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。红外光源可穿透某些材料检测。南京环形光源平行同轴
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，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。其应用非常大：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。唐山高亮大功率环形光源平行同轴条形光源擅长检测大幅面物体边缘。
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。
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。方形光源覆盖方形视场区域。
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。正确打光是视觉检测的关键。唐山高亮大功率环形光源平行同轴
侧向光检测物体表面划痕。南京环形光源平行同轴
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。南京环形光源平行同轴
