如何確定環形光源的尺寸

一、核心尺寸定義：先明確關鍵參數含義

二、di一步：確定內徑（最關鍵，避免鏡頭遮擋）

1. 關鍵前提：獲取鏡頭核心參數

• 鏡頭前端直徑（D?）：鏡頭最前端（靠近光源一側）的物理直徑（可查鏡頭規格書或實測）；

• 鏡頭工作距離（WD）：鏡頭前端到檢測目標表面的距離（已在視覺系統選型時確定）；

• 相機視場角（FOV）：相機能拍攝到的目標范圍（可通過 “目標尺寸" 反推，公式：FOV = 目標尺寸 × 1.2，預留 20% 冗余）。

2. 內徑計算邏輯

3. 具體計算公式

• 條件①（物理不干涉）：D? ≥ D? + 2×S（S=5~10mm，空間緊張時取 5mm，常規取 8mm）；

• 條件②（視場不遮擋）：D? <FOV×(WD + H?)/WD（H?為光源厚度，若光源厚度較小，可近似為 D? < 1.1×FOV，簡化計算）。

4. 示例：計算內徑

• di一步：計算視場 FOV=50mm×1.2=60mm（預留 20% 冗余）；

• 第二步：滿足條件①：D? ≥25 + 2×8=41mm；

• 第三步：滿足條件②：D? <60×(100+15)/100=69mm；

• 結論：內徑需在 41mm~69mm 之間選擇，優先選標準規格（如 45mm、50mm、60mm，避免定制增加成本）。

三、第二步：確定外徑（適配安裝空間）

1. 關鍵前提：測量安裝空間極限尺寸

• 安裝區域的zui大允許直徑（D???）：設備預留的光源安裝位置的zui大空間（實測或查設備圖紙）；

• 光源散熱需求：高亮度光源（≥10000cd/m2）需預留散熱空間（建議外徑與安裝區域的間隙≥10mm，避免散熱不良）。

2. 外徑計算邏輯

• 基礎要求：外徑 D? ≤ D??? - 2× 散熱間隙（常規 5-10mm，高亮度光源取 10mm）；

• 關聯內徑：外徑需與內徑匹配（標準光源的內徑與外徑有固定比例，如內徑 50mm 的光源，外徑常見 70mm、80mm，需查品牌規格書）；

• 注意：若安裝空間狹小，可選擇 “超薄窄邊" 設計的光源（外徑比內徑大 10-20mm），或定制小型化光源。

3. 示例：確定外徑

• 散熱間隙取 10mm，因此 D? ≤100 - 2×10=80mm；

• 已確定內徑范圍 41-69mm，結合標準規格，選擇內徑 50mm、外徑 70mm 的光源（滿足 D?≤80mm，且散熱空間充足）。

四、第三步：確定厚度（適配工作距離與安裝靈活性）

1. 關鍵前提：明確軸向安裝空間

• 軸向zui大允許厚度（H???）：光源安裝位置的軸向（鏡頭與目標的連線方向）zui大空間（實測或查設備圖紙）；

• 照明距離（WD）：鏡頭前端到目標的距離（需確保光源厚度不導致 “光源發光面到目標的距離過近 / 過遠"）。

2. 厚度選擇邏輯

• 基礎要求：厚度 H ≤ H??? - 2× 安裝間隙（建議 3-5mm，避免軸向碰撞）；

• 照明效果關聯：

• 發光面到目標的距離（WD'）= WD - H（若光源安裝在鏡頭前端，發光面靠近鏡頭，則 WD'≈WD；若光源貼緊目標，WD'≈0，需結合角度調整）；

• 低角度光源（0-30°）：厚度可略大（15-30mm），利于燈珠布局，增強陰影效果；

• 狹小空間（如模具型腔、微型零件檢測）：選擇超薄光源（H≤10mm），但需注意亮度可能略低（燈珠數量減少）。

3. 示例：確定厚度

• 安裝間隙取 5mm，因此 H ≤30 - 2×5=20mm；

• 低角度光源需合理布局燈珠，選擇厚度 15mm 的標準款（滿足 H≤20mm，且發光面到目標的距離 WD'=100-15=85mm，照明角度穩定）。

五、關鍵補充：特殊場景的尺寸調整

1. 微小目標檢測（如芯片引腳、0.1mm 以下缺陷）

• 目標尺寸小（≤10mm）：選擇小內徑光源（D?=10-30mm），確保照明集中在微小視場內，提升均勻性；

• 鏡頭為顯微鏡頭（前端直徑小，如 15mm）：內徑可縮小至 20mm 左右，配合安全間隙 5mm，滿足 D?≥15+2×5=25mm（優先選 25mm 標準內徑）。

2. 大面積目標檢測（如 PCB 裸板、汽車玻璃，尺寸≥500mm）

• 視場大（FOV≥500mm）：選擇大內徑光源（D?≥300mm），或采用多組環形光源拼接（避免單光源覆蓋不足）；

• 安裝空間充足：外徑可適當增大（D?=D?+50-80mm），增加燈珠數量和散熱面積，提升均勻性和亮度。

3. 同軸環形光源（90°）

• 同軸光源內置半透半反鏡，厚度通常比普通環形光源大（20-40mm），需預留更多軸向空間；

• 內徑需匹配同軸鏡頭的通光口徑（通常 D?≥鏡頭通光口徑 + 10mm，避免遮擋光線反射）。