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Schärfere Bilder durch Überblitzen von LED-Beleuchtungen

24. Januar 2022 | Lesezeit: 3 min

Sophie Steiner, Portfolio Manager für Optiken und Beleuchtungen bei STEMMER IMAGING

Interview mit Sophie Steiner, Portfolio Manager für Optiken und Beleuchtungen bei STEMMER IMAGING

Die Auswahl der Beleuchtung ist ausschlaggebend für die Qualität einer Bildaufnahme und kann damit gleichzeitig die anschließende Bildauswertung stark vereinfachen. LEDs sind vielseitig einsetzbar, haben eine geringe Wärmeentwicklung und eine lange Lebensdauer.

Überblitzen ist eine Beleuchtungsmethode, bei der die LED nur für kurze Zeit aktiviert wird. Unsere Portfolio Managerin Sophie Steiner erläutert die Vorteile des Überblitzens und für welche Anwendungsgebiete diese Technik besonders gut geeignet ist.

Was genau versteht man unter „Überblitzen“?

Sophie Steiner: Überblitzen ist das bewusste, kurzzeitige Betreiben einer LED-Lichtquelle bei Strömen, die unter normalen Bedingungen eigentlich zu hoch für die LEDs wären. Dies lässt sich dadurch kompensieren, dass die Beleuchtung nur für wenige Mikrosekunden an und für einen deutlich längeren Zeitraum wieder aus ist.

Die lange Abkühlphase stellt sicher, dass die Beleuchtung nicht überhitzt und beschädigt wird. Durch Überblitzen lässt sich die Intensität der Lichtquelle typischerweise um das 2- bis 5-fache steigern.

Was sind die Vorteile dieser Technik?

Sophie Steiner: Hier muss ich erstmal kurz ausholen: Um ein scharfes, gut ausgeleuchtetes Bild zu erzeugen, ist die einfallende Lichtmenge auf dem Sensor entscheidend. Je mehr Licht zur Verfügung steht, desto kürzer kann die Belichtungszeit sein.

So können auch bewegte Objekte scharf abgebildet werden. Die einfallende Lichtmenge kann auch durch die Blende beeinflusst werden. Je weiter diese geöffnet ist, umso mehr Licht fällt auf den Sensor. Gleichzeitig verringert sich dadurch allerdings die Schärfentiefe.

Die beste Möglichkeit ist es also, von vornherein genug Licht zur Verfügung zu haben. Dabei gilt, je schneller sich das Objekt bewegt, desto kürzer muss die Belichtungszeit sein und desto mehr Licht wird in der kurzen Zeitspanne benötigt. Genau hier sehe ich gleich mehrere Vorteile des Überblitzens: Gekoppelt über ein Triggersignal mit der Kamera ist die Beleuchtung nur dann an, wenn sie wirklich benötigt wird.

Sie kann deutlich heller werden als im Dauerbetrieb und es wird ein sehr scharfes Bild erzeugt. Ganz nebenbei erhöht sich die Lebensdauer der Beleuchtung erheblich, da durch das blitzartige Ein- und Ausschalten nur ein Bruchteil der Wärme entsteht, die im Dauerbetrieb Alterungseffekte und damit ein Nachlassen der Intensität beschleunigt.

Und wo liegen die Herausforderungen?

Beim Arbeiten mit der Überblitzen-Technologie, empfehle ich, diesen Bereich von Handarbeitsplätzen abzuschirmen, egal ob mit sichtbarem oder mit nicht-sichtbarem Licht gearbeitet wird. Lichtblitze wirken, selbst aus größeren Entfernungen, irritierend.

Bei nicht-sichtbaren Wellenlängen ist es fast noch wichtiger den Arbeitsplatz abzuschirmen, da bei diesem Licht der Lidschlussreflex fehlt und ein unbeabsichtigtes Hineinschauen dauerhafte Augenschäden zur Folge haben kann.

Wichtig ist auch, dass für das Überblitzen die zulässigen Grenzwerte nicht überschritten werden, damit die LEDs keinen Schaden nehmen. Hier empfehle ich Controller, die diese Werte automatisch ermitteln und einhalten.

Für welche Anwendungen ist das Thema „Überblitzen“ besonders interessant?

Sophie Steiner: Überblitzen ist besonders interessant für Anwendungsbereiche, bei denen es um Geschwindigkeit geht, zum Beispiel die Qualitätsprüfung von Massenproduktionsartikeln, die schnell vorbeilaufen. Nicht selten begegnen uns hier zusätzliche Herausforderungen wie variable Objekthöhen oder Vibrationen, die neben einer kurzen Belichtungszeit auch eine kleine Blende erfordern.

Als typische Anwendung fällt mir noch ein Beispiel aus der Verpackungsindustrie ein: Der korrekte Aufdruck von Haltbarkeitsdaten oder Chargennummern auf Verpackungen lässt sich durch Überblitzen besonders effizient kontrollieren.

Welche Beleuchtungen empfiehlst Du zum Überblitzen?

Sophie Steiner: Generell rate ich bei Produkten, von denen hohe Leistungen gefordert werden, auf Qualität und vor allem auf Kompatibilität zu achten. Ich biete unseren Kunden gerne die Kombination von CCS Beleuchtungen mit Gardasoft-Controllern an. Meines Erachtens ist das die vielseitigste Lösung, die sich bereits in etlichen Anwendungen bewährt hat. Die zwei Hersteller arbeiten eng zusammen, sodass neue Anforderungen des einen mit Produktinnovationen des anderen ergänzt werden.

Als unkomplizierte Einstiegsvariante kann ich die Auto-Strobe-Beleuchtungen der CCS EL-Serie sehr empfehlen. Für besondere Herausforderungen steht außerdem die CCS PF-Serie zur Verfügung. Sie erreicht Helligkeiten, die einer Xenon-Lampe entsprechen.

Sie möchten noch mehr zu den Themen Überblitzen und Beleuchtungstechniken erfahren?

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