在机器视觉应用中，所选的照明设备会起到决定性作用。

在众多可用的照明方案中，环形光源（ring lights）与条形光源（bar lights）凭借自身优势，成为了最受欢迎的选择。它们的设计与功能特性，使其既能满足简单的成像任务需求，也能适配需要精细调节的复杂应用场景。接下来，我们将探讨为何这两种形态的光源，会成为如此多应用场景下的首选解决方案。

环形光源与条形光源的基础认知

为机器视觉系统选择合适的照明设备时，环形光源与条形光源各自具备独特优势，可适配不同的应用需求。下文将详细介绍它们的核心优势及选用时需注意的要点。

环形光源（Ring Lights）

顾名思义，环形光源围绕相机镜头形成圆形光照区域。这种设计能确保目标区域获得均匀照明，在明场成像（brightfield imaging）场景中效果尤为突出。

环形光源的核心优势

操作简便性：可直接安装在相机或相机支撑结构上，形成 “一站式” 解决方案，能快速完成部署，操作直观易懂。

照明均匀性：能为目标物体提供均匀光照，拍摄细节丰富的图像时，可避免产生刺眼阴影或光照不均的问题。
紧凑式设计：体积小巧，适合在狭窄空间内使用，可减少照明设备占用的空间；同时也有助于将视觉系统的核心部件（相机、光源）集中在相机周围，优化整体布局。
环形光源尤其适合需对物体进行 “环绕式均匀照明” 的应用场景，特别是当光源需靠近相机且与相机光轴对齐时，其优势更为明显。
二、环形光源的选用注意事项

调节灵活性有限：不适合需要灵活调整光照角度或工作距离的场景。

视场范围受限：环形光源的直径需等于或大于相机的视场范围，这会限制其在大型物体检测中的应用。

条形灯

条形灯或线性灯是细长光源，可为各种应用提供灵活且可调节的照明。它们通常成对或成组使用，为大型或不规则形状的物体提供无与伦比的控制。

条形灯的主要优点：

高度可调：控制高度、角度和距离以实现精确照明。

多功能配置：使用一盏、两盏或四盏灯，确保均匀覆盖更大的区域。

适应限制：非常适合侧面安装设置或头顶空间有限的场景。

更大的光输出： 一对条形灯通常比同类环形灯解决方案提供更多的总光线。

条形灯在需要更广泛、可定制的光线覆盖范围的应用中表现出色，使其成为大型物体或具有复杂几何形状的设置的理想选择。

条形灯注意事项：

设置复杂性：需要精确的安装和对齐，这会增加设置时间。

维护：容易出现错位，尤其是在动态环境中。

成本：由于条形灯经常成对使用，因此可以增加整体投资。

环形灯和条形灯与其他选项的比较

虽然聚光灯、顶灯和背光在机器视觉中占有一席之地，但与环形灯和条形灯相比，它们在多功能性和适应性方面往往存在不足。

聚光灯：提供强烈的照明，但会产生阴影和眩光，限制其均匀成像的有效性。

顶灯：提供漫射光，但缺乏可调节性，不适合进行详细成像。

背光：非常适合轮廓成像，但不适合需要表面检测的应用。

相比之下，环形灯和条形灯在需要受控照明、灵活设置和精确调整以优化图像质量的场景中表现出色。

条形灯和环形灯：实用的机器视觉照明示例

在环形灯和条形灯之间进行选择时，决定通常取决于被检查的物体及其几何形状、纹理和反射率带来的照明挑战。以下示例说明了这些注意事项在实际应用程序中如何发挥作用。

示例 1：冷却风扇检查

这个例子涉及一个带有闪亮金属标签和黑色塑料外壳的小型冷却风扇——由于其反射表面和纹理材料，这是一个具有挑战性的组合。

条形灯设置

条形灯位于风扇的两侧，倾斜以产生均匀的照明，同时最大限度地减少闪亮标签上的眩光。如果眩光或照明不均匀成为问题，这种设置是理想的选择，因为条形灯的可调节性可以精确控制角度和距离以纠正这些问题。

环形灯设置

相机镜头周围安装了一个环形灯，以直接在风扇上方提供均匀的照明。如果没有明显的眩光问题，这种更简单的设置可以有效工作，从而提供经济高效且易于实施的解决方案。

核心要点

对于简单的成像任务，环形灯通常就足够了，而且价格更实惠。然而，如果出现眩光或其他挑战，条形灯的可调节性可以提供必要的灵活性。

示例 2：齿轮检查

第二个示例侧重于具有倾斜样条线的齿轮，这是一种高度镜面反射的表面，需要仔细的照明才能有效地捕捉细节。

条形灯设置

条形灯成对放置以达到暗场效果。然而，由于齿轮的倾斜样条，反射会破坏图像的均匀性。要实现最佳照明，需要在设备周围放置四个条形灯来平衡反射并创建一致的暗场图像——这是一个复杂且资源密集型的设置。

环形灯设置

位于适当距离的暗场环形灯以最小的努力提供有效的暗场照明。其圆形设计将光线均匀分布在齿轮上，无需额外调整即可捕捉表面细节。

核心要点

齿轮独特的几何形状和反射表面突出了物体如何决定照明选择。虽然条形灯具有卓越的灵活性并且可以通过充分的调整来工作，但在这种情况下，环形灯被证明是更实用的选择，因为它在实现所需暗场效果方面简单且有效。该示例强调了将照明方法与被检查物体的具体要求相匹配的重要性。

摘要：为什么选择环形灯和条形灯？

无论您是检测微小部件还是大型物体，环形灯和条形灯都能提供：

精度：控制照明角度、距离和强度。

灵活性：适应不同的物体尺寸和成像挑战。

一致性：在要求苛刻的机器视觉应用中获得可靠、可重复的结果。

当您的目标是以最少的麻烦获得最高质量的图像时，环形灯和条形灯是明智的选择。

作为 Smart Vision Lights 在中国市场的专业代理商，今明视觉始终以 “传递高品质视觉照明解决方案” 为核心，深耕行业多年，不仅具备对 Smart Vision Lights 全系列产品的深度认知，更能为客户提供从需求匹配、技术咨询到售后保障的一站式服务。