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。同轴光用于检测光滑表面的划痕。上海环形光源超远距离
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。台州环形低角度光源高亮无影环形荧光灯成本低但亮度较低。
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。
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。光源角度决定缺陷显现程度。
环境光（日光、车间顶灯、其他设备光）是机器视觉系统的主要干扰源，可能导致图像亮度不稳定、对比度降低、颜色失真、引入噪声，严重影响检测的一致性和可靠性。应对策略是系统设计的关键环节：物理屏蔽：有效的方法。使用遮光罩、围栏、隧道将检测区域与环境光隔离，营造受控照明环境。成本较高且可能影响产线布局。光源强度压制：使用远强于环境光的主动光源（通常配合频闪），使环境光的贡献在图像中占比变得微不足道。需要高亮度光源和足够功率。光谱过滤：在相机镜头前加装窄带通滤光片（Bandpass Filter），其中心波长与光源波长精确匹配，带宽很窄（如±10nm）。环境光中与该波段不匹配的光被大量阻挡，而光源发出的光则高效通过，提升信噪比（SNR）。这是性价比极高的常用方案。同步检测（锁相放大）：对光源进行高频调制（如强度正弦波变化），相机采集图像后进行同步解调提取信号。能有效抑制非同步的环境光噪声，但系统复杂，适用于特定高要求场景。软件补偿（有限效果）：如背景减法，效果不稳定且依赖环境光恒定。实际应用中常组合使用多种策略（如遮光罩+强光源+窄带滤镜）以达到比较好的抗环境光干扰效果，确保系统在变化的工业现场稳定运行。蓝光光源提升金属表面对比度。陕西环形光源高亮无影环形
结构光可用于三维轮廓测量。上海环形光源超远距离
同轴漫射光源（DomeLight）：解决高反光表面的利器面对具有镜面或高度反光表面（如金属、抛光塑料、镀层、玻璃、光滑芯片）的物体时，传统的直接照明会产生强烈的眩光（HotSpot），淹没关键特征信息。同轴漫射光源，常被称为穹顶光（DomeLight），是解决这一挑战的有效方案。其重要设计是一个半球形的漫射内腔，内壁密布LED。光线经半球内壁的多次漫反射后，形成来自四面八方的、极其柔和且均匀的漫射光照射到被测物表面。这种照明方式的精髓在于：它将点光源或小范围光源扩展为一个大面积的、近乎理想的“面光源”，突出减小了物体表面法线方向微小变化引起的光强剧烈波动。结果是，即使是高度反光的表面，也能呈现均匀的灰阶，有效抑制眩光，同时清晰地显现出表面细微的纹理变化、划痕、凹坑、异物或字符，而不会被强烈的反射光斑掩盖。穹顶光特别适用于检查金属加工件（车削、铣削、冲压）、光滑注塑件、电子元件（芯片、连接器）、镜片、珠宝等。选择时需关注穹顶尺寸（匹配视场和工作距离）、开口大小、漫射材料均匀性以及光源亮度。其缺点是结构相对较大，可能占用较多空间。上海环形光源超远距离
