点光源基础知识

更新时间：2025-12-29

浏览次数：25

什么是点光源？

点光源是指发光部分面积非常小且靠近点的光源。

点光源是一种光源，其发射部分面积非常小，向各个方向均匀发射光，光的强度与距离的平方成反比减弱。在图像处理中，它被用作光源以提高缺陷检测和尺寸测量的准确性，也用于计算机图形学中实现逼真的光照和阴影生成。它被用于物理和光学研究，以理解光的基本行为，同时也在相机校准和照明设计中发挥关键作用。此外，当应用于各种传感器时，还可以提高精度和分辨率。

点光源应用

1. 目视检查

点光源是一种从非常小区域均匀发射光线的光源。这种光源通过从特定位置照射目标物体，在物体表面产生阴影和反射。点光源的特殊之处在于光来自一个小点，因此形成非常锐利且清晰的阴影。

在利用该点光源特性进行目视检查时，会拍摄物体反射或透射光，并通过图像处理设备或目视检查检测透明物体内的表面划痕、不均匀表面、不均匀的漆面、气泡及异物污染。

2. 点光源LED芯片

点光源LED芯片被用于提高光学编码器和光电传感器的分辨率。

LED光源通常由LED和透镜组成，但对于普通LED（广域发射LED），光束尺寸较大且扩散较快，而点光源光束较小且难以扩散。在面积发射的情况下，物体产生的阴影可能因光衍射而模糊，降低检测精度;但在点光源中，阴影轮廓清晰。因此，发射部分直径较小的点光源对于进行精确测量的传感器（如光学编码器）更为有利。

3. 主要用途

点光源的其他主要应用如下。

图像处理：提供均匀光线，用于缺陷检测、尺寸测量和质量控制，实现高精度的检查和分析。

计算机图形：用于生成3D场景中的真实光影。

物理与光学：作为理想化模型研究光传播、反射和折射等基本光学现象。

校准：用于测试相机和传感器的性能并进行准确校正。

照明设计：聚焦灯或专门照明，聚焦于特定地点或物体。

光电传感器用的光学编码器：它们使用小型LED芯片，在特定区域内发出强烈光线，用于物体检测和距离测量。

点光源原理

点光源的物理定义是指只有固定位置且没有大小的光源。实际上，发射直径远小于普通光源的光源被称为点光源。

用作点光源的灯具包括氙气灯、汞灯和LED。一般来说，氙气灯比LED更亮，但一些LED点光源的亮度产品接近氙灯的亮度。

对于点式LED芯片，整个芯片在一般LED中都会发光，而点光源LED中，只有芯片上较小的发光窗口发光。

点光源类型

点光源有多种产品。

作为点光源设备提供的产品包括不限于应用的通用照明，以及用于视觉检查的照明，以及使用LED、汞灯和氙气灯等光源。特别是氙气短弧灯具备从紫外到红外的广泛光度范围，特点是高亮度、高色彩还原性，并且可以瞬间重新点亮。

此外，用于光学编码器和光电传感器的点光源LED产品还包括点源LED元件、嵌入LED元件的表面贴装元件以及CAN等封装产品。可用波长包括红光（650nm）和红外（820nm、850nm、860nm、870nm）等。部分点光源芯片配备了侧光泄漏措施。发光窗口的尺寸范围为φ60μm至φ160μm。

部分高温产品保证工作至105°C，解决点源LED在光学编码器中高温工作中光输出低和寿命短的问题。它能够满足安装在交流伺服电机（如工业机器人）中的光学编码器和线性规范在高温和负载下的需求。