchtungen, eine neue Produktlinie vor, bei der unsere Kunden die Leuchtfläche in zwei Dimensionen und die Abstrahlung in bestimmten Grenzen frei wählen können. Diese Flexlight-Serie wird es für Durchlicht-, Auflicht- und Balkenbeleuchtungen geben. (dl)

Kontakt

MBJ Imaging GmbH

Jochim-Klindt-Straße 7
22926 Ahrensburg
Deutschland

+49 4102 77 89 0 0

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