在光学测量机中，照明系统不仅仅是“辅助配置”；它是决定测量稳定性和重复性的核心因素。即使光学元件和测量软件相同，简单地改变照明方法也会导致结果的显着差异。因此，从工程角度理解多角度照明原理对于保证测量精度至关重要。
1.多角度照明系统的核心设计目标
光学测量不直接测量尺寸；相反，它遵循一个完整的链条：光→物体→灰度变化→算法→几何边界→尺寸计算。照明系统在这个过程中起着至关重要的作用：
创建稳定且可重复的灰度变化
测量依赖于边缘检测，边缘检测取决于灰度梯度而不是绝对亮度。稳定的梯度确保结果可重复。例如，在测量薄板部件的外径时，使用轮廓照明可以创建高对比度的黑白边缘，使软件能够一致地检测相同的边缘位置，并避免由于照明变化而导致误识别。
增强真实的几何边缘，同时最大限度地减少表面效应
表面材料、纹理和污染可能会产生虚假的灰度变化，从而影响准确性。适当的照明可确保边缘主要由几何边界而不是表面反射或纹理生成。例如，对冲压金属零件使用底部透射轮廓光可提供具有高重复性的清晰边缘，且不受材料颜色或光泽的影响。
为边缘提取算法提供一致的梯度条件
算法只能检测灰度过渡，无法解释物理几何。多角度照明可以提供一致的梯度，帮助算法可靠地定位边缘。例如，在台阶高度测量中，使用固定角度的环形光或侧光可确保梯度均匀，提高重复性。
控制从光到测量的完整链条
精度不仅取决于镜头或软件，还取决于整个光学成像链的协调。适当的照明可确保灰度变化集中在关键边缘位置，避免算法跳跃或不连续。对于高反射玻璃组件，同轴光可以抑制表面纹理干扰，提供稳定的边缘检测。
适应不同的工件特性和测量要求
工件差异很大：薄透明零件、冲压金属、PCB、玻璃和高反射材料都有不同的照明需求。多角度照明允许轮廓、表面和同轴照明的灵活组合，以实现最佳测量。例如，侧光可增强小倒角，而轮廓光则更适合外径或内径。
减轻环境和外部影响
工厂环境、轻微倾斜或反射可能会影响测量稳定性。多角度照明可以补偿这些因素，确保在实际生产环境中获得可重复的结果。例如，在检查连续冲压零件的生产线上，结合轮廓光和环形光有助于保持边缘清晰度并减少表面干扰。
2.工程实践总结
从工程角度来看，多角度照明设计不仅仅是亮度或美观；它是测量稳定性和精度的关键。实践经验表明：
边缘的形成必须是可解释的并且与几何特征相对应。
应根据材料、结构和特征尺寸选择光源角度和类型。
灰度梯度稳定性是可重复性的核心。
应优化轮廓、表面和同轴照明的组合，以实现复杂组件的综合测量。
综上所述，光学测量机中的多角度照明不仅是光学设计的一部分，也是测量精度和可靠性的根本保证。只有通过正确的设计、工程验证和现场应用，光学测量机才能在精密检测中发挥最大价值