Emissione colorata a banda stretta per il contrasto selettivo su bersagli pigmentati
- Emissione a banda stretta (20-40 nm FWHM) nelle lunghezze d’onda del rosso, verde, blu o ambra corrispondenti alla riflettanza del colore del bersaglio.
- Regola dell’accoppiamento colore-ruota: il massimo contrasto si ottiene illuminando con il colore complementare del pigmento target.
- Ideale per codici stampati colorati, PCB, compresse farmaceutiche, marchi di sicurezza e assemblaggi con codice colore.
- Il filtro Passa-banda sulla fotocamera, abbinato alla lunghezza d’onda del LED, offre una Reiezione della Luce Ambiente superiore.
- Lunghezze d’onda personalizzate (730 nm rosso intenso, 590 nm ambra) disponibili per esigenze di contrasto specifiche.
- Richiede una telecamera monocromatica: le applicazioni di discriminazione del colore richiedono invece configurazioni bianche o commutabili RGB.
L’Illuminatore LED monocromatico utilizza l’emissione a banda stretta di un singolo colore (rosso, verde, blu, ambra o altro) per generare un contrasto selettivo su bersagli colorati. Sfruttando le proprietà di riflessione e assorbimento spettrale di pigmenti, inchiostri, rivestimenti e materiali naturali, la Luce Monocromatica può produrre un contrasto su elementi colorati impossibile da ottenere con l’Illuminazione a Banda Larga. Il principio è semplice: una superficie colorata appare luminosa se illuminata in corrispondenza del suo picco di riflessione e scura se illuminata in corrispondenza del suo picco di assorbimento.
Principio di funzionamento delle sorgenti LED monocromatiche
Un LED monocromatico emette in una banda spettrale relativamente stretta, in genere da 20 a 40 nm di larghezza a metà del massimo, centrata sulla lunghezza d’onda nominale del chip. I LED rossi sono disponibili a 620, 660 e 730 nm; i LED verdi a 525, 530 e 565 nm; i LED blu a 450 e 470 nm; i LED ambra a 590 nm. Ogni lunghezza d’onda produce un’interazione cromatica specifica con l’obiettivo ispezionato, regolata dalla curva di riflettanza spettrale del materiale di superficie.
Quando un Illuminatore monocromatico viene utilizzato con una fotocamera monocromatica, l’immagine risultante codifica la riflettanza del bersaglio alla specifica lunghezza d’onda dell’illuminazione. Le caratteristiche la cui riflettanza differisce a quella lunghezza d’onda producono un contrasto nell’immagine, mentre le caratteristiche la cui riflettanza è identica a quella lunghezza d’onda diventano invisibili. Lo stesso bersaglio fotografato con diverse lunghezze d’onda monocromatiche produce immagini diverse, ognuna delle quali evidenzia caratteristiche diverse.
Riflettanza spettrale e ottimizzazione del contrasto
Una regola pratica è che la lunghezza d’onda di massimo contrasto tra due elementi colorati è approssimativamente la lunghezza d’onda di massimo assorbimento di uno dei due pigmenti. Ad esempio, un marchio stampato in verde su un substrato bianco viene visualizzato al meglio sotto l’illuminazione rossa, dove il pigmento verde assorbe fortemente e produce un marchio scuro su uno sfondo chiaro. Un segno rosso sullo stesso substrato viene visualizzato al meglio con un’illuminazione verde o blu, dove il pigmento rosso assorbe fortemente. La lunghezza d’onda del contrasto ottimale viene identificata attraverso la ruota dei colori: i colori opposti sulla ruota producono il massimo contrasto.
Applicazioni industriali tipiche
L’illuminazione monocromatica a LED è la scelta standard per la lettura di marchi, codici ed etichette stampate a colori, dove il contrasto deve essere massimizzato su uno sfondo colorato; l’ispezione di circuiti stampati multistrato, dove le tracce di rame, la maschera di saldatura e la serigrafia devono essere valorizzate in modo selettivo; il controllo di qualità di compresse e capsule farmaceutiche colorate; la verifica di marchi di sicurezza a base di coloranti; l’ispezione di prodotti agricoli, dove la maturazione, i difetti o la contaminazione producono un contrasto dipendente dal colore; il controllo di qualità della tintura tessile per ottenere l’uniformità del colore; e qualsiasi applicazione in cui l’obiettivo dell’ispezione contenga elementi colorati il cui contrasto può essere valorizzato con un’appropriata selezione della lunghezza d’onda. Le varianti monocromatiche sono disponibili nelle famiglie di Illuminatori LED ad anello, Illuminatori LED a barra e Illuminatori LED a pannello.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
La lunghezza d’onda è il parametro principale di selezione, scelto per massimizzare il contrasto tra la caratteristica di interesse e lo sfondo. Le misure di riflettanza spettrale dei materiali di destinazione, eseguite con uno spettrofotometro calibrato, forniscono la base più affidabile per la selezione della lunghezza d’onda. In assenza di tali misurazioni, l’approccio pratico consigliato è una valutazione empirica attraverso l’acquisizione di immagini a diverse lunghezze d’onda monocromatiche.
La larghezza di banda dell’emissione del LED influisce sulla precisione della selezione del contrasto. Una larghezza di banda più stretta (da 10 a 20 nm) offre un contrasto più selettivo ma un flusso inferiore. Una larghezza di banda maggiore (da 30 a 40 nm) offre un flusso più elevato al costo di una selettività leggermente ridotta. Per la maggior parte delle applicazioni industriali, la larghezza di banda standard dei LED è adeguata.
Combinazione con filtri Passa-banda
L’Illuminatore LED monocromatico è spesso abbinato a filtri Passa-banda corrispondenti all’obiettivo della telecamera, che trasmettono solo la lunghezza d’onda del LED e respingono tutte le altre luci. Questa combinazione offre un’efficace reiezione della Luce Ambiente proveniente da lampade fluorescenti, luce solare o macchinari vicini, consentendo ispezioni affidabili in ambienti in cui sarebbe altrimenti necessario un controllo della luce ambiente.
Integrazione e limiti
Gli Illuminatori LED monocromatici si integrano in modo identico alle versioni bianche in tutte le configurazioni meccaniche e ottiche standard. Il principale vantaggio pratico è la possibilità di combinare l’illuminazione con un filtro Passa-banda sulla telecamera per la Reiezione della Luce Ambiente, una capacità non disponibile con le sorgenti bianche. Le lunghezze d’onda non standard o le configurazioni spettrali asimmetriche sono tipicamente progettate all’interno del portafoglio di Illuminatori LED personalizzati.
Il limite principale dell’Illuminatore monocromatico è la perdita di informazioni sul colore nella telecamera. Per sfruttare l’illuminazione monocromatica è necessario utilizzare telecamere monocromatiche, il che significa che qualsiasi applicazione che richieda la discriminazione del colore del bersaglio deve utilizzare l’illuminazione bianca, oppure utilizzare configurazioni multispettrali o commutabili RGB che combinano più lunghezze d’onda monocromatiche in sequenza. L’illuminazione monocromatica è anche un po’ meno universale di quella bianca, in quanto la lunghezza d’onda deve essere selezionata specificamente per ogni applicazione; una stazione progettata per l’ispezione verde su bianco non può essere riutilizzata per quella rosso su bianco senza cambiare l’illuminatore.
Illuminatori LED monocromatici Roder Vision
Roder Vision produce Illuminatori LED con emissione monocromatica nelle lunghezze d’onda del rosso, del verde, del blu e dell’ambra, disponibili in tutta la gamma di geometrie per l’Aumento selettivo del Contrasto nell’ispezione visiva industriale.
- Geometrie ad anello monocromatiche in rosso, verde, blu e ambra – Illuminatori LED ad anello
- Configurazioni monocromatiche lineari per campi allungati – Illuminatori LED a barre
- Geometrie di pannelli monocromatici per grandi aree di ispezione – Illuminatori LED a pannello
- Sorgenti spot monocromatiche compatte per un contrasto mirato – Illuminatori LED Spot
- Lunghezze d’onda specifiche per le applicazioni e configurazioni spettrali asimmetriche – Illuminatori LED personalizzati
Per l’ispezione monocromatica stroboscopica su linee ad alta velocità, il catalogo RODER include driver LED dedicati e controllori elettronici compatibili con i controller di visione industriale e i PLC.