智能光源与通信控制：照明的数字化演进现代机器视觉光源正经历深刻的智能化变革，超越简单的亮/灭控制。智能光源点在于集成了微处理器、驱动电路和通信接口，实现了光源的数字化、网络化与可编程化。其高级功能包括：多通道个体控制：单个控制器可管理多个光源模块（环形光、条形光、背光等），个体调节每通道的亮度（0-100%PWM/模拟调节）；精密频闪（Strobe）控制：精确设定频闪脉宽（微秒级）、频率、延时和触发模式（硬件触发、软件触发），与相机曝光完美同步；复杂照明序列编程：在单次检测周期内执行多步照明方案（如快速切换不同光源或亮度），从多个角度/条件捕捉图像，丰富特征信息；通信接口集成：支持RS232、RS485、以太网（EtherNet/IP,Profinet）、USB甚至IO-Link等工业总线协议，实现与PLC、PC或视觉控制器的高速、可靠通信；状态反馈与诊断：可实时监控光源状态（开/关、亮度、温度、错误代码），实现预测性维护；存储与配方管理：保存多种照明配置（配方），便于快速切换适应不同产品检测。智能控制极大提升了照明方案的灵活性、精确性和可重复性，简化了系统集成与维护，是构建复杂、自适应机器视觉系统的关键赋能技术。低角度光勾勒物体边缘轮廓。南京环形低角度光源远心平行同轴
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（SpotLight）结合光纤导光技术成为关键解决方案。点光源通常指能产生高度汇聚光束的光源单元，而光纤（如玻璃光纤束或液体光导管）则负责将光线从光源发生器高效、灵活地传导至远端需要照明的微小区域。这种组合的重要优势在于：极高的光强密度：可将强大光能汇聚于微小目标点；灵活性与可达性：光纤非常细小柔韧，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；热隔离：光源发生器（常为高功率卤素灯或LED）可放置在远离检测点的地方，避免热量影响敏感的被测物或光学元件；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（从毫米级到亚毫米级）、形状（圆点、线、方框）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（钟表零件、微型齿轮）、生物医学（内窥镜辅助）、科研显微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（光损）和光源的稳定性。天津环形光源紫外多通道光源可切换不同波长。
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。
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。漫射板使光线更柔和均匀。
线阵扫描成像中的光源同步技术线阵相机通过逐行扫描运动中的物体来构建完整图像，广泛应用于连续材料（纸张、薄膜、金属带材、印刷品）的在线高速检测。这种成像方式对光源提出了独特且严苛的要求：高瞬时亮度和严格的同步控制。重要挑战在于，为了在高速运动（物体移动和相机行扫）下获得清晰、无运动模糊的图像，每行像素的曝光时间必须极短（微秒级）。这就要求光源能在极短的瞬间（与相机行频同步）爆发出超高亮度（远高于连续照明模式）来“冻结”运动。因此，高频、高亮度、精确可控的频闪（Strobe）光源成为线阵扫描系统的标配。LED光源因其快速响应特性（微秒级开关）成为优先。系统需要精确的触发与同步机制：通常由编码器（测量物位置置/速度）或外部传感器发出触发信号，光源控制器据此精确控制频闪的起始时刻、持续时长（脉宽）和强度，确保闪光脉冲恰好覆盖相机单行或多行曝光的时间窗口，并与物体的运动位置严格同步。光源的均匀性（沿扫描方向的线光源均匀性）和稳定性（避免亮度波动）也至关重要，直接影响图像质量和检测一致性。合理设计线光源的形状（细长条形）、长度（覆盖扫描宽度）、照射角度以及与物体的距离，是实现高效、可靠线阵检测的关键环节。机器视觉光源是系统的眼睛。南京高亮大功率环形光源光栅线型同轴
环形无影灯实现无死角照明。南京环形低角度光源远心平行同轴
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。南京环形低角度光源远心平行同轴
