在机器视觉系统中，光源的主要作用是将被测物体与背景尽量明显区分，以获取高品质、高对比度的图像。当出现图像对比不明显的情况时，需要提升光源亮度来加强对比度，从而提高图像质量和检测结果的准确性。

照度的影响因素

要提升被测面的照度，我们需要了解影响光源照度的主要参数及其关系：

光通量：符号是φ， 在单位时间内发射出的光量称为led光源的发光通量。单位：流明(lm)。光通量用于描述光源发光总量的大小，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多。

光强度：指光源在给定方向上的单位立体角内所发射的光通量，是国际单位制中七个基本单位之一，单位：坎德拉(cd)。

光照度：表面上一点的照度是入射在该点面元上的光通量dφ除以该面元面积dS之商，单位：勒克斯(lx)，1lx=1lm/m2

I=φ/Ω，当发光角度为定值时，光通量越大，光强越大；

E=I/L2，在特定的工作距离，光强越大，被测面的照度越大；

E=φ/S，照度与光通量成正比，与工作距离处照射面积成反比。

发光角度对亮度的影响

常规环形光源通常配备插件式LED灯珠，但是插件式LED的功率小，限制了环光的亮度。当需要满足特定需求时，可以配备大功率带透镜表面贴装型灯珠以提升亮度。插件灯珠的发光角度一般是10°、20°、30°，贴片灯珠的发光角度普遍为120°，带透镜的贴片灯珠角度一般45°、60°、90°、120°不等。因此在提升亮度时，角度也是我们要考虑的关键参数。

发光角度：即光束角，指的是 50% 峰值中心光强之间的夹角，用于描述光源发射出的光在空间中的分布情况。对于朗伯分布的LED，发光角度2θ=120°，半宽度角θ=60°。然而并不是所有的灯珠都是朗伯分布，如下图为发光角度为10°的光强分布图。

下面我们再看一下角度与光强、光通量之间的换算关系：

I/2=I*COSnθ，n为角度系数（朗伯分布时，我们可以看到n=1）

φ=I*(2π/(n+1))

综上：提升环光照度需要高光通量、小角度的灯珠。

案例分析

下面我们介绍一个环形光源JL-AR9275UV365亮度提升的实例：

不同灯珠参数对比

带入我们前面提到的公式中计算得出：改进后的照度，提升了32倍。

改进方式的优缺点：

优点：满足了客户对于高亮度的需求。

缺点：1、因为光源总体功率较大，只能频闪使用；2、成本有所提高。

（编辑：中国机器视觉网 姜楠）