一、核心原理：從 “點光源疊加" 到 “面光源均勻化"

二、關鍵技術組件：實現(xiàn)均勻照明的 “核心硬件"

1. 燈珠排列設計：基礎布局決定均勻性上限

• 高密度均勻排列：

• 燈珠沿環(huán)形基板 “等間距、等角度" 分布（如 36 顆 LED 按 10° 間隔排列），確保每一點的照射光線都來自至少 3-5 顆相鄰 LED，避免出現(xiàn) “光線盲區(qū)"。

• 燈珠間距≤5mm（小口徑環(huán)形光源）或≤8mm（大口徑），間距越小，光線疊加越密集，均勻性越好（但需平衡散熱壓力）。

• 雙環(huán) / 多環(huán)設計：

• gao端環(huán)形光源采用 “內(nèi)圈 + 外圈" 雙環(huán) LED 布局（如內(nèi)圈 18 顆、外圈 36 顆），內(nèi)圈 LED 彌補中心區(qū)域的光強不足，外圈 LED 覆蓋邊緣區(qū)域，解決 “中心過亮、邊緣過暗" 的問題。

• 部分產(chǎn)品支持內(nèi)圈 / 外圈獨立調(diào)光，可根據(jù)檢測目標尺寸（如微小零件用內(nèi)圈，大尺寸零件用外圈 + 內(nèi)圈）精準匹配光強分布。

2. 光學擴散組件：消除 “點光源痕跡" 的關鍵

• 漫射板（Diffuser Plate）：

• 材質(zhì)：通常為磨砂玻璃、PC 擴散板或石英擴散片（耐高溫、高透光率），表面有微米級凹凸結構或添加擴散劑（如二氧化硅）。

• 原理：光線穿過漫射板時，會發(fā)生 “多次折射 + 散射"，將定向光束打散為無規(guī)則的漫射光，消除單顆 LED 的亮斑，同時讓光線向各個方向均勻分布。

• 關鍵參數(shù)：擴散板的 “霧度"（Haze），霧度越高，擴散效果越強（但透光率會略有下降），環(huán)形光源通常選用霧度 80%-90% 的擴散板（透光率≥85%），平衡均勻性和光效。

• 微透鏡陣列（可選）：

• 部分gao端產(chǎn)品在 LED 燈珠前端增加 “微透鏡帽"（單顆 LED 對應一個微透鏡），將 LED 的發(fā)散角從 120° 壓縮至 60°-90°，讓光線更集中于照射區(qū)域，減少邊緣光強衰減；同時微透鏡的弧形表面可初步擴散光線，降低點光源特性。

3. 燈珠選型：從源頭控制光強一致性

• 同批次、高精度 LED 燈珠：

• 選用同一批次的 LED（波長偏差≤5nm，光強偏差≤±3%），避免因燈珠本身的光強、色溫差異導致局部明暗不均。

• 優(yōu)先采用 “貼片式 LED"（如 3014、5050 封裝），相比直插式 LED，發(fā)光角度更穩(wěn)定（±5°），熱量分布更均勻，減少因燈珠發(fā)熱不均導致的光衰差異。

• 色溫 / 波長一致性控制：

• 同一環(huán)形光源的 LED 色溫偏差≤±200K（白色光源），避免出現(xiàn) “局部偏黃 / 偏藍" 的視覺不均；單色光源（如藍光、紅光）的波長偏差≤±10nm，確保光線特性一致。

4. 散熱設計：避免光衰導致的均勻性下降

• 解決方案：采用鋁合金環(huán)形外殼 + 鰭片結構，燈珠直接貼裝在鋁基板上（導熱系數(shù)≥2.0W/(m?K)），將熱量快速傳導至外殼；部分大功率產(chǎn)品內(nèi)置散熱風扇或采用熱管散熱，確保所有燈珠的結溫差異≤5℃，光衰保持一致。

三、光路優(yōu)化與輔助技術：進一步提升均勻性

1. 照射角度匹配：讓光線垂直覆蓋目標

• 環(huán)形光源的 LED 燈珠通常設計為 “斜向照射"（角度可調(diào)節(jié)，如 0°-90°），通過調(diào)整燈珠的傾斜角度，讓光線最終垂直于檢測目標表面（或呈zui  佳入射角度），避免因光線傾斜導致的 “近光強、遠光弱"。

• 例如：檢測平面目標時，燈珠傾斜角度設為 45°，光線經(jīng)漫射板后垂直照射；檢測曲面目標（如圓柱零件）時，調(diào)整為 30° 低角度，讓光線沿曲面均勻覆蓋。

2. 驅(qū)動電路：穩(wěn)定電流確保光強一致

• 采用 “恒流驅(qū)動" 方案（電流波動≤±1%），避免因電壓波動導致 LED 光強忽強忽弱；同時支持 PWM 調(diào)光（頻率≥20kHz），在調(diào)節(jié)亮度時，所有燈珠的電流同步變化，保持光強分布比例不變。

• 部分gao端產(chǎn)品內(nèi)置 “光反饋調(diào)節(jié)" 功能，通過光敏電阻實時檢測照射區(qū)域的光強，自動補償燈珠的光衰，長期保持均勻性。

3. 二次光學設計（可選）：針對特殊場景優(yōu)化

• 遮光罩 / 擋光板：在環(huán)形光源的邊緣增加遮光罩，減少光線向外泄漏，同時避免邊緣光線過度發(fā)散導致的暗區(qū)；

• 聚焦透鏡：大口徑環(huán)形光源（內(nèi)徑≥100mm）可在漫射板外側(cè)增加環(huán)形聚焦透鏡，將擴散后的光線集中于檢測區(qū)域，提升中心與邊緣的光強一致性；

• 偏振片（可選）：搭配偏振片消除目標表面的鏡面反射，同時偏振片的均勻透光特性可進一步過濾雜光，提升整體照明均勻性。

四、均勻性檢測標準與實際效果驗證

• 普通產(chǎn)品：均勻度≥85%（適用于一般外觀檢測）；

• gao端產(chǎn)品：均勻度≥95%（適用于高精度檢測，如 PCB 線路檢測、微小缺陷識別）。

總結：均勻照明的核心邏輯

1. 多顆 LED 等距排列，讓光線重疊覆蓋，消除盲區(qū)；

2. 漫射板將點光轉(zhuǎn)化為面光，打散亮斑；

3. 穩(wěn)定的散熱和驅(qū)動，確保所有燈珠的光強特性一致；

   最終實現(xiàn) “無明暗差、無星斑、無陰影" 的均勻照明，為機器視覺檢測提供穩(wěn)定的成像基礎。