在机器视觉系统的精密架构中，光源常常被视为一个基础而非重点的组件，然而这种看法严重低估了其至关重要的作用。光源的本质功能远不止于简单地照亮物体，而是通过精心的光学设计，主动塑造并增强目标物体关键特征与其背景之间的对比度，为后续的图像采集和处理提供比较好的原始数据。一个良好的光源解决方案能够将需要检测的缺陷、字符、边缘或纹理清晰地凸显出来，同时比较大限度地抑制不必要的背景干扰和噪声，从而极大地简化了图像处理算法的复杂性，并直接提升了整个系统的检测精度、可靠性以及重复性。可以说，图像质量的好坏，超过70%的因素取决于照明条件的选择与设计。如果照明阶段失败，即使使用较先进的相机和更复杂的算法，也难以挽回性地获得理想的检测结果。因此，光源是机器视觉应用成功的真正基石和第一步，其选择与配置必须经过深思熟虑和严格的实验验证，它决定了整个系统的性能上限。工程师必须像选择相机和镜头一样，甚至投入更多的精力来选择和设计照明方案，充分考虑被测物的材质、颜色、形状、表面反光特性、运动速度以及环境光条件等多种因素，进行综合判断与测试。同轴光清晰呈现光滑表面缺陷。四川光源环境环形
技术持续演进，主要趋势体现在：更高亮度与效率：LED芯片技术（如倒装芯片、COB封装、新材料如GaN-on-Si）不断提升光效（lm/W），在更小体积/功耗下提供更强照明，满足高速、高分辨率检测需求。更智能与集成化：光源控制器集成更强大的处理能力和通信协议（如IO-Link, OPC UA），实现更复杂的照明序列控制、状态监测、预测性维护和与AI视觉系统的深度协同。波长拓展与定制：更多特殊波长LED（深紫外DUV、特定红外波段）商业化，满足新兴应用；定制化光谱输出成为可能。微型化与模块化：光源尺寸持续缩小以适应紧凑空间（如内窥镜、微型传感器、消费电子产品检测），模块化设计便于快速组合与更换。计算照明（Computational Lighting）：结合可控光源和算法，主动优化照明模式（如结构光变种、自适应照明）以比较好方式揭示特定特征，超越被动照明。多模态融合：光源与其他传感技术（如热成像、3D激光扫描）集成，提供更覆盖的信息。成本优化：随着技术成熟和规模化，高性能光源成本持续下降，拓宽应用范围。可持续性：更高能效、更长寿命、可回收材料设计日益重视。这些发展将推动机器视觉在更复杂场景（如弱光、强干扰、微观世界）中实现更智能、更精细的感知。镇江高亮大功率环形光源平行面绿光光源适合检测透明材料。
汽车制造涉及海量零部件和复杂装配，机器视觉光源支撑着众多关键检测环节：零部件尺寸与几何量测量：高精度背光（结合远心光路）用于测量垫片、活塞环、精密齿轮等轮廓尺寸；结构光用于车身面板间隙面差测量。表面缺陷检测：金属件（缸体、曲轴、齿轮）：低角度条形光或环形光突显机加工纹路、划痕、毛刺、凹坑；漆面/外饰件（车门、保险杠）：穹顶光（抑制眩光）检查橘皮、颗粒、流挂、污染、光泽不均；塑料内饰件：环形光或同轴光检查注塑缺陷、缩痕、熔接线、皮革纹理。装配验证：螺钉拧紧：检查螺钉头类型、有无、是否浮起（常用环形光）；线束插接：检查插头是否到位、锁扣是否扣紧（环形光或局部照明）；密封胶涂敷：检查胶条连续性、位置、宽度（常需特定波长或背光）。字符与条码识别：零件上的DPM码（直接部件标记，如激光雕刻、点刻）常用低角度照明（产生阴影）或同轴光读取。轮胎检测：检查胎纹、侧壁文字、缺陷（结构光、多角度照明）。玻璃检测：检查车窗、挡风玻璃的划痕、结石、气泡（透射光、暗场照明）。光源需适应汽车厂严苛环境（油污、震动、温度变化）并满足高节拍生产要求（频闪照明）。可靠的光源是保障汽车质量和自动化生产的关键要素。
光源均匀性：概念、重要性及评估方法光源均匀性是衡量照明场光强分布一致性（均匀程度）的关键指标，对机器视觉检测精度至关重要，尤其在进行定量测量（如尺寸、色度）或大面积检测时。不均匀照明会导致图像不同区域亮度差异：过亮区域可能饱和丢失细节，过暗区域信噪比差难以分析，这种亮度梯度会被误判为物体本身的特征变化（如厚度不均、颜色渐变），严重影响检测结果的一致性和可靠性。均匀性通常定义为：Uniformity=[1-(Max-Min)/(Max+Min)]*100%，其中Max和Min是测量区域内多个采样点的亮度值。理想值为100%，工业应用中通常要求>80%甚至>90%。评估均匀性需要使用光强计或经校准的参考相机，在设定的工作距离下，在有效照明区域内按网格（如5x5或9x9）测量多个点的亮度值，然后计算。影响均匀性的因素众多：LED个体的亮度/色温差异、排列密度、光学设计（透镜、漫射板）的质量与老化、供电稳定性、结构遮挡、距离变化等。改善均匀性的方法包括：选用高质均光板（如乳白亚克力、匀光膜）、优化LED排布（增加密度、交错排列）、采用积分球原理（穹顶光）、精确控制光源距离、定期校准维护。在系统设计阶段就必须将均匀性作为重要参数进行验证和优化。
点光源用于局部重点区域的照明。
机器视觉系统可以精确地定位目标物体的位置和运动轨迹，实现自动化生产中的精确控制。安全监控：在安防领域，机器视觉光源能够增强监控画面的清晰度，提高人脸识别、行为分析等功能的准确性。四、未来展望随着智能制造技术的不断发展，机器视觉光源将面临更多的挑战和机遇。未来，我们期待机器视觉光源能够在以下方面取得突破：更高性能：研发更高效、更稳定的光源技术，以适应更高速、更精密的生产需求。更智能化：结合人工智能和机器学习技术，实现光源的自动调整和优化，以适应不同环境和物体的照明需求。更大量应用：拓展机器视觉光源在医疗、航空航天、农业等领域的应用，推动相关产业的智能化升级。总之，机器视觉光源作为智能制造领域的关键技术之一，正助力各行业实现高效、精细的生产和管理。未来，随着技术的不断进步和应用场景的拓展，机器视觉光源将迎来更加广阔的发展空间。蓝光光源提升金属表面对比度。绍兴环形光源灯箱
正确打光是视觉检测的关键。四川光源环境环形
光源选择是一门精密科学，需多重考量：波长匹配： 材料特性决定光波选择。金属表面检测常依赖短波蓝光以增强纹理反差，而透明薄膜或生物样本则可能需红外光穿透成像。角度雕琢： 光线入射角度犹如雕塑家的刻刀。低角度照明能令微小凹凸投下长影，凸显三维缺陷；而垂直同轴光则擅长“抚平”高反光曲面（如金属或玻璃），消除镜面眩光对成像的干扰。稳定性基石： 光源亮度与色温的毫厘波动，在算法眼中不啻于巨变。工业级LED因寿命长、发热低、响应快且光输出稳定，已成为主流之选，其坚固耐用的特性更契合严苛工业环境。四川光源环境环形
