结构光照明：主动三维轮廓重建结构光（StructuredLight）是一种主动式光学三维测量技术，通过将已知的、精密的二维光图案（如条纹、网格、点阵、编码图案）投影到被测物体表面，然后由相机从另一角度观察该图案因物体表面高度变化而产生的形变，然后通过三角测量原理或相位分析算法计算出物体表面的三维轮廓（点云）。结构光光源的重点是投影模组，常用技术有：数字光处理（DLP）投影仪：可高速、高精度地动态投射各种复杂编码图案（二进制、灰度、正弦条纹、彩色编码）；激光线发生器：投射一条或多条锐利的激光线（常用红色或蓝色），通过激光线的扭曲变形计算高度（线激光三角测量）；LED结合光栅（Grating）：产生平行条纹。结构光的优势在于非接触、高精度、高速度（尤其DLP）、能获取密集点云数据。其应用非常多：三维尺寸测量（复杂曲面、间隙面差）；缺陷检测（凹坑、凸起、变形）；机器人引导（抓取、定位）；逆向工程；体积测量；生物识别等。选择结构光方案需权衡测量范围、精度、速度、环境光鲁棒性（常需滤光片）、成本以及抗物体表面光学特性（如高反光、吸光、透明）影响的能力。它是获取物体三维空间信息主流的技术之一。LED光源寿命长且响应快。包头光源平行点
光源颜色（波长）选择策略光源的颜色（即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。选择依据的重要点是被测物颜色及其光学特性：互补色原理：照射的颜色与物体颜色互为补色时，物体吸收多光而显得暗，背景（若反射该光）则亮，从而比较大化对比度。例如，用红光照射绿色物体，绿色物体会吸收红光，而白色背景反射红光；反之，用绿光照射红色物体亦然。同色增强：有时用与物体颜色相近的光照射，能增强该颜色的饱和度（如蓝光照射蓝色标签）。特定波长响应：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）。滤镜协同：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，穿透雾霾略强，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：提供全光谱信息，适用于颜色检测、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，确保所选波长能被相机有效捕捉。湖北环形低角度光源多方向无影环形环形光源提供均匀照明用于精确定位。
背光照明：轮廓与尺寸测量的黄金标准背光照明（Backlighting）是机器视觉中用于获取物体清晰、高对比度轮廓图像的经典方法。其原理是将高亮度、高均匀性的光源（通常是面光源或大面积漫射板）置于被测物体后方，相机从物体前方拍摄。此时，不透明的物体会在明亮的背景上呈现为剪影（Silhouette）。这种照明方式的重要价值在于它能比较大化物体边缘与其背景的对比度，几乎完全消除了物体表面纹理、颜色或反光特性的干扰。因此，背光成为高精度尺寸测量（如孔位、直径、间距）、轮廓检测、形状验证以及透明物体（如玻璃瓶、薄膜）内部杂质或气泡检测的理想选择。背光光源通常要求极高的均匀性（>90%），以避免轮廓边缘亮度梯度影响测量精度。常见的背光类型包括LED面板背光（集成漫射层，均匀性好）和远心背光（结合远心镜头，消除通透误差，实现真正平行的轮廓投影）。应用时需精确控制光源尺寸（需大于被测物并覆盖视场）、亮度以及物体与光源的距离，确保轮廓清晰锐利且无光晕效应。对于非平面物体或需要内部特征信息的场景，背光则不适用。
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。荧光灯成本低但亮度较低。
冻结高速运动与提升信噪比频闪（Strobbing）是机器视觉中用于冻结高速运动物体和在连续运动中获取清晰图像的重要照明技术。其原理是让光源在极短的时间内（微秒至毫秒级）爆发出远高于其额定连续功率的瞬时超高亮度脉冲。这个脉冲的开启时间（脉宽）与相机的曝光时间严格同步。关键优势在于：消除运动模糊：极短的闪光时间（远小于物体在像面上移动一个像素所需时间）有效“冻结”了高速运动的物体，获得清晰图像；提高有效信噪比（SNR）：在极短曝光时间内提供超高瞬时亮度，使相机传感器收集到足够光子，克服了短曝光时间导致的光子不足问题；降低功耗与热负荷：光源大部分时间处于关闭或低功率状态，只在需要时瞬间高功率工作，平均功耗和发热明显低于连续高亮照明；抑制环境光干扰：在黑暗或低环境光条件下，频闪是主要光源，环境光贡献极小；在明亮环境下，可通过提高频闪亮度与环境光竞争。实现频闪需要快速响应光源（LED是理想选择）和精确的同步控制器。控制器接收来自编码器或传感器的触发信号，精确控制频闪的起始时刻、持续时间（脉宽）和强度，确保闪光覆盖相机整个曝光窗口。频闪广泛应用于生产线上的高速检测（如瓶罐、包装、电子元件组装）和运动物体跟踪。背光源勾勒高对比度产品轮廓。唐山高亮条形光源远心平行同轴
光源角度决定缺陷显现程度。包头光源平行点
在某些实践中，工程师们掌握着丰富的光源“调色板”：环形光源： 提供均匀柔和照明，是元件定位、外观检测的通用利器。背光源： 创造高对比度轮廓，专精于尺寸量测、透光材料杂质筛查。同轴光源： 通过特殊光学设计实现“垂直”照明，是光滑平面字符识别、划痕检测的比较好法门。穹顶光源： 多角度漫射光包裹复杂曲面，彻底消除反光死角，为球状或多面体零件检测提供无影环境。条形光源组合： 灵活布局应对大视野或特殊方向特征增强需求。包头光源平行点
