天津光源

    發光二極管（LED）技術已經徹底革新并主導了現代機器視覺照明領域，這歸功于其一系列無可比擬的綜合性能優勢。首先，LED擁有極長的使用壽命，通常可達30,000至100,000小時，這突出降低了系統的維護頻率和長期運營成本，保證了生產線的連續穩定運行。其次，LED的響應速度極快，達到微秒級別，這使得它們能夠完美地通過頻閃（Strobing）工作方式來“凍結”高速運動中的物體，徹底消除運動模糊，從而滿足高速在線檢測的苛刻要求。第三，LED的光輸出穩定性極高，在有效的散熱設計保障下，其光強和光譜特性隨時間的變化極小，確保了圖像數據的一致性。第四，LED是冷光源，運行時發熱量極低，這對于熱敏感的被測物體至關重要，避免了熱損傷或熱膨脹帶來的測量誤差。第五，LED的光譜范圍極其**，從紫外（UV）、可見光（各種單色光及白光）到紅外（IR）都能覆蓋，允許工程師根據被測物的特性選擇更合適的波長以比較大化對比度。結尾，LED體積小巧，易于集成到各種復雜的光學結構和機械裝置中，形成環形、條形、背光、同軸、穹頂等多種照明形態。其亮度可以通過電流進行精確的脈寬調制（PWM）控制，實現智能化和動態照明。這些優勢共同奠定了LED在機器視覺照明中不可動搖的主導地位。 綠光光源適合檢測透明材料。天津光源

背光照明：輪廓與尺寸測量的黃金標準背光照明（Backlighting）是機器視覺中用于獲取物體清晰、高對比度輪廓圖像的經典方法。其原理是將高亮度、高均勻性的光源（通常是面光源或大面積漫射板）置于被測物體后方，相機從物體前方拍攝。此時，不透明的物體會在明亮的背景上呈現為剪影（Silhouette）。這種照明方式的重要價值在于它能比較大化物體邊緣與其背景的對比度，幾乎完全消除了物體表面紋理、顏色或反光特性的干擾。因此，背光成為高精度尺寸測量（如孔位、直徑、間距）、輪廓檢測、形狀驗證以及透明物體（如玻璃瓶、薄膜）內部雜質或氣泡檢測的理想選擇。背光光源通常要求極高的均勻性（>90%），以避免輪廓邊緣亮度梯度影響測量精度。常見的背光類型包括LED面板背光（集成漫射層，均勻性好）和遠心背光（結合遠心鏡頭，消除通透誤差，實現真正平行的輪廓投影）。應用時需精確控制光源尺寸（需大于被測物并覆蓋視場）、亮度以及物體與光源的距離，確保輪廓清晰銳利且無光暈效應。對于非平面物體或需要內部特征信息的場景，背光則不適用。大同光源側背紅外光源可穿透某些材料檢測。

選擇合適光源是一個系統性工程，需遵循科學步驟：1. 深入分析被測物：明確關鍵檢測特征、材質、表面光學特性、顏色、形狀、尺寸、運動速度。2. 理解檢測任務：是定位、測量、識別、計數還是缺陷檢測？精度要求如何？3. 評估環境約束：安裝空間限制？環境光強弱？環境溫濕度？清潔要求？有無震動？4. 確定相機與鏡頭參數：傳感器類型（CMOS/CCD）、分辨率、感光度、是否配濾鏡？鏡頭工作距離、視場角。5. 基于以上信息初選光源類型：突出輪廓/尺寸：背光；抑制反光/均勻照明：穹頂光、漫射環形光；突顯紋理/劃痕：低角度條形光；通用檢查：環形光；微小區域/深孔：點光源/光纖；高速運動：頻閃LED；特殊波長需求：IR/UV光源。

光源色（波長）選擇策略光源的顏色（即發射光譜的中心波長）是機器視覺照明設計中至關重要的策略性選擇，直接影響目標特征與背景的對比度。選擇依據的重點是被測物顏色及其光學特性：互補色原理：照射的顏色與物體顏色互為補色時，物體吸收多光而顯得暗，背景（若反射該光）則亮，從而大化對比度。例如，用紅光照射綠色物體，綠色物體會吸收紅光（顯得暗），而白色背景反射紅光（顯得亮）；反之，用綠光照射紅色物體亦然。同色增強：有時用與物體顏色相近的光照射，能增強該顏色的飽和度（如藍光照射藍色標簽）。特定波長響應：某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性（如紅外穿透塑料、紫外激發熒光）。濾鏡協同：結合相機前的帶通濾鏡，只允許特定波長的光進入相機，可有效抑制環境光干擾并增強目標光信號。常用單色光源波長包括：紅光（630-660nm）：通用性好，穿透霧霾略強，對金屬劃痕敏感；綠光（520-530nm）：人眼敏感，相機量子效率高，常用于高分辨率檢測；藍光：對細微紋理、劃痕敏感（短波長衍射效應弱），常用于精密檢測；白光：提供全光譜信息，適用于顏色檢測、多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應曲線，確保所選波長能被相機有效捕捉。多通道光源可切換不同波長。

光源均勻性：概念、重要性及評估方法光源均勻性是衡量照明場光強分布一致性（均勻程度）的關鍵指標，對機器視覺檢測精度至關重要，尤其在進行定量測量（如尺寸、色度）或大面積檢測時。不均勻照明會導致圖像不同區域亮度差異：過亮區域可能飽和丟失細節，過暗區域信噪比差難以分析，這種亮度梯度會被誤判為物體本身的特征變化（如厚度不均、顏色漸變），嚴重影響檢測結果的一致性和可靠性。均勻性通常定義為：Uniformity=[1-(Max-Min)/(Max+Min)]*100%，其中Max和Min是測量區域內多個采樣點的亮度值。理想值為100%，工業應用中通常要求>80%甚至>90%。評估均勻性需要使用光強計或經校準的參考相機，在設定的工作距離下，在有效照明區域內按網格（如5x5或9x9）測量多個點的亮度值，然后計算。影響均勻性的因素眾多：LED個體的亮度/色溫差異、排列密度、光學設計（透鏡、漫射板）的質量與老化、供電穩定性、結構遮擋、距離變化等。改善均勻性的方法包括：選用高質均光板（如乳白亞克力、勻光膜）、優化LED排布（增加密度、交錯排列）、采用積分球原理（穹頂光）、精確控制光源距離、定期校準維護。在系統設計階段就必須將均勻性作為重要參數進行驗證和優化。
漫射板使光線更柔和均勻。泰州高亮條形光源AOI

光源選擇直接影響成像質量。天津光源

光源，尤其是高功率LED光源，在工作過程中會產生熱量。有效的散熱管理是保障光源亮度穩定性、顏色一致性、可靠性和長壽命（數萬小時）的關鍵。挑戰在于：LED結溫升高會導致光效下降（光衰）、波長偏移（色溫變化）、壽命急劇縮短。散熱設計遵循從熱源到環境的路徑：LED芯片->基板（MCPCB-MetalCorePCB）：使用高導熱金屬（鋁、銅）作為基板，快速導出芯片熱量；熱界面材料（TIM）：如導熱硅脂/墊片，填充基板與散熱器間的微間隙，降低熱阻；散熱器（Heatsink）：重要部件，通常由鋁鰭片構成，通過增大表面積（自然對流）或強制風冷（風扇）將熱量散發到空氣中；外殼結構：有時整個光源外殼參與散熱（如鋁型材殼體）。設計要點包括：選用低熱阻材料；優化散熱器尺寸、鰭片密度與形狀；保證良好空氣流通（自然對流需空間，強制風冷需風扇選型與防塵）；控制環境溫度；避免光源密集堆積。對于智能光源，常內置溫度傳感器和過溫保護電路，當溫度超過閾值時自動降低亮度或關閉以防止損壞。良好的散熱不僅保障了光源自身的MTBF（平均無故障時間），更確保了在整個生命周期內圖像質量（亮度、顏色）的穩定可靠，減少系統校準維護頻率，是工業級可靠性的基礎。天津光源