LED光源：主流之选及其技术优势发光二极管（LED）凭借其综合性能优势，已成为机器视觉光源领域无可争议的主流技术。其重要优势体现在多个层面：光谱纯净，可提供从紫外（UV）、可见光到红外（IR）的多种单色或组合波长，精细匹配被测物特性或滤镜需求；寿命极长（通常数万小时），突出降低维护成本和停机风险；响应速度快（微秒级），完美适应高速生产线，可实现频闪照明冻结运动物体；低功耗与低发热，减少散热负担，简化系统设计并提升能效；亮度高度可控且稳定，通过电流调节实现精确调光，避免光强波动引入噪声。现代LED视觉光源常集成精密光学元件（透镜、漫射板、偏振片）和结构设计（如环形、条形、同轴、穹顶），形成多样化的照明模式。其模块化设计支持灵活组合与扩展，并能通过智能控制器实现多通道单独编程控制，包括亮度、频闪时序等，为复杂检测需求提供强大支持。LED技术的持续进步（更高亮度、更小尺寸、更多波长选择）进一步巩固了其在机器视觉照明中的主导地位。环形偏振光捕捉玻璃微划痕，支持0.02mm级缺陷识别。江苏条形光源面阵同轴
制药行业对产品质量、安全性和可追溯性要求极高，机器视觉广泛应用于药品包装检测（泡罩包装缺粒、漏液、批号/有效期OCR）、标签检测（内容正确、位置、有无、破损）、液体灌装（液位、异物、封口）、药片/胶囊检测（外观缺陷、颜色、尺寸、计数）。光源在此需满足：严格合规性：符合GMP（良好生产规范）要求，如材质无毒、易清洁消毒、无脱落物风险；设计应无卫生死角，表面光滑（不锈钢或食品级塑料外壳）。高可靠性：连续生产线要求光源长寿命、低故障率，避免停机。防护等级：常用IP65/IP67，防尘防水，耐受清洁剂喷淋。照明方案针对性：透明容器异物/液位：背光是标准方案；标签检测：环形光、同轴光或低角度条形光（查气泡/褶皱/印刷缺陷）；泡罩检测：常需高亮度背光或特定角度前光穿透铝箔/塑料；药片外观：可能需要多角度照明或特定波长（如蓝光查细微裂纹或污点）。可验证性与文档：光源参数（型号、波长、亮度设置）需纳入系统验证文档（IQ/OQ/PQ），证明其符合预期用途并稳定可靠。制药行业的光源选择不仅是技术问题，更是质量体系和法规符合性的关键组成部分。四川环形低角度光源远心平行同轴同轴平行光穿透透明瓶体，检测灌装液位精度±1mm。
光源颜色（波长）选择策略光源的颜色（发射光谱的中心波长）是机器视觉照明设计中至关重要的策略性选择，直接影响目标特征与背景的对比度。选择依据的重要是被测物颜色及其光学特性。互补色原理是常用策略：照射的颜色与物体颜色互为补色时，物体吸收更多光而显得更暗，背景（若反射该光）则亮，从而大化对比度。例如，用红光照射绿色物体，绿色物体会吸收红光（显得暗），而白色背景反射红光（显得亮）。有时也用同色光照射以增强该颜色的饱和度。此外，某些材料对特定波长有独特吸收/反射/荧光特性（如红外穿透塑料、紫外激发荧光）。结合相机前的带通滤镜，只允许特定波长的光进入相机，可有效抑制环境光干扰并增强目标光信号。常用单色光源波长包括：红光（630-660nm），通用性好，对金属划痕敏感；绿光（520-530nm），人眼敏感，相机量子效率高，常用于高分辨率检测；蓝光（450-470nm），对细微纹理、划痕敏感（短波长衍射效应弱），常用于精密检测；白光则提供全光谱信息，适用于颜色检测或多特征综合判断。选择时需考虑相机传感器的光谱响应曲线。
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。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）：重要部件，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。水冷系统维持光源稳定性，连续工作温升控制3℃以内。
线阵扫描成像中的光源同步技术线阵相机通过逐行扫描运动中的物体来构建完整图像，广泛应用于连续材料（纸张、薄膜、金属带材、印刷品）的在线高速检测。这种成像方式对光源提出了独特且严苛的要求：高瞬时亮度和严格的同步控制。重要挑战在于，为了在高速运动（物体移动和相机行扫）下获得清晰、无运动模糊的图像，每行像素的曝光时间必须极短（微秒级）。这就要求光源能在极短的瞬间（与相机行频同步）爆发出超高亮度（远高于连续照明模式）来“冻结”运动。因此，高频、高亮度、精确可控的频闪（Strobe）光源成为线阵扫描系统的标配。LED光源因其快速响应特性（微秒级开关）成为优先。系统需要精确的触发与同步机制：通常由编码器（测量物位置置/速度）或外部传感器发出触发信号，光源控制器据此精确控制频闪的起始时刻、持续时长（脉宽）和强度，确保闪光脉冲恰好覆盖相机单行或多行曝光的时间窗口，并与物体的运动位置严格同步。光源的均匀性（沿扫描方向的线光源均匀性）和稳定性（避免亮度波动）也至关重要，直接影响图像质量和检测一致性。合理设计线光源的形状（细长条形）、长度（覆盖扫描宽度）、照射角度以及与物体的距离，是实现高效、可靠线阵检测的关键环节。复合光源检测深孔内壁，缺陷检出率达97%以上。北京高亮条形光源环境条形
渐变照明凸显曲面0.1mm高度差，误判率降低18%。江苏条形光源面阵同轴
光源设计的精密考量维度：光谱博弈： 材料的光学特性决定波长策略。短波蓝光（450nm）能强力增强金属表面纹理反差；近红外光（850nm）可穿透特定塑料或生物组织进行内部成像；紫外光（365nm）则能激发荧光物质显现隐藏标记。角度雕刻： 光线入射方向如同刻刀。低角度照明（10°-30°）使微小凹凸投下长影，凸显划痕、焊点等三维缺陷；高角度漫射光能“抚平”曲面反光，适用于球状物体检测；垂直同轴光则通过特殊分光镜技术彻底消除镜面眩光，成为玻璃、晶圆检测的关键。稳定性基石： 光源亮度与色温的毫厘波动将导致算法误判。工业级LED凭借超长寿命（>50,000小时）、低温升特性、瞬时响应（微秒级开关）及nice的亮度一致性，成为严苛工业环境的优先。智能光源甚至集成闭环亮度反馈系统，确保十年如一的稳定输出。江苏条形光源面阵同轴
