{"id":11895,"date":"2026-06-20T20:00:00","date_gmt":"2026-06-20T18:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/visiotronix.com\/unkategorisiert\/direct-vs-diffuse-illumination-choosing-the-right-technique-for-your-inspection-task\/"},"modified":"2026-08-27T11:39:13","modified_gmt":"2026-08-27T09:39:13","slug":"direct-vs-diffuse-illumination-choosing-the-right-technique-for-your-inspection-task","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/visiotronix.com\/de\/technical-insights\/direct-vs-diffuse-illumination-choosing-the-right-technique-for-your-inspection-task\/","title":{"rendered":"Direkte vs. diffuse Beleuchtung: Die Wahl der richtigen Technik f\u00fcr jede Inspektionsaufgabe"},"content":{"rendered":"\n

Die Beleuchtungstechnik ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Auslegung von Systemen f\u00fcr das Maschinelle Sehen. Die Wahl zwischen Direktbeleuchtung und Diffuse Beleuchtung entscheidet dar\u00fcber, welche Oberfl\u00e4chenmerkmale sichtbar sind, welche Fehler erkennbar sind und ob das Bild gen\u00fcgend Kontrast aufweist, um eine zuverl\u00e4ssige Leistungsf\u00e4higkeit des Algorithmus zu gew\u00e4hrleisten. <\/p>\n\n

Direkte Beleuchtung und Diffuse Beleuchtung sind nicht lediglich zwei Helligkeitseinstellungen. Es handelt sich um grundlegend unterschiedliche Arten, Licht auf eine Oberfl\u00e4che zu lenken. Jede davon basiert auf unterschiedlichen optischen Ph\u00e4nomenen und bringt jeweils unterschiedliche Kategorien von Oberfl\u00e4cheninformationen zum Vorschein. Ein fundiertes Verst\u00e4ndnis beider Konzepte ist f\u00fcr jeden Ingenieur, der eine Zelle f\u00fcr das Maschinelle Sehen entwirft, unerl\u00e4sslich. <\/p>\n\n

1. Grunds\u00e4tze der direkten Beleuchtung<\/h2>\n\n

Bei der Direktbeleuchtung wird das Licht aus einem definierten Winkel oder einer Reihe von Winkeln auf das Objekt gerichtet. Das Licht breitet sich in einer kontrollierten Richtung aus und trifft unter einem bestimmten Einfallswinkel auf die Oberfl\u00e4che. Die Kamera erfasst das Licht, das je nach Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit entweder spiegelnd reflektiert oder diffus gestreut wird. <\/p>\n\n

Auf einer glatten, reflektierenden Oberfl\u00e4che erzeugt eine Direktbeleuchtung in einem kontrollierten Winkel eine spiegelnde Reflexion, die hell und scharf ist. Ist die Oberfl\u00e4che vollkommen eben und der Beleuchtungswinkel richtig eingestellt, erscheint die gesamte Oberfl\u00e4che gleichm\u00e4\u00dfig hell. Jede Abweichung von der Ebenheit \u2013 ein Kratzer, eine Delle, eine erhabene Grate \u2013 lenkt das reflektierte Licht von der Kamera ab und erscheint vor dem hellen Hintergrund als dunkler Bereich. Dies ist das Prinzip der Direktbeleuchtung im Hellfeld bei der Pr\u00fcfung ebener Oberfl\u00e4chen. <\/p>\n\n

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Direktbeleuchtung des Dunkelfeldes<\/h3>\n\n

Wird der Beleuchtungswinkel so ver\u00e4ndert, dass die spiegelnde Reflexion nicht in das Kameraobjektiv eintritt, erscheint die glatte Oberfl\u00e4che dunkel. Nur Oberfl\u00e4chenmerkmale, die das Licht streuen \u2013 Kratzer, Partikel, erhabene Kanten, Strukturunterschiede \u2013 erscheinen vor dem dunklen Hintergrund hell. Dies ist die Dunkelfeldbeleuchtung. <\/p>\n\n

Die Dunkelfeldbeleuchtung wird zur Waferinspektion, zur Qualit\u00e4tskontrolle optischer Komponenten sowie zur Erkennung feiner Oberfl\u00e4chenkratzer an Metall- und Kunststoffteilen eingesetzt. Die im Vergleich zum Hellfeld umgekehrte Kontrastdarstellung \u2013 bei der Defekte hell statt dunkel erscheinen \u2013 ist ein entscheidender Vorteil, wenn der Defektbereich im Verh\u00e4ltnis zur Gesamtoberfl\u00e4che klein ist. <\/p>\n\n

Koaxiale Direktbeleuchtung<\/h3>\n\n

Die Koaxialbeleuchtung ist eine spezielle Form der Direktbeleuchtung, bei der das Licht \u00fcber einen Strahlteiler entlang der optischen Achse der Kamera geleitet wird. Die spiegelnde Reflexion von einer ebenen, senkrechten Oberfl\u00e4che wird entlang der optischen Achse zur\u00fcckgestrahlt und gelangt in die Kamera, wodurch sie gleichm\u00e4\u00dfig hell erfasst wird. Geneigte oder gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4chen reflektieren das Licht von der Achse weg und werden dunkel erfasst. <\/p>\n\n

Die koaxiale Beleuchtung ist die Methode der Wahl f\u00fcr die Pr\u00fcfung flacher, stark reflektierender Oberfl\u00e4chen wie Leiterplattenpads, polierte Metallbauteile und Glasoberfl\u00e4chen. Sie beseitigt die Schattenartefakte, die bei einer au\u00dferaxialen Beleuchtung auftreten, und macht H\u00f6henunterschiede der Oberfl\u00e4che als Helligkeits\u00fcberg\u00e4nge sichtbar. <\/p>\n\n

2. Grunds\u00e4tze der diffusen Beleuchtung<\/h2>\n\n

Bei der Diffusen Beleuchtung wird das Objekt aus einem gro\u00dfen Raumwinkel beleuchtet \u2013 also aus vielen Richtungen gleichzeitig und nicht aus einer einzigen definierten Richtung. Das Licht trifft aus allen Winkeln innerhalb der beleuchteten Halbkugel auf die Oberfl\u00e4che. Auf einer matten Oberfl\u00e4che f\u00fchrt dies zu einer gleichm\u00e4\u00dfigen Ausleuchtung, unabh\u00e4ngig von der Ausrichtung der Oberfl\u00e4che oder ihrer lokalen Kr\u00fcmmung. <\/p>\n\n

Das wesentliche Merkmal der Diffusen Beleuchtung ist ihre Unempfindlichkeit gegen\u00fcber der Ausrichtung der Oberfl\u00e4che. Ein gekr\u00fcmmtes Bauteil, eine dreidimensionale Baugruppe oder eine Oberfl\u00e4che mit komplexer Geometrie wird gleichm\u00e4\u00dfig ausgeleuchtet. Es entstehen weder Schatten durch Oberfl\u00e4chenreliefs noch helle Spiegelungsherde, noch dunkle Bereiche durch Oberfl\u00e4chenfacetten, die das Licht von der Kamera wegreflektieren. <\/p>\n\n

Kuppelbeleuchtung<\/h3>\n\n

Die Kuppelbeleuchtung ist das Standardwerkzeug f\u00fcr die diffuse Beleuchtung im Bereich des Maschinellen Sehens. Ein halbkugelf\u00f6rmiges oder flaches Kuppelgeh\u00e4use ist innen mit einem stark streuenden wei\u00dfen Material beschichtet. LEDs beleuchten das Innere der Kuppel, und das Objekt befindet sich an der \u00d6ffnung, wo es von Licht beleuchtet wird, das von der gesamten Innenfl\u00e4che der Kuppel ausgeht. <\/p>\n\n

Die Kuppelbeleuchtung eignet sich f\u00fcr reflektierende Objekte, bei denen eine Direktbeleuchtung zu unerw\u00fcnschten Blendungen f\u00fchren w\u00fcrde: Kosmetikverpackungen, Fahrzeugverkleidungen, elektronische Bauteile und Schmuck. Sie eignet sich f\u00fcr alle Anwendungen, bei denen die Oberfl\u00e4che eine variable Kr\u00fcmmung aufweist und gleichm\u00e4\u00dfig gepr\u00fcft werden muss. <\/p>\n\n

Flache Kuppelbeleuchtung<\/h3>\n\n

Die flache Kuppelbeleuchtungseinheit ist eine Variante mit geringerem Profil, die eine Diffuse Beleuchtung durch eine flache Front\u00f6ffnung bietet. Sie eignet sich f\u00fcr Pr\u00fcfstationen, an denen der Einbauraum begrenzt ist oder an denen das Objekt zu gro\u00df ist, um in eine Standardkuppel aufgenommen zu werden. <\/p>\n\n

Die Flachkuppel-Beleuchtungseinheiten der Roder Vision FD-Serie sind f\u00fcr Anwendungen konzipiert, die eine hochwertige Diffuse Beleuchtung in flacher, platzsparender Bauweise erfordern. Dank verschiedener Gr\u00f6\u00dfen decken sie Sichtfelder ab, die von kleinen Bauteilen bis hin zu gro\u00dfen Baugruppen reichen. <\/p>\n\n

3. Anwendungsmatrix: Wann ist welche Technik zu w\u00e4hlen?<\/h2>\n\n

Die Wahl zwischen Direktbeleuchtung und Diffuse Beleuchtung h\u00e4ngt von den Oberfl\u00e4cheneigenschaften des Objekts und der Art der Pr\u00fcfungsaufgabe ab. Das nachstehende Schema deckt die g\u00e4ngigsten Pr\u00fcfszenarien ab. <\/p>\n\n

Flache reflektierende Oberfl\u00e4chen: Leiterplatten, Metall, Glas<\/h3>\n\n

Flache, reflektierende Oberfl\u00e4chen lassen sich am besten mit koaxialer Direktbeleuchtung untersuchen. Zur Oberfl\u00e4chenfehlerkennung wie Kratzern und Vertiefungen ist die Direktbeleuchtung im Dunkelfeld mit kleinem Einfallswinkel empfindlicher als jede diffuse Beleuchtungstechnik. Die Kuppelbeleuchtung liefert zwar ein gleichm\u00e4\u00dfiges Bild auf flachen, reflektierenden Oberfl\u00e4chen, weist jedoch in der Regel einen geringeren Kontrast auf, was das Erkennen kleiner Oberfl\u00e4chenfehler erschwert. <\/p>\n\n

Dreidimensionale und gekr\u00fcmmte Bauteile<\/h3>\n\n

Bauteile mit komplexer dreidimensionaler Geometrie oder variabler Kr\u00fcmmung lassen sich am besten mit diffusen Beleuchtungstechniken ausleuchten. Die Kuppel- oder Flache Dombeleuchtung beseitigt die Schatten- und Blendeffekte, die bei Direktbeleuchtung auf gekr\u00fcmmten Oberfl\u00e4chen entstehen. Dies ist der bevorzugte Ansatz f\u00fcr Kunststoffformteile, Metallgussteile und Baugruppen, bei denen sich die Richtung der Oberfl\u00e4chennormalen \u00fcber das Sichtfeld hinweg deutlich verschiebt. <\/p>\n\n

Etiketteninspektion, Druck- und Barcode-Pr\u00fcfung<\/h3>\n\n

Beim Auslesen von Etiketten, bei der OCR (Optische Zeichenerkennung) und bei der Barcode-Pr\u00fcfung wird in der Regel eine Direktbeleuchtung unter einem kontrollierten Winkel eingesetzt, um den Kontrast zwischen der Druckfarbe und dem Etikettentr\u00e4ger so hoch wie m\u00f6glich zu gestalten. Bei gl\u00e4nzenden Etiketten mindert eine flachwinklige oder polarisierte Beleuchtung spiegelnde Reflexionen von der Substratoberfl\u00e4che. Bei matten Etiketten reicht in der Regel eine frontseitige Direktbeleuchtung in einem moderaten Winkel aus. <\/p>\n\n

Oberfl\u00e4chenstruktur und Oberfl\u00e4chenfehlerkennung<\/h3>\n\n

Erhabene Strukturen und Oberfl\u00e4chenreliefs lassen sich am besten durch Direktbeleuchtung aus einem flachen Winkel erkennen, da Schatten hier ihre Sichtbarkeit verst\u00e4rken. Farb- oder Verunreinigungsfehler auf Oberfl\u00e4chen mit komplexer Geometrie lassen sich besser durch Diffuse Beleuchtung erkennen, da die Oberfl\u00e4chengeometrie die Messung der Farbgleichm\u00e4\u00dfigkeit nicht beeintr\u00e4chtigt. <\/p>\n\n

4. Roder Vision-Produkte f\u00fcr jeden Ansatz<\/h2>\n\n

ROder Vision entwickelt Beleuchtungseinheiten, die sowohl f\u00fcr Direktbeleuchtung als auch f\u00fcr Diffuse Beleuchtung ausgelegt sind. Die vier unten aufgef\u00fchrten Serien umfassen die repr\u00e4sentativsten L\u00f6sungen f\u00fcr den jeweiligen Ansatz. <\/p>\n\n

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Produkte und Technologien<\/h2>\n\n
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\"Roder<\/a><\/figure>\n\n\n

DL6 – LED-Matrix mit hoher Packungsdichte<\/a><\/h4>\n\n\n

Direktbeleuchtung f\u00fcr ebene Oberfl\u00e4chen, Etiketteninspektion und Barcode-Lesen. Hohe Beleuchtungsst\u00e4rke im Stroboskopmodus. HTTM-Thermostabilit\u00e4t. Mehrwellenl\u00e4ngenbetrieb. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"RODER<\/a><\/figure>\n\n\n

DC6 \u2014 LED-Ringbeleuchtung mit hoher Dichte<\/a><\/h4>\n\n\n

Nahezu koaxiale Direktbeleuchtung zur Pr\u00fcfung ebener Oberfl\u00e4chen, zur Beurteilung der Druckqualit\u00e4t und zur \u00dcberpr\u00fcfung von Leiterplattenbauteilen. Kompakt und f\u00fcr mehrere Wellenl\u00e4ngen geeignet. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"RODER<\/a><\/figure>\n\n\n

FD2 – Flat Dome LED-Beleuchtungseinheiten<\/a><\/h4>\n\n\n

Diffuse Beleuchtung f\u00fcr reflektierende, gekr\u00fcmmte oder geometrisch komplexe Bauteile. Schattenfreie Beleuchtung. Verhindert Spiegelblendung. In verschiedenen Gr\u00f6\u00dfen erh\u00e4ltlich. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"DL5<\/a><\/figure>\n\n\n

DL5 – Hochintensit\u00e4ts-LED-Matrix<\/a><\/h4>\n\n\n

Hochintensive Direktbeleuchtung f\u00fcr Dunkelfeld- und Hellfeldverfahren. Sehr hohe Spitzenintensit\u00e4t im Stroboskopmodus f\u00fcr die Hochgeschwindigkeits-Oberfl\u00e4chenpr\u00fcfung. <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

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H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n\n
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Wann sollte ich Direktbeleuchtung der Diffuse Beleuchtung vorziehen?<\/strong>

Eine Direktbeleuchtung wird bevorzugt f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenfehlerkennung auf ebenen Oberfl\u00e4chen, die koaxiale Inspektion stark reflektierender Oberfl\u00e4chen wie Leiterplatten-Pads oder poliertes Metall, die Kratzerkennung im Dunkelfeld sowie f\u00fcr Barcode- oder OCR-Anwendungen, bei denen ein definierter Beleuchtungswinkel den Druckkontrast so weit wie m\u00f6glich erh\u00f6ht.<\/p><\/div>

Wann sollte ich mich f\u00fcr eine Diffuse Beleuchtung entscheiden?<\/strong>

Diffuse Beleuchtung eignet sich f\u00fcr komplexe dreidimensionale Geometrien, gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4chen und stark reflektierende Teile, bei denen eine Direktbeleuchtung unerw\u00fcnschte Schatten oder spiegelnde Hotspots verursachen w\u00fcrde. Zu den typischen Anwendungsbereichen z\u00e4hlen Kosmetikverpackungen, die Pr\u00fcfung von Guss- und Formteilen sowie komplexe Baugruppen. <\/p><\/div>

Kann ich in derselben Pr\u00fcfzelle sowohl Direktbeleuchtung als auch Diffuse Beleuchtung verwenden?<\/strong>

Ja. Die Beleuchtungseinheiten werden unabh\u00e4ngig voneinander von der Steuerung des Visionssystems angesteuert. Eine flache Kuppel sorgt bei einer Aufgabe f\u00fcr eine Diffuse Beleuchtung, w\u00e4hrend eine Ringbeleuchtung bei einer anderen Aufgabe f\u00fcr eine Direktbeleuchtung sorgt; beide dienen derselben Kamerastation. <\/p><\/div>

Was ist Dunkelfeldbeleuchtung und wann wird sie eingesetzt?<\/strong>

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung kommt eine Direktbeleuchtung mit sehr flachem Einfallswinkel zum Einsatz. Die glatte Oberfl\u00e4che erscheint dunkel, w\u00e4hrend Oberfl\u00e4chenmerkmale, die Licht streuen \u2013 wie Kratzer, Partikel und erhabene Kanten \u2013 hell erscheinen. Dieses Verfahren wird eingesetzt, um feine Oberfl\u00e4chenfehler an polierten Teilen zu erkennen, bei denen der Kontrast unter herk\u00f6mmlicher Beleuchtung zu gering ist. <\/p><\/div>

Hat die Wellenl\u00e4nge Einfluss auf die Wahl zwischen direkten und diffusen Verfahren?<\/strong>

Nein. Die Wahl der Wellenl\u00e4nge ist unabh\u00e4ngig davon, ob eine direkte oder diffuse Beleuchtung gew\u00e4hlt wird. NIR-Wellenl\u00e4ngen k\u00f6nnen spiegelnde Reflexionen von Kunststoffoberfl\u00e4chen unterdr\u00fccken, und UV-Wellenl\u00e4ngen machen Verunreinigungen und fluoreszierende Materialien besser sichtbar. Beides gilt gleicherma\u00dfen f\u00fcr direkte und diffuse Beleuchtungsgeometrien. <\/p><\/div><\/div>\n\n