在機器視覺系統的精密架構中，光源常常被視為一個基礎而非重點的組件，然而這種看法嚴重低估了其至關重要的作用。光源的本質功能遠不止于簡單地照亮物體，而是通過精心的光學設計，主動塑造并增強目標物體關鍵特征與其背景之間的對比度，為后續的圖像采集和處理提供比較好的原始數據。一個良好的光源解決方案能夠將需要檢測的缺陷、字符、邊緣或紋理清晰地凸顯出來，同時比較大限度地抑制不必要的背景干擾和噪聲，從而極大地簡化了圖像處理算法的復雜性，并直接提升了整個系統的檢測精度、可靠性以及重復性。可以說，圖像質量的好壞，超過70%的因素取決于照明條件的選擇與設計。如果照明階段失敗，即使使用較先進的相機和更復雜的算法，也難以挽回性地獲得理想的檢測結果。因此，光源是機器視覺應用成功的真正基石和第一步，其選擇與配置必須經過深思熟慮和嚴格的實驗驗證，它決定了整個系統的性能上限。工程師必須像選擇相機和鏡頭一樣，甚至投入更多的精力來選擇和設計照明方案，充分考慮被測物的材質、顏色、形狀、表面反光特性、運動速度以及環境光條件等多種因素，進行綜合判斷與測試。綠光光源適合檢測透明材料。揚州環形低角度光源控制器

光源色（波長）選擇策略光源的顏色（即發射光譜的中心波長）是機器視覺照明設計中至關重要的策略性選擇，直接影響目標特征與背景的對比度。選擇依據的重點是被測物顏色及其光學特性：互補色原理：照射的顏色與物體顏色互為補色時，物體吸收多光而顯得暗，背景（若反射該光）則亮，從而大化對比度。例如，用紅光照射綠色物體，綠色物體會吸收紅光（顯得暗），而白色背景反射紅光（顯得亮）；反之，用綠光照射紅色物體亦然。同色增強：有時用與物體顏色相近的光照射，能增強該顏色的飽和度（如藍光照射藍色標簽）。特定波長響應：某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性（如紅外穿透塑料、紫外激發熒光）。濾鏡協同：結合相機前的帶通濾鏡，只允許特定波長的光進入相機，可有效抑制環境光干擾并增強目標光信號。常用單色光源波長包括：紅光（630-660nm）：通用性好，穿透霧霾略強，對金屬劃痕敏感；綠光（520-530nm）：人眼敏感，相機量子效率高，常用于高分辨率檢測；藍光：對細微紋理、劃痕敏感（短波長衍射效應弱），常用于精密檢測；白光：提供全光譜信息，適用于顏色檢測、多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應曲線，確保所選波長能被相機有效捕捉。舟山環形光源光柵同軸環形光源為定位檢測提供均勻照明。

光源，尤其是高功率LED光源，在工作過程中會產生熱量。有效的散熱管理是保障光源亮度穩定性、顏色一致性、可靠性和長壽命（數萬小時）的關鍵。重要挑戰在于：LED結溫升高會導致光效下降（光衰）、波長偏移（色溫變化）、壽命急劇縮短。散熱設計遵循從熱源到環境的路徑：LED芯片->基板（MCPCB-MetalCorePCB）：使用高導熱金屬（鋁、銅）作為基板，快速導出芯片熱量；熱界面材料（TIM）：如導熱硅脂/墊片，填充基板與散熱器間的微間隙，降低熱阻；散熱器（Heatsink）：重點部件，通常由鋁鰭片構成，通過增大表面積（自然對流）或強制風冷（風扇）將熱量散發到空氣中；外殼結構：有時整個光源外殼參與散熱（如鋁型材殼體）。設計要點包括：選用低熱阻材料；優化散熱器尺寸、鰭片密度與形狀；保證良好空氣流通（自然對流需空間，強制風冷需風扇選型與防塵）；控制環境溫度；避免光源密集堆積。對于智能光源，常內置溫度傳感器和過溫保護電路，當溫度超過閾值時自動降低亮度或關閉以防止損壞。良好的散熱不僅保障了光源自身的MTBF（平均無故障時間），更確保了在整個生命周期內圖像質量（亮度、顏色）的穩定可靠，減少系統校準維護頻率，是工業級可靠性的基礎。

線陣掃描成像中的光源同步技術線陣相機通過逐行掃描運動中的物體來構建完整圖像，廣泛應用于連續材料（紙張、薄膜、金屬帶材、印刷品）的在線高速檢測。這種成像方式對光源提出了獨特且嚴苛的要求：高瞬時亮度和嚴格的同步控制。重要挑戰在于，為了在高速運動（物體移動和相機行掃）下獲得清晰、無運動模糊的圖像，每行像素的曝光時間必須極短（微秒級）。這就要求光源能在極短的瞬間（與相機行頻同步）爆發出超高亮度（遠高于連續照明模式）來“凍結”運動。因此，高頻、高亮度、精確可控的頻閃（Strobe）光源成為線陣掃描系統的標配。LED光源因其快速響應特性（微秒級開關）成為優先。系統需要精確的觸發與同步機制：通常由編碼器（測量物位置置/速度）或外部傳感器發出觸發信號，光源控制器據此精確控制頻閃的起始時刻、持續時長（脈寬）和強度，確保閃光脈沖恰好覆蓋相機單行或多行曝光的時間窗口，并與物體的運動位置嚴格同步。光源的均勻性（沿掃描方向的線光源均勻性）和穩定性（避免亮度波動）也至關重要，直接影響圖像質量和檢測一致性。合理設計線光源的形狀（細長條形）、長度（覆蓋掃描寬度）、照射角度以及與物體的距離，是實現高效、可靠線陣檢測的關鍵環節。多通道光源可切換不同波長。

偏振光在機器視覺中的應用：消除反光與增強對比度偏振光技術是解決物體表面鏡面反射（眩光）和增強特定特征對比度的有效光學手段。其基本原理是利用偏振片控制光波的振動方向。典型應用模式有兩種：第一種是“光源+偏振片，相機鏡頭前加偏振片”：光源發出的非偏振光經起偏器變為線偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射（通常保持原偏振方向）和漫反射（偏振方向隨機）。相機鏡頭前的檢偏器若旋轉至與起偏器方向垂直，則可有效阻擋鏡面反射光，同時允許部分漫反射光通過，從而突出抑制眩光，使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現。第二種是只相機鏡頭前加偏振片，用于過濾環境光中的偏振干擾。偏振照明特別適用于檢測光滑表面（金屬、玻璃、塑料、漆面）的劃痕、凹陷、異物、油污等。配置時需仔細調整光源與相機偏振片的相對角度（通常正交效果比較好），并考慮光線入射角的影響。雖然會增加成本并損失部分光強，但在解決棘手反光問題時效果突出。環形光源提供均勻照明用于精確定位。安徽高亮條形光源AOI

機器視覺光源是系統的眼睛。揚州環形低角度光源控制器

同軸漫射光源（DomeLight）：解決高反光表面的利器面對具有鏡面或高度反光表面（如金屬、拋光塑料、鍍層、玻璃、光滑芯片）的物體時，傳統的直接照明會產生強烈的眩光（HotSpot），淹沒關鍵特征信息。同軸漫射光源，常被稱為穹頂光（DomeLight），是解決這一挑戰的有效方案。其重要設計是一個半球形的漫射內腔，內壁密布LED。光線經半球內壁的多次漫反射后，形成來自四面八方的、極其柔和且均勻的漫射光照射到被測物表面。這種照明方式的精髓在于：它將點光源或小范圍光源擴展為一個大面積的、近乎理想的“面光源”，突出減小了物體表面法線方向微小變化引起的光強劇烈波動。結果是，即使是高度反光的表面，也能呈現均勻的灰階，有效抑制眩光，同時清晰地顯現出表面細微的紋理變化、劃痕、凹坑、異物或字符，而不會被強烈的反射光斑掩蓋。穹頂光特別適用于檢查金屬加工件（車削、銑削、沖壓）、光滑注塑件、電子元件（芯片、連接器）、鏡片、珠寶等。選擇時需關注穹頂尺寸（匹配視場和工作距離）、開口大小、漫射材料均勻性以及光源亮度。其缺點是結構相對較大，可能占用較多空間。揚州環形低角度光源控制器