光源，尤其是高功率LED光源，在工作过程中会产生热量。有效的散热管理是保障光源亮度稳定性、颜色一致性、可靠性和长寿命（数万小时）的关键。重要挑战在于：LED结温升高会导致光效下降（光衰）、波长偏移（色温变化）、寿命急剧缩短。散热设计遵循从热源到环境的路径：LED芯片->基板（MCPCB-MetalCorePCB）：使用高导热金属（铝、铜）作为基板，快速导出芯片热量；热界面材料（TIM）：如导热硅脂/垫片，填充基板与散热器间的微间隙，降低热阻；散热器（Heatsink）：重点部件，通常由铝鳍片构成，通过增大表面积（自然对流）或强制风冷（风扇）将热量散发到空气中；外壳结构：有时整个光源外壳参与散热（如铝型材壳体）。设计要点包括：选用低热阻材料；优化散热器尺寸、鳍片密度与形状；保证良好空气流通（自然对流需空间，强制风冷需风扇选型与防尘）；控制环境温度；避免光源密集堆积。对于智能光源，常内置温度传感器和过温保护电路，当温度超过阈值时自动降低亮度或关闭以防止损坏。良好的散热不仅保障了光源自身的MTBF（平均无故障时间），更确保了在整个生命周期内图像质量（亮度、颜色）的稳定可靠，减少系统校准维护频率，是工业级可靠性的基础。宽光谱光源兼容多材质检测，覆盖金属/塑料/陶瓷等产线。天津环形光源平行同轴
传统的彩色（RGB）机器视觉基于人眼三色原理，而多光谱（Multispectral）和高光谱（Hyperspectral）成像则通过获取物体在数十至数百个连续窄波段下的图像，揭示更丰富的光谱指纹信息。这对光源提出了特殊要求：宽光谱覆盖：光源需要提供足够强度且均匀的照明，覆盖从紫外、可见光到近红外（UV-VIS-NIR，如350-1000nm或更宽）的宽范围。常用高亮度卤钨灯（稳定连续光谱）或特定组合的LED阵列（覆盖关键波段）。光谱稳定性：光源的光谱输出必须高度稳定，避免漂移影响分析结果。卤钨灯需恒流供电，LED需精确控温控流。均匀性要求极高：不仅是空间均匀性，光谱均匀性（不同位置光谱成分一致）同样关键，否则会导致光谱数据失真。可能需要积分球匀光或精密光学设计。照明方式适配：根据应用（反射、透射、荧光）选择前向照明（如环形光、穹顶光）、背光或特定角度照明。高光谱光源常用于：材料分类与鉴别（塑料分选、矿物分析）；化学成分检测（农产品糖度、水分、成熟度；药品有效成分）；生物医学应用（组织病理、细胞分析）；精细农业（作物健康监测）；环境监测；防伪等。光源的性能（亮度、稳定性、均匀性、光谱范围）是获得高质量光谱数据立方体并进行有效分析的前提。包头光源光栅同轴高显色光源还原食品包装色彩，色差检测达行业标准。
选择合适光源是一个系统性工程，需遵循科学步骤：1. 深入分析被测物：明确关键检测特征、材质、表面光学特性、颜色、形状、尺寸、运动速度。2. 理解检测任务：是定位、测量、识别、计数还是缺陷检测？精度要求如何？3. 评估环境约束：安装空间限制？环境光强弱？环境温湿度？清洁要求？有无震动？4. 确定相机与镜头参数：传感器类型（CMOS/CCD）、分辨率、感光度、是否配滤镜？镜头工作距离、视场角。5. 基于以上信息初选光源类型：突出轮廓/尺寸：背光；抑制反光/均匀照明：穹顶光、漫射环形光；突显纹理/划痕：低角度条形光；通用检查：环形光；微小区域/深孔：点光源/光纤；高速运动：频闪LED；特殊波长需求：IR/UV光源。
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。多向阴影成像分析齿轮磨损，三维重建误差±0.03mm。
发光二极管（LED）技术已经彻底革新并主导了现代机器视觉照明领域，这归功于其一系列无可比拟的综合性能优势。首先，LED拥有极长的使用寿命，通常可达30,000至100,000小时，这突出降低了系统的维护频率和长期运营成本，保证了生产线的连续稳定运行。其次，LED的响应速度极快，达到微秒级别，这使得它们能够完美地通过频闪（Strobing）工作方式来“冻结”高速运动中的物体，彻底消除运动模糊，从而满足高速在线检测的苛刻要求。第三，LED的光输出稳定性极高，在有效的散热设计保障下，其光强和光谱特性随时间的变化极小，确保了图像数据的一致性。第四，LED是冷光源，运行时发热量极低，这对于热敏感的被测物体至关重要，避免了热损伤或热膨胀带来的测量误差。第五，LED的光谱范围极其**，从紫外（UV）、可见光（各种单色光及白光）到红外（IR）都能覆盖，允许工程师根据被测物的特性选择更合适的波长以比较大化对比度。结尾，LED体积小巧，易于集成到各种复杂的光学结构和机械装置中，形成环形、条形、背光、同轴、穹顶等多种照明形态。其亮度可以通过电流进行精确的脉宽调制（PWM）控制，实现智能化和动态照明。这些优势共同奠定了LED在机器视觉照明中不可动摇的主导地位。 卤素聚光灯配合散热设计，满足10米远距离焊缝检测。重庆环形低角度光源紫外
多光谱光源切换波长，实现复合材料分层缺陷智能判别。天津环形光源平行同轴
环境光（日光、车间顶灯、其他设备光）是机器视觉系统的主要干扰源，可能导致图像亮度不稳定、对比度降低、颜色失真、引入噪声，严重影响检测的一致性和可靠性。应对策略是系统设计的关键环节：物理屏蔽：有效的方法。使用遮光罩、围栏、隧道将检测区域与环境光隔离，营造受控照明环境。成本较高且可能影响产线布局。光源强度压制：使用远强于环境光的主动光源（通常配合频闪），使环境光的贡献在图像中占比变得微不足道。需要高亮度光源和足够功率。光谱过滤：在相机镜头前加装窄带通滤光片（Bandpass Filter），其中心波长与光源波长精确匹配，带宽很窄（如±10nm）。环境光中与该波段不匹配的光被大量阻挡，而光源发出的光则高效通过，提升信噪比（SNR）。这是性价比极高的常用方案。同步检测（锁相放大）：对光源进行高频调制（如强度正弦波变化），相机采集图像后进行同步解调提取信号。能有效抑制非同步的环境光噪声，但系统复杂，适用于特定高要求场景。软件补偿（有限效果）：如背景减法，效果不稳定且依赖环境光恒定。实际应用中常组合使用多种策略（如遮光罩+强光源+窄带滤镜）以达到比较好的抗环境光干扰效果，确保系统在变化的工业现场稳定运行。天津环形光源平行同轴
