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FAQ sur les techniques d’éclairage

Qu’est-ce que la lumière ? Comment est-elle réfléchie par les matériaux ? Quelle est la meilleure méthode d’éclairage pour les objets brillants ou mats ? Quel est l’impact du contraste et de la position de la caméra sur le résultat final ? Vous trouverez sur cette page les réponses à toutes les questions courantes sur l’éclairage et les techniques d’éclairage destinées au domaine de la vision industrielle. 
Pour toute question, n’hésitez pas à contacter l’assistance wenglor.

Les Angle Changer sont des diffuseurs optiques qui permettent à la fois d’augmenter l’angle du faisceau d’une source lumineuse et d’ajouter une certaine diffusion.

La lumière rouge a été le premier type d’éclairage de vision industrielle à LED proposé sur le marché.

Le lumen est l’unité de mesure de la lumière émise par une source donnée. Cette mesure n’est généralement pas effectuée en vision industrielle. Il est plus utile de mesurer l’intensité lumineuse sur une zone précise. Le wenglor ZVZF20x en blanc peut atteindre jusqu’à 50 klux à une distance de travail de 100 mm.

Les éclairages dôme sont des éclairages très diffus utilisés pour éclairer de nombreux types de matériaux différents avec beaucoup d’intensité et d’homogénéité. Un éclairage dôme fonctionne grâce à des LED qui éclairent la surface interne d’une forme de dôme blanc très mat. Cette lumière se reflète ensuite dans le champ de vision de la caméra. La structure du dôme contient un orifice au sommet pour y placer la caméra.

Le contrôle stroboscopique est une méthode électrique de synchronisation du signal stroboscopique d’un produit d’éclairage avec le temps d’exposition d’une caméra. L’unité de commande du stroboscope peut également définir des cycles actifs définis lors de l’utilisation d’un produit d’éclairage en mode stroboscope overdrive.

Dans les applications de vision industrielle, il s’agit toujours d’éclairer une zone spécifiée à partir d’une distance de travail donnée. C’est pourquoi, dans le domaine de la vision industrielle, l’éclairage se mesure en lux. Lux = Lumen/mètre carré (lm/m²). Le lumen (lm) est la mesure de la quantité totale de lumière visible émise par une source donnée, exprimée en joules (énergie lumineuse par unité de temps).

Une lumière diffuse peut être décrite comme une sortie de lumière. Un type de lumière très concentré sera plus intense mais moins homogène sur une grande surface. Une lumière diffuse disperse les photons lumineux, ce qui crée une plus grande homogénéité mais réduit l’intensité de la lumière.

De manière générale, les éclairages intelligents ne sont pas mis en œuvre dans le cadre de la vision industrielle. Il s’agit d’un éclairage avec un mouvement mécanique automatisé intégré dans la conception, généralement utilisé dans les boîtes de nuit ou les lieux d’événements.

La fluorescence UV se produit lorsqu’un matériau ou une substance émet de la lumière par absorption d’un rayonnement lumineux donné. Les matériaux sont généralement fluorescents sous un éclairage UV (type de lumière à LED, par exemple) dont la longueur d’onde est comprise entre 365 nm et 405 nm.

Un éclairage RVB est un type de lumière qui peut commuter entre le rouge, le vert et le bleu. Dans certains cas, toutes les longueurs d’onde peuvent être combinées pour créer une lumière blanche.

Toutes les techniques d’éclairage de wenglor sont alimentées en 24 V CC. Le courant nominal nécessaire de l’alimentation électrique dépend du produit. Ces informations sont disponibles sur la page spécifique de chaque référence de produit ou dans les fiches techniques.

Les polarisateurs peuvent être utilisés en appliquant un filtre de polarisation à l’éclairage et à la caméra. Pour cela, régler le filtre de polarisation de la caméra de manière à ce que les plans de polarisation se croisent. Cela permettra de réduire considérablement les reflets. Prudence en cas d’utilisation de plusieurs éclairages : la position du deuxième ou des autres éclairages peut éliminer l’effet de polarisation.

Toutes les techniques d’éclairage de wenglor dont les codes de produit commencent par LBA, LBD, LB9, LBB, LFD et LMx peuvent être atténués de 100 % à 30 % en appliquant un signal 0…10 V sur la broche 5 du connecteur M12 5P à codage A.

Les éclairages bar offrent un éclairage flexible en fond clair ou en fond noir. Afin d’obtenir la meilleure image possible d’un objet, il est essentiel de déterminer la position d’installation, le nombre d’éclairages et l’angle d’incidence. Les éclairages bar conviennent pour la vision industrielle, l’automatisation industrielle, la robotique et les applications d’identification.

Comme tous les produits d’éclairage utilisés pour la vision industrielle, la durée de vie du produit dépend de la quantité de chaleur au niveau du boîtier de jonction des LED. Si le produit est utilisé en continu, les produits wenglor sont conçus pour rester allumés pendant toute la période de garantie au minimum. La durée de vie d’un produit peut être considérablement prolongée si le produit est allumé par un signal stroboscopique synchronisé avec l’acquisition d’images.

Les éclairages destinés aux applications de vision industrielle et d’identification peuvent clignoter plus rapidement que la vitesse de traitement des images par votre cerveau. Avec une vitesse très élevée des flashs, votre œil peut avoir l’impression que la lumière clignote alors que le système de vision industrielle et l’acquisition d’images restent stables. Dans les conditions extrêmes, où les éclairages sont poussés à leur limite, un scintillement dû au temps de montée des LED peut être perçu. Lire systématiquement les manuels d’utilisation pour connaître les caractéristiques de performance du produit avant de le mettre en marche.

La quantité d’éclairage nécessaire dépend de votre application. Elle dépend également de l’endroit duquel l’éclairage doit être projeté sur l’élément voulu. Par exemple, pour créer un champ sombre en éclairant tout le tour d’un élément, quatre éclairages bar sont nécessaires, c’est-à-dire un pour chaque côté.

La puissance requise peut également justifier l’utilisation de plusieurs éclairages. Avec une application de balayage linéaire, les éclairages doivent fonctionner en continu. Cela requiert une intensité lumineuse élevée et concentrée sur une seule ligne de pixels. Plusieurs éclairages bar peuvent être utilisés à cet effet, tous centrés sur la même ligne de pixels de la caméra. Chaque éclairage bar supplémentaire ajoute de l’intensité.

Un objectif télécentrique est destiné à éliminer les effets négatifs de la parallaxe, ou erreur de perspective. Le principe consiste à remplacer le cône de vision produit par une lentille conventionnelle par un champ de vision non angulaire. La caméra peut ainsi déterminer la largeur réelle des pièces rondes et épaisses, ce qui est idéal pour les applications de mesure.

L’œil humain ne réagit qu’aux longueurs d’onde comprises entre 400 et 700 nanomètres (nm), alors qu’une caméra, qui peut être équipée de différents types de capteurs, est sensible à une large gamme d’émissions spectrales. Certaines caméras sont monochromes car les images en noir et blanc peuvent être associées à des longueurs d’onde d’éclairage spécifiques pour mettre en évidence différentes couleurs dans le champ de vision. De plus, le traitement d’image des caméras monochromes a tendance à être plus rapide.

La lumière infrarouge (IR) peut être utilisée dans certaines situations pour voir à travers des matériaux. Les longueurs d’onde plus longues peuvent en effet traverser certains matériaux, comme les bandes transporteuses ou les bouteilles opaques. De plus, l’éclairage IR peut être utilisé pour faire disparaître l’encre d’une image, ce qui explique que l’IR n’est jamais utilisé dans un environnement logistique pour la lecture de codes.

L’éclairage LED peut se décliner en de nombreuses longueurs d’onde, comme le rouge, qui présente généralement un pic d’intensité lumineuse autour de 630 nm. D’autres longueurs d’onde incluent l’infrarouge (880 nm), le vert (525 nm), le cyan (505 nm), le bleu (470 nm), etc.

Les LED blanches ne constituent pas une longueur d’onde unique. Elles se décomposent en une multitude de couleurs et certaines LED blanches peuvent sembler plus bleues ou plus jaunes. C’est ce qu’on appelle la température chromatique. Par exemple, une LED de 2 800 k diffusera un blanc chaud, une LED de 6 000 k un blanc froid.

Quel que soit le type de lumière, fixer directement le champ lumineux peut provoquer des lésions oculaires. La réaction naturelle est de fermer les yeux ou de les détourner de la source lumineuse quand la douleur commence à se faire sentir, par exemple lorsque le regard se porte directement vers le soleil. Dans un système d’éclairage, le principal risque de lésions oculaires émane des longueurs d’onde, comme les UV et les IR. La lumière infrarouge et la lumière UV peuvent être invisibles ou sembler beaucoup plus faibles à l’œil nu qu’elles ne le sont en réalité. La classe de risque laser ne concerne pas les produits d’éclairage.

Il est possible d’acheter des longueurs d’onde spécifiques pour l’éclairage de vision industrielle, dont des éclairages UV. Les longueurs d’onde UV utilisées pour la vision industrielle commencent généralement autour de 405 nm et descendent à environ 365 nm. Ces produits peuvent être utilisés pour l’inspection d’éléments tels que les détails sur les billets de banque, les joints de colle et les codes à jet d’encre qui deviennent fluorescents sous une certaine longueur d’onde.

Les LED sont le type d’éclairage le plus efficace et le plus polyvalent. Les LED ont permis de créer de nombreuses formes et tailles de produits d’éclairage pour le marché de la vision industrielle. Les autres technologies sont les fluorescents, les xénons ou les halogènes à quartz. Les LED peuvent également être utilisées pour fonctionner en continu ou à un rythme stroboscopique très élevé, ce que les technologies traditionnelles ne peuvent pas réaliser.

Les éclairages spot sont avantageux car ils s’intègrent très facilement dans les espaces restreints. Les éclairages spot de wenglor sont dotés de caractéristiques pratiques telles qu’un corps fileté pour une intégration encore plus simple.

Positionnés autour de l’axe optique d’une caméra, les éclairages annulaires peuvent remplir deux fonctions. Ils peuvent être utilisés pour créer un champ lumineux en inondant une zone de lumière. Cela ne fonctionne cependant que sur des matériaux relativement mats. L’éclairage annulaire et la caméra peuvent également être placé à un angle faible entre la surface cible et la surface normale. Cette méthode est utile pour mettre en évidence les arêtes, les rayures et les marques gravées, comme les codes marqués par poinçonnage sur les métaux brillants.

Un éclairage annulaire est constitué d’une rangée circulaire de LED. Dans le domaine de la vision industrielle, normalement, la rangée circulaire comporte un orifice central destiné à accueillir une caméra.

Dans les applications de vision industrielle et d’identification, les éclairages annulaires peuvent être utilisés pour une multitude de configurations d’éclairage, notamment pour des applications de type pick-and-place au bout du bras robotisé (end of arm, EoA) ou pour la lecture de codes-barres sur des emballages.

Positionnés autour de l’axe optique d’une caméra, les éclairages annulaires peuvent remplir deux fonctions. Ils peuvent être utilisés pour créer un champ lumineux en inondant une zone de lumière. Cela ne fonctionne cependant que sur des matériaux relativement mats. L’éclairage annulaire et la caméra peuvent également être placé à un angle faible entre la surface cible et la surface normale. Cette méthode est utile pour mettre en évidence les arêtes, les rayures et les marques gravées, comme les codes marqués par poinçonnage sur les métaux brillants.

Un éclairage annulaire est constitué d’une rangée circulaire de LED. Dans le domaine de la vision industrielle, normalement, la rangée circulaire comporte un orifice central destiné à accueillir une caméra.

L’indice de protection IP65 indique que le produit est protégé contre les infiltrations de poussière et les projections d’eau. Le produit peut donc être utilisé dans des environnements contenant potentiellement de la poussière dans l’air ou exposé à des projections d’eau. Le client final spécifie généralement les exigences à remplir pour son usine ou sa machine.

L’indice de protection IP67 indique que le produit est protégé contre les infiltrations de poussière et la submersion dans l’eau. Le produit peut donc être utilisé dans des environnements contenant potentiellement de la poussière dans l’air ou de l’eau. Le client final spécifie généralement les exigences à remplir pour son usine ou sa machine.

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