【打造光學系統】第十五集：設計光機時，如何精確估算光源長度？
設計光機時一定會遇到的問題就是 : 光源要多長？
有的前輩會和你說，你就根據經驗多加XXX長度就好了 ; 有的同事會和你說，啊不就FOV多寬光源就多長就好了嗎？照做之後的結果，機台做好測試才發現影像兩側亮度偏暗…。
所以，每當我們建議客戶說光源長度應該是多少時，不少客戶都會訝異，實際需要的光源長度往往比他們想像的還長。到底應該怎麼準確地抓出正確長度呢？
影響光源長度的三個變因
下圖是霖思代理的光源品牌之一，REVOX線光源產品的均勻度測試圖。
可以看到光源的實際發光面長度是1200mm，但由於光源兩側會衰減的特性，所以如果你的FOV或產品大小是1200m，實際可以提供均勻照明的範圍並不會是1200mm。
我們可以將光機畫成以下的簡易示意圖，來估算光源長度大約需要多長：
從光機架構中可以看出，會影響光源長度的因子有「FOV（或產品大小)）、「鏡頭工作距離」和「光源工作距離」這三個變因，三者之間的相對關係如下：
■ FOV越大（或產品越大)，則光源長度越長。
■ 同樣FOV，但鏡頭WD越短，則光源長度越長。
■ 光源工作距離越遠，則光源長度越長。
透過簡單的數學算式，我們就可以比較準確地估算出需要的光源長度有多長。
當然，估算所需的光源長度只是拍出亮度均勻影像的第一步，因為還有其他因子也會影響影像兩側的亮度，例如：鏡頭本身的暗角，特別是短焦鏡頭更須注意；拍攝物的表面反光特性；光源本身的設計等等…。在後續的【打造光學系統】系列中，我們也會一一為大家拆解這些光機設計的眉角，敬請期待。
如果您在設計機構過程中碰到相關問題，可以參考前幾期的系列文章，也歡迎您預約諮詢時間到我們的實驗室進行詳細討論。