Jak dobrać oświetlenie do odczytu kodów kreskowych i DPM?
Opublikowane2026-08-06 | Ireneusz JankowskiSkuteczność odczytu kodów kreskowych zależy nie tylko od parametrów czytnika, ale przede wszystkim od właściwego oświetlenia. Odpowiednio dobrany kolor światła, jego polaryzacja oraz geometria padania mogą mieć większy wpływ na jakość odczytu niż rozdzielczość sensora czy moc procesora. W tym artykule wyjaśniamy, jak dobierać oświetlenie do kodów drukowanych na etykietach oraz kodów DPM (Direct Part Marking) nanoszonych bezpośrednio na powierzchnię detalu.
Akademia OEM
Oświetlenie ważniejsze niż parametry skanera
Podczas wyboru skanera kodów kreskowych do konkretnej aplikacji należy w pierwszej kolejności przeanalizować warunki oświetleniowe. Najczęściej chodzi o iluminator zintegrowany z czytnikiem, choć w wielu przypadkach lepsze rezultaty zapewnia niezależne, zewnętrzne źródło światła.
Ponieważ zagadnienie właściwego oświetlenia dotyczy głównie czytników matrycowych, a nie starszych czytników laserowych, w dalszej części artykułu skupimy się właśnie na skanerach opartych na kamerach.
W praktyce o skuteczności odczytu kodu częściej decyduje odpowiednie oświetlenie niż sam skaner. Klienci często koncentrują się na takich parametrach jak:
- rozdzielczość sensora,
- liczba megapikseli,
- szybkość odczytu,
- interfejs komunikacyjny.
Tymczasem w rzeczywistych aplikacjach przemysłowych o powodzeniu projektu najczęściej decyduje zdolność do uzyskania obrazu o wysokim kontraście, a to zależy przede wszystkim od zastosowanego oświetlenia.
Czym właściwie jest kod kreskowy?
Termin „kod kreskowy” ma historyczne korzenie. Pierwsze kody jednowymiarowe (1D), czyli klasyczne kody paskowe, opracowano pod koniec lat 40. XX wieku, jednak ich masowe zastosowanie rozpoczęło się dopiero w latach 70.
Poniżej przykład typowego kodu 1D:
Kody 1D i kody 2D
Wraz z rozwojem technologii pojawiły się kody dwuwymiarowe (2D), takie jak:
- PDF417,
- QR Code,
- Data Matrix,
- Aztec.
Choć potocznie nadal określa się je mianem „kodów kreskowych”, z punktu widzenia budowy są one znacznie bardziej złożone niż tradycyjne kody paskowe.
kod PDF417
Kod QR
Kod Data Matrix
Kod Aztec
Definicja kodu kreskowego
Kod kreskowy (1D lub 2D) jest graficznym nośnikiem danych przedstawionym w postaci układu jasnych i ciemnych elementów. Mogą to być kreski, kwadraty, punkty lub inne kształty tworzące określoną strukturę informacji.
W dokumentacji technicznej często używa się również określeń:
- symbol,
- symbolika.
Przykładowo:
- symbolika 1D: EAN-13, Code 128,
- symbolika 2D: QR Code, Data Matrix.
Dlaczego kontrast ma kluczowe znaczenie?
Nawet najbardziej zaawansowany skaner nie będzie w stanie poprawnie odczytać kodu, jeśli kontrast pomiędzy jego elementami a tłem będzie niewystarczający.
To właśnie dlatego dwa urządzenia o podobnych parametrach technicznych mogą osiągać zupełnie różne wyniki w tej samej aplikacji.
Pytanie, które warto zadać, brzmi:
Czy system wizyjny otrzymuje obraz o odpowiednim kontraście do dekodowania?
Uzyskanie wysokiego kontrastu wymaga:
- właściwego doboru koloru światła,
- odpowiedniego kąta padania światła,
- ograniczenia refleksów i odbić.
Jak kolor światła wpływa na odczyt kodów?
Każdy kolor nadruku odbija i pochłania inne długości fal światła. Zmiana koloru oświetlenia może więc diametralnie zmienić wygląd kodu dla kamery.
Czarny kod na białym tle
To najczęściej spotykany przypadek.
Najlepiej sprawdzają się:
- światło białe,
- światło czerwone.
Dlaczego czerwone?
Większość czarnych tuszy skutecznie pochłania światło czerwone, natomiast białe tło silnie je odbija. Dzięki temu uzyskujemy bardzo wysoki kontrast.
Typowe zastosowania:
- etykiety logistyczne,
- kartony,
- opakowania drukowane metodą offsetową,
- wydruki termiczne,
- wydruki termotransferowe.
Czerwony kod
W przypadku czerwonych nadruków nie należy stosować czerwonego oświetlenia. Zarówno czerwony nadruk, jak i białe tło odbijają światło czerwone, przez co stają się dla kamery niemal identyczne.
Kontrast praktycznie zanika. Zalecane jest zastosowanie:
- światła zielonego,
- światła niebieskiego.
Wówczas czerwony pigment pochłania światło, stając się ciemniejszy, podczas gdy jasne tło pozostaje wyraźnie widoczne.
Zielony kod
Dla zielonych nadruków najczęściej sprawdzają się:
- światło czerwone,
- światło niebieskie.
Należy natomiast unikać światła zielonego, które zmniejsza kontrast.
Niebieski kod
W przypadku niebieskich nadruków najlepsze efekty daje:
- światło czerwone.
Światło niebieskie może powodować spadek kontrastu i utrudniać odczyt.
Żółte i pomarańczowe nadruki
Dla kodów drukowanych w kolorze żółtym lub pomarańczowym najczęściej najlepsze rezultaty zapewnia:
- światło niebieskie.
Kiedy stosować podczerwień (IR)?
Oświetlenie podczerwone jest szczególnie przydatne, gdy:
- kod znajduje się na błyszczącej powierzchni,
- na etykiecie występują kolorowe grafiki,
- chcemy ograniczyć wpływ koloru tła na obraz.
Wiele farb drukarskich staje się dla kamery częściowo przezroczysta w zakresie podczerwieni, dzięki czemu uzyskiwany obraz jest znacznie prostszy do analizy.
Przykłady konfiguracji oświetlenia w skanerach Datalogic
Znając przedstawione zasady, łatwiej zrozumieć, dlaczego producenci czytników kodów kreskowych – np. Datalogic – oferują w ramach jednej rodziny urządzeń modele z różnymi barwami oświetlenia. Przykładem jest kompaktowa seria Datalogic Matrix 220, dostępna m.in. ze światłem białym, czerwonym i niebieskim.
Więcej na temat modeli serii 220: Czytnik przemysłowy Matrix 220 1.2MP Datalogic
Więcej o rodzinie Matrix 320: Czytnik kodów 2D Matrix 320 2MP Datalogic
Światło spolaryzowane a refleksy
Jednym z największych wyzwań podczas odczytu kodów są odbicia światła od:
- folii,
- lakierowanych opakowań,
- szkła,
- metalu.
W takich przypadkach stosuje się:
- polaryzator na źródle światła,
- polaryzator na obiektywie.
Rozwiązanie to pozwala niemal całkowicie wyeliminować refleksy zakłócające obraz.
Przykład przechwyconego obrazu i wykorzystanie wbudowanych trybów oświetlenia w skanerze kodów Matrix 220 (standard – czerwone i czerwone spolaryzowane).
Jak widać na błyszczącej powierzchni, najlepiej sprawdza się oświetlenie spolaryzowane. Ogranicza ono refleksy, które zaburzają kontrast między tłem a elementami kodu kreskowego.
Oświetlenie dla kodów DPM
W przypadku znakowania DPM (Direct Part Marking) kod nie jest nadrukowany na etykiecie. Najczęściej jest on: grawerowany, wybijany metodą mikroudarową, nanoszony laserowo lub wytrawiany chemicznie. Odczyt takich kodów opiera się głównie na różnicach geometrycznych powierzchni, a nie na różnicach kolorystycznych. Dlatego najczęściej stosuje się:
Bright Field (jasne pole)
Światło pada niemal prostopadle do powierzchni.
Metoda sprawdza się przede wszystkim w przypadku:
• kontrastowego znakowania,
• oznaczeń wykonanych laserowo.
Dark Field (ciemne pole)
Światło pada pod bardzo małym kątem.
Dzięki temu zagłębienia odbijają światło do kamery, natomiast płaska powierzchnia pozostaje ciemna.
Jest to jedno z najczęściej stosowanych rozwiązań dla:
• znakowania mikroudarowego,
• grawerowania,
• znakowania igłowego.
Oświetlenie kopułowe (Dome Light)
Światło dociera do obiektu z wielu kierunków jednocześnie, skutecznie eliminując refleksy.
To rozwiązanie idealne dla:
• polerowanej stali,
• aluminium,
• elementów chromowanych,
• innych błyszczących powierzchni.
Oświetlenie osiowe (Coaxial Light)
Pozwala uwidocznić detale, które są trudne do wykrycia przy klasycznym oświetleniu.
Znajduje zastosowanie wtedy, gdy:
• powierzchnia ma charakter lustrzany,
• oznaczenie jest bardzo płytkie.
Najczęściej stosowane rodzaje oświetlenia
Nowoczesne czytniki przemysłowe oferują wiele wariantów oświetlenia:
- białe LED – uniwersalne zastosowania,
- czerwone LED – standardowe etykiety i większość kodów drukowanych,
- niebieskie LED – czerwone i pomarańczowe nadruki oraz wybrane aplikacje DPM,
- podczerwień (IR) – redukcja wpływu kolorowych grafik i odbić,
- oświetlenie spolaryzowane – eliminacja refleksów,
- oświetlenie dyfuzyjne – ograniczenie odbić od nierównych powierzchni,
- oświetlenie zewnętrzne (pierścieniowe, liniowe, kopułowe, coaxial, dark field) – dla najbardziej wymagających aplikacji.
Warto zapoznać się z tzw. kołem barw, które pomaga w doborze odpowiedniego oświetlenia.
Nie tylko kolor ma znaczenie
Dobór odpowiedniej długości fali światła to tylko część sukcesu.
Równie ważne są:
- kąt padania światła,
- typ zastosowanego oświetlacza,
- odległość między czytnikiem a obiektem,
- charakter powierzchni (matowa, błyszcząca, lakierowana, metaliczna).
W praktyce dobór optymalnego oświetlenia często wymaga prób i testów w rzeczywistych warunkach pracy.
Podsumowanie
Wybór czytnika kodów nie powinien zaczynać się od analizy liczby megapikseli czy szybkości odczytu. Kluczowe jest zrozumienie charakterystyki kodu oraz powierzchni, na której został naniesiony.
To właśnie odpowiednio dobrane oświetlenie, jego kolor, polaryzacja, dyfuzja i geometria padania światła mają największy wpływ na uzyskanie obrazu o wysokim kontraście, a tym samym na niezawodny odczyt kodu.
W przypadku kodów drukowanych najważniejszy jest dobór odpowiedniej długości fali światła. Dla kodów DPM decydujące znaczenie ma natomiast sposób uwidocznienia różnic w strukturze powierzchni za pomocą technik takich jak Bright Field, Dark Field, Dome Light czy Coaxial Light. Dzięki właściwie dobranemu oświetleniu nawet najbardziej wymagające aplikacje identyfikacyjne mogą działać niezawodnie i powtarzalnie.
