环形光源：通用性设计及其应用要点环形光源（RingLight）是机器视觉中应用更大量的基础照明形式之一，其LED阵列呈环形排布，围绕镜头同轴或成一定角度安装。这种设计提供了均匀、对称的照明场，特别适用于检测具有平面或规则曲面的物体，如PCB板、精密零件、瓶盖、标签等。其重要优势在于能有效减少阴影，提供良好的整体均匀性。根据光线照射角度，环形光可分为：直射环形光（光线直射物体，对比度高，但可能产生镜面反光）；漫射环形光（光线经漫射板柔和化，减少眩光，表面适应性更好）；低角度环形光（光线近乎平行于被测面，突出微小高度差、划痕、凹陷或雕刻字符）。选择环形光的关键参数包括环的直径（需匹配镜头工作距离和视场大小）、照明角度、漫射程度以及LED颜色。它尤其擅长解决物体定位、表面缺陷初检、字符识别等通用性问题。然而，对于深凹槽内部、具有复杂三维结构或极度反光的物体，可能需要结合其他照明方式（如条形光、同轴光或穹顶光）才能获得理想效果。低角度光勾勒物体边缘轮廓。唐山环形光源平行同轴
光源均匀性：概念、重要性及评估方法光源均匀性是衡量照明场光强分布一致性（均匀程度）的关键指标，对机器视觉检测精度至关重要，尤其在进行定量测量（如尺寸、色度）或大面积检测时。不均匀照明会导致图像不同区域亮度差异：过亮区域可能饱和丢失细节，过暗区域信噪比差难以分析，这种亮度梯度会被误判为物体本身的特征变化（如厚度不均、颜色渐变），严重影响检测结果的一致性和可靠性。均匀性通常定义为：Uniformity=[1-(Max-Min)/(Max+Min)]*100%，其中Max和Min是测量区域内多个采样点的亮度值。理想值为100%，工业应用中通常要求>80%甚至>90%。评估均匀性需要使用光强计或经校准的参考相机，在设定的工作距离下，在有效照明区域内按网格（如5x5或9x9）测量多个点的亮度值，然后计算。影响均匀性的因素众多：LED个体的亮度/色温差异、排列密度、光学设计（透镜、漫射板）的质量与老化、供电稳定性、结构遮挡、距离变化等。改善均匀性的方法包括：选用高质均光板（如乳白亚克力、匀光膜）、优化LED排布（增加密度、交错排列）、采用积分球原理（穹顶光）、精确控制光源距离、定期校准维护。在系统设计阶段就必须将均匀性作为重要参数进行验证和优化。
舟山环形光源大型条型滤光片配合光源提取特定光。
机器视觉光源的散热设计与寿命保障光源，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：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）：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。
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。卤素灯提供全光谱连续光。
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。荧光灯成本低但亮度较低。秦皇岛条形光源AOI
多通道光源可切换不同波长。唐山环形光源平行同轴
点光源与光纤导光：精细聚焦与微距应用在机器视觉中，当需要极高亮度、极小光斑或深入狭窄空间进行照明时，点光源结合光纤导光技术成为关键解决方案。点光源指能产生高度汇聚光束的单元，而光纤则负责将光线从发生器高效、灵活地传导至远端微小区域。其重点优势在于：极高的光强密度，可将强大光能汇聚于微小目标点；出色的灵活性与可达性，光纤细小柔韧，可轻易伸入设备内部、深孔、缝隙或复杂结构周围进行照明，不受空间限制；有效的热隔离，光源发生器可远离检测点，避免热量影响敏感被测物或光学元件；光斑形状可控，通过在光纤输出端加装微型透镜或光阑，可精确控制光斑的大小、形状和照射角度。点光源光纤照明在微电子（芯片、引线键合、焊点检测）、精密机械（微型齿轮、钟表零件）、生物医学以及需要局部高亮照明的场景（如微小划痕、特定标记点检查）中不可或缺。选择时需平衡光强需求、光斑尺寸、光纤长度和光源的稳定性。唐山环形光源平行同轴
