條形光源的工作原理：從基礎(chǔ)到技術(shù)細(xì)節(jié)

一、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：構(gòu)成光線發(fā)射的核心組件

二、核心光學(xué)設(shè)計(jì)：如何實(shí)現(xiàn) “均勻線性照明"？

1. 點(diǎn)光源→線光源的轉(zhuǎn)化：

• 多個 LED 芯片沿基板長度方向等間距排列（間距通?！?mm），每個芯片為獨(dú)立點(diǎn)光源；

• 芯片上方覆蓋 “微透鏡陣列"，每個透鏡對應(yīng)一個 LED，將垂直發(fā)射的光線折射為 “沿長度方向擴(kuò)散、寬度方向匯聚" 的光線，使多個點(diǎn)光源的光線疊加形成連續(xù)的線光源。

2. 均勻性優(yōu)化：

• 采用 “漫射板 + 微透鏡" 雙重設(shè)計(jì)：漫射板通過光線散射消除單個 LED 的光斑，微透鏡調(diào)節(jié)光線角度，確保沿條形長度方向（±5% 內(nèi)）和寬度方向（±10% 內(nèi)）的光強(qiáng)差異極小；

• gao端產(chǎn)品會采用 “二次光學(xué)設(shè)計(jì)"：在透鏡表面做紋理處理（如條紋狀、蜂窩狀），進(jìn)一步提升光線的擴(kuò)散均勻性。

3. 光線角度控制：

• 小角度（15°/30°）：光線集中，適用于遠(yuǎn)距離照明或需要高亮度的場景；

• 大角度（60°/90°）：光線擴(kuò)散，適用于近距離大面積照明或需要覆蓋寬視野的場景。

• 可通過透鏡設(shè)計(jì)定制發(fā)光角度（常見 15°/30°/60°/90°）：

三、工作過程：從通電到實(shí)現(xiàn)有效照明的全流程

1. 供電與驅(qū)動：外部電源接入驅(qū)動電路，驅(qū)動電路將交流電壓（如 AC220V）轉(zhuǎn)換為 LED 芯片所需的直流恒流電源（如 DC12V/24V，電流 0.1A~1A，根據(jù)功率調(diào)整）；

2. 光線發(fā)射與調(diào)制：LED 芯片通電后激發(fā)光子，發(fā)射特定波長的光線（如白色 4500K~6500K、紅色 620nm、藍(lán)色 470nm 等）；光線經(jīng)過微透鏡陣列折射和漫射板散射，轉(zhuǎn)化為均勻的線性光束；

3. 光線作用于目標(biāo)：線性光束照射到被測物體表面，根據(jù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)不同效果：

• 表面缺陷檢測（如劃痕、污漬）：光線垂直或斜射物體表面，缺陷處因反射率差異形成明暗對比；

• 邊緣定位（如 PCB 板引腳、金屬零件邊緣）：光線沿物體邊緣切線方向照射，強(qiáng)化邊緣與背景的灰度差異；

4. 光強(qiáng)調(diào)節(jié)（可選）：通過 PWM 調(diào)光信號（由控制器或 PLC 輸出）調(diào)節(jié)驅(qū)動電路的電流占空比，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng) 0~100% 連續(xù)可調(diào)，適配不同環(huán)境光和相機(jī)曝光需求。

四、關(guān)鍵特性與工作原理的關(guān)聯(lián)（為何適用于機(jī)器視覺？）

1. 高均勻性：源于 “微透鏡 + 漫射板" 設(shè)計(jì)，避免局部過亮或過暗，確保相機(jī)采集的圖像灰度均勻，便于后續(xù)算法處理（如閾值分割、邊緣檢測）；

2. 線性照明：光線沿直線分布，適配長條形物體（如線纜、鋼帶、PCB 板）或需要沿特定方向強(qiáng)化特征的場景（如焊縫檢測、文字印刷檢測）；

3. 低眩光：通過光學(xué)設(shè)計(jì)控制光線方向，減少雜光反射到相機(jī)鏡頭，避免圖像出現(xiàn)光暈或過曝；

4. 長壽命：LED 芯片的工作原理決定其壽命長（通?！?0000 小時），且驅(qū)動電路的恒流設(shè)計(jì)避免電流波動導(dǎo)致的光衰，適用于工業(yè)連續(xù)作業(yè)場景。

五、與其他光源的原理差異（幫你理解選型邏輯）

總結(jié)