日本 nacacue L-VLTC-1 大口径远心照明 LED 灯工作原理

更新时间：2026-11-04

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远心照明是机器视觉检测领域常用的特殊照明方案，其设计目标是消除常规照明带来的透视阴影、表面反光不均等问题，整个光学设计逻辑可以从常规照明的缺陷、远心光路的平行光特性、大口径照明的适用场景三个层面展开说明。首先是常规照明在视觉检测中的常见局限。

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普通点光源、环形光源照射工件时，光线是以发散角度投射到工件表面的，不同高度位置的工件表面接收到的光线入射角存在差异，会在图像上形成与工件高度相关的明暗阴影；如果工件表面是高反光的金属、玻璃材质，发散光线还会形成局部高光斑，掩盖表面细微的划痕、污渍。这类偏差会让视觉算法难以区分真实的表面缺陷和光影干扰，导致误判率上升。为了解决这个问题，远心照明通过特殊的光路设计，让投射到工件区域的光线全部为平行光，光线的传播方向与镜头光轴保持平行。其次是平行光的形成过程。远心照明的核心结构是在光源出光端加装匀光漫射板与大口径集光透镜：LED 阵列发出的光线先经过漫射板打散，形成均匀的面光源，再经过平行光透镜组调整，将所有光线调整为沿光轴方向平行传播，最终形成大口径的平行光斑照射到工件上。平行光照射的优势在于，无论工件距离光源的远近，只要工件处于平行光覆盖的区域内，工件表面接收到的光线角度都是一致的，不会因为工件高度差形成透视阴影；同时，平行光的照射方向统一，工件表面的漫反射光线会沿着固定方向反射，不会出现局部强光斑。大口径设计的意义在于，普通远心照明的出光口径很小，只能覆盖小尺寸的微小零件，当需要检测大尺寸平板玻璃、晶圆、宽幅薄膜表面缺陷时，小口径光源无法覆盖整个检测区域，需要多组光源拼接，拼接位置容易出现亮度不均。L-VLTC-1 这类大口径远心照明，将平行光出光面扩大到可覆盖大尺寸平面工件的范围，单组光源就可以完成整个平面的均匀照明，不需要拼接多组光源，避免了拼接处的亮度差。在实际视觉检测场景中，大口径远心照明非常适合透明、高反光平面工件的缺陷检测：比如玻璃盖板表面的细微划痕、晶圆表面的颗粒污渍、薄膜表面的压痕，这类缺陷的对比度很低，如果用常规照明，背景反光会掩盖缺陷的灰度差异，而平行光均匀照射下，缺陷位置会因为光线散射在图像上形成清晰的暗点或亮点，视觉算法更容易识别。和普通 LED 光源相比，远心照明的结构更复杂，因为要实现大口径平行光，透镜组的尺寸需要和出光口径匹配，光路调整的精度要求更高，因此整机的体积和重量都会比同功率的普通光源大。使用过程中需要注意，光源出光面不能用手触摸，避免指纹、污渍影响出光均匀度；亮度调整需要和视觉镜头的曝光参数匹配，过亮会导致图像过曝，过暗会导致噪点增加。

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