面对一排排精密的电子元件，质检员小李盯着屏幕上时而过曝、时而边缘模糊的成像画面，手里那份新生产线的调试报告迟迟无法签字——他知道，又是相机视野和光源大小这对“老搭档”在闹别扭了。
在机器视觉的世界里，工业相机视野和光源大小的配合，好比摄影师取景与打光的默契。视野，就是相机能“看到”的范围，而光源大小则决定了这个范围内光照的均匀性与强度-1。
光圈大小直接影响进光量和景深——大光圈（F值小）图像亮但景深浅，小光圈则相反-5。想要视野大，通常需要短焦距镜头，但这会带来畸变和边缘亮度下降的问题-5。
这就像用手机拍广角照片，边缘的东西总是有点变形变暗，一个理儿。
在产线上，视野和光源的搭配可不是纸上谈兵。选型时有几个黄金法则：先定视野，再配光源。
例如要检测一个150mm×100mm的PCB板，工作距离200mm，用1/1.8英寸传感器相机时，焦距大概在8mm到12mm之间最合适-7。这个视野范围定了，光源大小至少得覆盖这个区域吧？
常规面光源的尺寸选择有个经验值：光源照射面要比视野范围大那么一圈，大概10-20%，这样才能确保视野边缘不出现暗角-1。
方形无影光源和圆顶无影光源是两种常见选择。圆顶光源均匀性好，能有效消除反光，但体积大，在狭窄空间可能“施展不开”-9。
方形无影光源则更灵活，可根据视野形状定制开孔，避免遮挡镜头，尤其在检测像充电宝这类反光物体时优势明显-9。
电子制造业的精密检测往往需要“小视野、高精度”。这时远心镜头就派上大用场了。
拿光虎光学的远心镜头为例，在工作距离300mm时，它的像物比能达到0.5倍，而普通75mm微距镜头只有0.25倍-10。这意味着同样视野下，远心镜头能提供双倍的像素精度。
物流重工行业则完全是另一番景象。这里需要的是“大视野、大景深”，要能看到整个托盘甚至整个车厢侧面。
如本科技的G系列激光3D工业相机，视野能达到3.5米×2.4米@3米工作距离，景深更可达1.8米-6。这类超大视野应用，配套的光源也必须是大面积的，有时甚至需要多个光源组合照明。
新手工程师最容易踩的坑之一，就是视野算对了，光源却配小了。结果图像边缘出现渐晕，像差边缘的照度明显降低-5。这会导致边缘检测失效，产品只能“睁一只眼闭一只眼”地放过缺陷。
更棘手的是反光问题。金属表面、光滑塑料，这些“爱美”的材料特别喜欢反射光线。
这时需要上“偏振组合拳”——偏振镜头配偏振光源，能有效抑制镜面反射。有研究显示，这套组合拳能让不锈钢表面缺陷检出率从62%直跳到89%-8。
景深不足也是个老大难。特别是在检测有高度差的物体时，比如一瓶化妆水的瓶盖和瓶底可能差了几十毫米。
适当缩小光圈（增大F值）可以扩展景深，但光圈太小又会产生衍射，降低分辨率。一般推荐在F5.6到F8之间找平衡点，然后配合足够亮的光源补足进光量-3。
光源颜色不只是为了好看，不同颜色光有不同“本领”。红光穿透性强，适合检测透光性差的物体；蓝光反射能力强，则更容易凸显表面细微特征-1。
有趣的是，使用与检测物同色系的光会使图像变亮，用相反色系的光则会变暗-1。这个特性可以用来增强对比度，让缺陷“无处遁形”。
在强环境光的车间里，还可以用窄带滤光片（比如850nm或940nm）配近红外光源，巧妙避开可见光干扰-8。这招在户外或大窗户车间特别管用。
工业相机视野与光源大小的优化不是一次性工程。随着生产需求变化、产品迭代，这套系统也需要不断调整。
现在越来越多的方案开始整合2D和3D检测。像VOMMA超级分光光场系列相机，一套系统就能同时输出高分辨率2D彩色图像和3D点云数据，视野完全重合，既节省空间又提高效率-4。
未来，随着AI技术和智能算法的融入，工业相机视野与光源大小的搭配可能会更加“聪明”。系统能够根据实时检测结果自动调整光源强度、角度甚至颜色，实现自适应照明。
问：最近要搭建一条锂电池极耳检测线，视野大约60mm，工作空间又很紧凑，该选哪种光源？方形还是圆顶无影光源更合适？
答：您这种情况，方形无影光源可能是更明智的选择。原因很实际：第一是空间适配性，方形光源外形灵活，能更好适应您的紧凑空间，而圆顶光源体积相对较大-9；第二是照射针对性，锂电池极耳检测通常对长边细节要求更高，方形光源可以按照视野长宽比例选择或定制尺寸，避免无效照明区域，而圆顶光源是圆形，为照顾长边不得不选用更大尺寸-9；第三是安装便利性，方形光源顶部通常设计为椭圆开孔，能巧妙避开镜头夹角，避免成像遮挡-9。不过要注意，如果您的极耳曲面弧度特别大，圆顶光源在消除曲面反光方面仍有其优势，最终建议用小样实测两种光源效果。
问：我们做汽车零部件尺寸测量，精度要求±0.01mm，但零件本身有约5mm的高度差，用普通镜头测量总是不稳定，该怎么解决？
答：您遇到的正是典型“视差”问题，普通镜头成像“近大远小”，高度差直接导致测量值漂移。这种情况强烈建议考虑远心镜头，特别是双侧远心镜头。它的核心优势是在景深范围内像物比恒定，无视工作距离微小变化-10。选择时关注几个参数：首先畸变要小，好的远心镜头畸变可≤0.05%甚至≤0.01%，远低于普通镜头的约1%-10；其次根据您±0.01mm的精度要求，计算所需像素精度，从而确定合适的像物比和工作距离-10；另外，如果现场安装条件受限，存在镜头与相机对位误差风险，双侧远心镜头能提供更好的像方容错率-10。虽然远心镜头成本更高，但对于您这种高精度测量场景，它能大幅提升稳定性和可靠性，避免昂贵的返工损失。
问：看到现在有将2D和3D检测集成在一台相机里的新技术，这对视野和光源设计提出了什么新要求？与传统分开设置的系统相比，优势在哪里？
答：您提到的正是像VOMMA超级分光光场相机这类集成式2D/3D系统，它代表了前沿趋势。这种集成设计对视野提出了“严格一致”的要求——2D支路和3D支路的视野范围必须完全重合-4。这对光源的挑战在于，需要同时满足2D彩色成像的纹理对比度需求和3D结构光或激光扫描的特定照明需求（如条纹图案、激光线等）-4。其核心优势是系统性提升：第一是空间效率，一套系统代替两套，大幅节省安装空间，降低硬件成本-4；第二是时间效率，2D和3D图像同步采集，无需移动产品或相机分别拍摄，速度快数倍-4；第三是数据融合精度，时间空间完全同步的图像，更利于后续的2D/3D数据精准融合分析-4。不过，这类集成系统通常价格较高，更适合对检测效率和空间有严苛要求的高端应用场景。
