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。 多通道光源可切换不同波长。湖北环形低角度光源线型高亮
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。南京高亮大功率环形光源大型条型高亮度光源应对高速拍摄。
偏振光在机器视觉中的应用：消除反光与增强对比度偏振光技术是解决物体表面镜面反射（眩光）和增强特定特征对比度的有效光学手段。其基本原理是利用偏振片（Polarizer）控制光波的振动方向。在机器视觉照明中，典型的应用模式有两种：1.光源+偏振片，相机镜头前加偏振片：光源发出的非偏振光经过起偏器（Polarizer）变为线偏振光照射物体。物体表面反射光包含镜面反射（通常保持原偏振方向）和漫反射（偏振方向随机）。相机镜头前的检偏器（Analyzer）若旋转至与起偏器方向垂直（正交），则可有效阻挡镜面反射光（变暗或消失），同时允许部分漫反射光通过。这能抑制眩光，使被眩光覆盖的表面纹理、划痕、印刷图案等得以显现。2.只相机镜头前加偏振片：当环境光或光源（如穹顶光）包含偏振成分时（如来自金属表面反射），旋转检偏器也能帮助过滤掉特定方向的偏振干扰光，增强图像对比度。偏振照明特别适用于检测光滑表面（金属、玻璃、塑料、漆面）的划痕、凹陷、异物、油污、薄膜厚度（利用双折射效应）等。配置时需仔细调整光源偏振片与相机偏振片的相对角度（通常正交效果比较好），并考虑光线入射角的影响。虽然增加成本并损失部分光强，但在解决棘手反光问题时效果突出。
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。无影光源保证360度均匀无阴影。
环形光源因其结构的对称性和应用的**性，成为机器视觉领域更常用。其基本构造是将多颗LED灯珠均匀地排列在一个环形电路板上，这个环可以紧密地安装在相机镜头周围，从而提供一种直接、均匀且无影的照明效果。环形光源的重点价值在于其能够为平面或轻微曲面的物体提供整体均匀的照明，非常适合用于一般的定位、尺寸测量、粗糙的表面缺陷检测以及简单的字符识别应用。根据光线出射角度的不同，环形光源可以进一步细分为多种类型以满足特定需求：直射型环形光光线直接照射物体，能产生较高的对比度，但对于高反光表面容易形成耀斑；漫射型环形光则在LED前增加了漫射板，使光线变得柔和均匀，能有效减少镜面反射，更适合于光滑表面的检测；低角度环形光则将LED安装成使其光线以极低的角度掠射物体表面，这种设计能够 dramatically地凸显出物体表面的微小起伏、划痕、刻印字符或纹理，因为这些微小的不平整会散射光线进入相机镜头，从而在暗背景下形成明亮的特征图像。选择环形光源时，需要仔细考虑其直径、照射角度、是否漫射以及LED的颜色。尽管环形光源非常通用，但对于具有深孔、复杂三维结构或极端反光的物体，可能需要与其他类型的光源组合使用才能达到理想的效果。蓝光光源提升金属表面对比度。湖州条形光源紫外
机器视觉光源是系统的眼睛。湖北环形低角度光源线型高亮
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。湖北环形低角度光源线型高亮
