Beleuchtungstechniken

Hauptaufgabe der Beleuchtung ist es, Kontrast zwischen den zu detektierenden Objektmerkmalen zu schaffen. Dazu kann eine Vielzahl von Parametern die Beleuchtungsquelle bestimmen, die eine Wechselwirkung mit dem Prüfobjekt und seinen individuellen Materialeigenschaften erzeugen.

Wechselwirkung von Licht, Körper und Kamera

Je nach Materialoberfläche treten dort eine Vielzahl von Effekte auf. Das auftreffende Licht wird zum Teil absorbiert, ein Teil wird reflektiert und je nach Materialoberfläche auch gestreut. Bei opaken, halbdurchlässigen oder lichtdurchlässigen Materialien kann das Licht auch durch den Körper durchdringen (Transmission). In einigen Fällen wird das Licht an der Oberfläche sogar polarisiert oder gebeugt.

In der Regel tritt niemals einer dieser Effekte alleine auf, sondern es ist immer eine Kombination mehrerer Effekte. Selbst ein optisch hochwertiger Spiegel reflektiert nur etwa 95% des einfallenden Lichts.

Eigenschaften der Beleuchtung

Im Folgenden beschäftigen wir uns mit den möglichen Parametern der Beleuchtung und den verschiedenen Beleuchtungstechniken. Diese müssen so ausgewählt werden, dass zusammenmit den Materialeigenschaften des Prüfobjekts ein perfekt auswertbares Bild entsteht.

Licht kann...

• unter einem bestimmten Einfallswinkel auf das Prüfobjekt eintreffen
• eine bestimmte Lichtfarbe haben (rot, grün, blau, weiß mit bestimmter Farbtemperatur, infrarot, Ultraviolett)
• gerichtet oder diffus sein
• unpolarisiert, linear oder zirklular polarisiert sein
• kohärente Lichteigenschaften aufweisen (Laser)

Einfallswinkel der Beleuchtung

Eine wichtige Methode ist der Einsatz von Licht aus den unterschiedlichsten Raumrichtungen:

So kann Licht von oben, schräg einseitig oder umseitig, flach einstrahlend oder von der gegenüber liegenden Seite auf das Objekt geworfen werden. Je nach Oberflächenform, Materialbeschaffenheit und Struktur wird das Licht am Körper und seinen Prüfmerkmalen gestreut, absorbiert, reflektiert, transmittiert oder erzeugen auch einen Schattenwurf. Neben der Richtung, aus der beleuchtet wird,  ist es sehr wichtig, ob das Licht parallel gerichtet oder diffus auf das Objekt trifft.

Klassische Beleuchtungstechniken:

• Direktes Auflicht
• Diffuses Auflicht
• Schräges seitliches Licht
• Flach einfallendes Licht von allen Seiten
• Durchlicht (Gegenlicht-Aufnahme)

Beispiel: Bilderserie (Euro-Münze)

Bildsequenz mit verschiedenen  Einfallswinkeln und ausgeleuchteten Raumwinkeln (diffus/ direkt) der Beleuchtung. Zur detaillierten Textbeschreibung bitte Bilder vergrößern.