曲面光学表面缺陷检测多角度环形均匀照明系统设计
摘要
在曲面光学表面缺陷检测中，光源布局和照明方式对高质量图像的获取至关重要。针对经典环形光源在曲面光学表面缺陷检测照明时存在适应性低和反射光干扰的问题，提出了一种利用调光透镜协同光源结构实现多角度环形均匀照明光源的设计方法。基于Snell定律建立发光二极管与目标面之间的光线映射关系，进一步建立调光透镜表面轮廓母线逐点求解算法，以调控光线的出射角度。按等方位角间隔环形排列配置有调光透镜的单位光源，使其中心对称的单位光源照度叠加互补，通过位移和角度调节机构，最终实现多角度均匀照明。仿真结果表明，调光后光源的发散角控制在±7°之内，当光源工作距离在100 mm至200 mm区间内时，有效照明区域照度均匀度保持在91.94%到93.17%之间，且79.96%的能量集中在有效照明区域；当光源入射角在30°至60°区间内时，有效照明区域照度均匀度稳定在89.50%到91.35%之间。面向曲面光学元件照明结果表明设计环形光源能够实现均匀照明，同时有效减少反射光干扰。通过对配光透镜面形和装调的公差分析，结果表明设计透镜易于加工和装调。
引用本文（GB/T 7714）
莫坤 Mo Kun, 侯溪 Hou Xi, 邓琥 Deng Hu, 等. 曲面光学表面缺陷检测多角度环形均匀照明系统设计[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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