條形光源的工作原理：從基礎到技術細節

一、基礎結構：構成光線發射的核心組件

二、核心光學設計：如何實現 “均勻線性照明"？

1. 點光源→線光源的轉化：

• 多個 LED 芯片沿基板長度方向等間距排列（間距通常≤5mm），每個芯片為獨立點光源；

• 芯片上方覆蓋 “微透鏡陣列"，每個透鏡對應一個 LED，將垂直發射的光線折射為 “沿長度方向擴散、寬度方向匯聚" 的光線，使多個點光源的光線疊加形成連續的線光源。

2. 均勻性優化：

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

• gao端產品會采用 “二次光學設計"：在透鏡表面做紋理處理（如條紋狀、蜂窩狀），進一步提升光線的擴散均勻性。

3. 光線角度控制：

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

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

• 可通過透鏡設計定制發光角度（常見 15°/30°/60°/90°）：

三、工作過程：從通電到實現有效照明的全流程

1. 供電與驅動：外部電源接入驅動電路，驅動電路將交流電壓（如 AC220V）轉換為 LED 芯片所需的直流恒流電源（如 DC12V/24V，電流 0.1A~1A，根據功率調整）；

2. 光線發射與調制：LED 芯片通電后激發光子，發射特定波長的光線（如白色 4500K~6500K、紅色 620nm、藍色 470nm 等）；光線經過微透鏡陣列折射和漫射板散射，轉化為均勻的線性光束；

3. 光線作用于目標：線性光束照射到被測物體表面，根據應用需求實現不同效果：

• 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，強化邊緣與背景的灰度差異；

4. 光強調節（可選）：通過 PWM 調光信號（由控制器或 PLC 輸出）調節驅動電路的電流占空比，實現光強 0~100% 連續可調，適配不同環境光和相機曝光需求。

四、關鍵特性與工作原理的關聯（為何適用于機器視覺？）

1. 高均勻性：源于 “微透鏡 + 漫射板" 設計，避免局部過亮或過暗，確保相機采集的圖像灰度均勻，便于后續算法處理（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：通過光學設計控制光線方向，減少雜光反射到相機鏡頭，避免圖像出現光暈或過曝；

4. 長壽命：LED 芯片的工作原理決定其壽命長（通常≥50000 小時），且驅動電路的恒流設計避免電流波動導致的光衰，適用于工業連續作業場景。

五、與其他光源的原理差異（幫你理解選型邏輯）

總結