哎呀，说起这个工业相机光源，我可是有一段“血泪史”啊。想当年刚入行那会儿，总觉得算法牛、相机贵就能搞定一切，结果在第一个检测划痕的项目上就栽了大跟头。画面不是这里过曝就是那里一片死黑，划痕？根本看不清楚！老师傅过来瞅了一眼，没碰相机也没调代码，只是默默换了一个小小的光源，瞬间，那道微小的划痕在屏幕上清晰得就像一道闪电划破夜空——那一刻我才醍醐灌顶，明白了工业相机光源常规种类是决定整个机器视觉系统成败的“无名英雄”，它可不是随便打个亮就行的事儿-1-4。
后来我才琢磨明白，咱们搞机器视觉，说白了就是让相机“看懂”世界。但相机本身是个“傻”传感器，它不像人眼那么智能，能自动适应各种光线。光源的作用，就是帮我们创造出一种最有利的“语言环境”，把我们关心的特征（比如划痕、尺寸、有无）大声“喊”出来，同时把不关心的背景信息“按”下去-4。好的光源设计，能让图像中的目标信息和背景信息实现最佳分离，后面的算法处理起来简直事半功倍；要是光源没选对，任凭你算法再高明，也是巧妇难为无米之炊，事倍功半都算好的-1。
所以，选择光源的核心哲学就一条：最大化你感兴趣特征的对比度，同时最小化其他无关区域的干扰-4-7。听起来简单吧？但这里头的门道，可深了去了。不同的材料（金属、塑料、玻璃）、不同的特征（表面划痕、印刷字符、轮廓尺寸）、不同的环境，都需要完全不同的“打法”。这也就引出了一个关键认知：工业相机光源常规种类是一个极其丰富和专业的工具箱，里面没有“万能钥匙”，只有应对不同场景的“特种工具”-2-3。
那这个工具箱里到底都有啥呢？咱们掰开揉碎了说。市面上主流的光源类型主要有这么几大类，每一种都有它的“独门绝技”：
1. 环形光源：全能多面手，但别指望它专精
这是最常见、长得也最直观的光源，一圈LED围着镜头。它的好处是提供不同角度的照明，能突出物体的三维信息，而且能有效解决对角照射产生的阴影问题-1-6。对于圆柱形物体或者需要均匀照明的场合，比如一些常规的零件外观检测，它是个不错的选择-2。你可以把它想象成摄影里的“环形柔光灯”，光线均匀，但正因如此，对于一些特别刁钻的缺陷，它可能就显得“温柔”了，对比度不够强烈。
2. 条形光源与组合光源：灵活多变的“组合拳”
条形光源就是长条形的LED阵列，它的最大优点是灵活。你可以单根用，也可以两根、四根组合起来用，照射角度可以随意调整-1-6。对于检测大型的方形物体或者需要特定方向照明（比如只照亮产品某个侧面）的场景，它特别拿手。高手经常用多个条形光从不同方向打光，来创造出自己想要的阴影和对比效果-8。
3. 背光源：轮廓“雕刻家”
想精确测量零件的尺寸，或者看透明胶带里有没有气泡？背光源是你的不二之选。它从物体的背面照射，在相机前形成一个清晰锐利的黑色轮廓-2-4。这时候，物体表面的所有纹理、颜色信息都丢失了，但它的外形边界却无比清晰，像用剪影雕刻出来一样。所以它专攻尺寸测量、轮廓缺陷和透明材料内部的异物检测-1。
4. 同轴光源：光滑表面“征服者”
遇到反光强烈的“硬茬子”，比如镜面金属、光滑的塑料或玻璃表面，普通光源一照，相机里全是白花花一片眩光，啥也看不见。这时候就得请出同轴光源了。它的光路设计非常巧妙，让光线通过一个分光镜，沿着与相机镜头轴线几乎平行的方向照射到物体上，可以极大地减少因表面不平整或反光带来的干扰，让划痕、凹坑等缺陷“原形毕露”-1-8。检测手机屏幕玻璃、芯片表面的划痕，没它不行。
5. 低角度光源（暗场照明）：微观缺陷“放大镜”
这是一种非常有意思的照明方式。光以很低的角度（几乎平行于物体表面）照射过来。对于一个完美的光滑平面，光线会反射到远离相机的方向，所以在相机看来这个区域是暗的。但是，一旦表面有划痕、凸起或凹陷，这些不平整的地方就会把光线散射到相机里，从而在暗背景中呈现为一条亮线-2-4。这相当于把微小的三维形变转换成了明显的亮度对比，特别适合检测抛光金属、模压塑料上的细微划痕和纹理-7。
6. 圆顶光源（碗状/球积分光源）：复杂曲面“救星”
对于形状不规则、尤其是表面有弧度的反光物体，均匀照明是个噩梦。圆顶光源（像一个倒扣的碗）完美解决了这个问题。光源发出的光先投射到白色的半球形内壁上，经过多次漫反射后，形成非常均匀、柔和、几乎无方向性的光线，再照向物体-1。这能最大限度地消除反光和阴影，让你可以专注于检测物体表面的颜色、印刷图案等信息，而不是被混乱的光斑干扰。检测轴承滚珠、瓶盖、复杂镀层件，它的表现堪称一绝。
你看，这么一捋就清楚了，工业相机光源常规种类是一个从通用到专用、从二维到三维、从整体到细节的完整光谱。选择哪一种，根本不取决于你的个人喜好，而完全取决于你想要“看见”什么，以及你正在看的东西是什么“脾气秉性”-2。
除了形状和角度，光的颜色（波长）也是一门大学问。为啥检测电路板焊点常用红色光？为啥看水果瘀伤要用红外光？这里面有科学。
颜色戏法：利用物体对颜色的反射和吸收特性。比如，你想增强白色标签上黑色字符的对比度，用白色光可能反而不够明显。但如果你用红光去照，白色部分会强烈反射红光显得很亮，而黑色字符吸收红光显得更暗，对比度一下就拉开了-2。这就是为什么视觉系统里常备红、蓝、绿、白等各种颜色的光源-1。
超越人眼：有时，最好的光是“看不见”的光。红外光（IR）和紫外光（UV）是人眼不可见的，但它们却能揭示秘密。红外光穿透力强，可用于检测水果内部损伤或透过某些包装进行检测-2。紫外光则能激发某些材料（如胶水、油污）产生荧光，让隐藏的缺陷无处遁形-1。
说了这么多理论，最后分享点实在的。我现在接到一个新项目，挑选光源基本遵循这个流程：
灵魂拷问：我到底想看什么？是尺寸？是划痕？是存在性？还是OCR读码？把核心需求列出来。
对象分析：被照的物体是个啥？是哑光、亮面还是透明？是什么颜色？什么形状？把这些特性琢磨透。
环境考量：现场环境光咋样？物体动不动？有没有振动？安装空间够不够？
带着这三个问题的答案，再去对照上面的“光源兵器谱”，选择范围就会大大缩小。很多时候，没有标准答案，最佳方案来源于在实验室里用不同的光源组合、不同的角度多试几次。记住，光源上的投资，往往是机器视觉系统里性价比最高的一笔。
网友“机械攻城狮”提问：
老师好！我们厂主要是做金属精密小零件加工的，需要检测零件端面上有没有微小的划痕和碰伤。零件表面是亮面，反光很厉害。我试过用普通的环形白光灯，相机里一片白，啥也看不清。请问这种情况应该用什么光源？有没有什么安装上的技巧？
答：
这位“攻城狮”朋友，你遇到的正是典型的高反光金属表面缺陷检测难题。用普通环形光正面打，光线几乎全被镜面反射直接进入相机，造成严重过曝（就是你看到的一片白），表面细节完全丢失。
针对这种场景，首选的解决方案是低角度光源（暗场照明）或同轴光源。
低角度光源是你的第一选择。将条形光或特制的低角度环形光，以非常陡峭的角度（几乎平行于零件端面）照射过去。这样，光滑完美的表面会将光线反射到相机视野之外，在图像中呈现为黑色背景。而一旦有划痕或碰伤（哪怕只有几微米深），这些凹陷或凸起处就会成为一个微小的反射面，将一部分光线散射到相机镜头里，从而在黑色背景上呈现为一条明亮的白线，对比度极高，效果非常震撼-2-4。安装时，关键是要精细调整光源的角度和距离，找到那个“背景最黑、缺陷最亮”的黄金位置。
同轴光源是备选方案。它通过特殊的光路设计，让光线垂直（或近乎垂直）照向物体，同时只接收垂直反射回来的光。对于某些类型的划痕也能有很好的表现，尤其适合非常平整的镜面-1-8。但它的光路结构决定了成本通常更高一些。
给你的建议是：优先尝试低角度照明。可以买一个可调角度的条形光源支架，在零件周围多方位、多角度地试验。有时候，从相对的两个方向以低角度打光，效果会更好。记住，检测亮面金属，避免光线直射镜头是铁律，要设法让“好”的光（从缺陷散射出来的）进入相机，而把“坏”的光（从完好表面反射的）引开。
网友“视觉小白菜”提问：
大佬，我是刚接触这个领域的学生。看资料说光源有这么多颜色，什么时候该用红色，什么时候该用蓝色？用彩色相机是不是就可以不管光源颜色，用白光就行了？
答：
“小白菜”同学，这个问题问得非常核心！光源颜色绝不是为了好看，而是为了实现最佳的光谱对比度。
简单来说，物体在某种颜色光下显得越亮，说明它反射这种光的能力越强；显得越暗，则吸收能力越强。我们的目标，就是让感兴趣的特征和它的背景，在反射/吸收我们选用的光色上，差异越大越好-2。
举个例子：
红色光源（波长600-720nm）：穿透力相对较强。如果你想看绿色电路板上的黑色焊点，用红光照射，绿色背景会反射红光显得较亮，而黑色焊点吸收红光显得更黑，对比度就出来了-1。检测透明薄膜下的黑色标记也常用红光。
蓝色光源（波长430-480nm）：波长较短。常用于检测银色背景（如铝合金）上的特征，或增强白色物体上的白色印记（如药品泡罩包装上的生产日期）-1。
白色光源：由多种颜色组成，通用性强，但有时“通用”意味着“不极致”。在需要极致对比度的专业场景，单色光往往是更好的选择。
关于彩色相机：这是一个常见的误解。即使用彩色相机，单色光源依然大有用处！原因有二：1. 单色光+黑白相机的组合，通常能获得比彩色相机更高的分辨率和信噪比，因为避免了拜耳滤波带来的信息损失。2. 即使使用彩色相机，用单色光（如红光）照射，也能在特定的颜色通道（红色通道）上产生极高的对比度，然后通过软件提取该通道图像进行处理，效果可能远超白光彩色图像。
所以，选择光源颜色，首先要分析你的目标和背景颜色，遵循 “互补色增强吸收，同色增强反射” 的原则进行试验。实践出真知，多试几次你就会有感觉了！
网友“自动化老鸟”提问：
我们生产线速度很快，零件是移动的。用普通常亮光源拍摄总有拖影，调短曝光时间图像又太暗。频闪光源控制器好像能解决，但具体原理是啥？该怎么选型和设置？
答：
“老鸟”前辈，您碰到了高速运动物体成像的经典问题——运动模糊。您的分析完全正确，解决方案的核心就是 “频闪照明”。
原理：可以把相机的曝光想象成一道快门。在物体高速移动时，即使曝光时间很短（比如1毫秒），在这1毫秒内物体也在移动，导致成像模糊。频闪的思路是，让光源不再是常亮，而是变成一个高速的“闪光灯”。将闪光灯的发光时间（脉冲宽度）控制在极短（例如100微秒甚至更短），并且与相机的曝光时间精确同步。这样，相机曝光的瞬间，其实就是闪光灯点亮的那一瞬间。由于闪光时间极短，相当于“冻结”了物体的运动，从根本上消除了拖影。而相机本身可以使用较长的曝光时间来保证进光量，避免图像过暗-6。
选型与设置关键点：
光源本身必须支持高频闪：普通LED的响应速度已经很快（微秒级），但必须搭配专用的频闪控制器使用-1-6。购买时一定要确认光源和控制器支持的最大频闪频率和最小脉冲宽度能满足你的产线速度。
同步是生命线：必须通过触发信号（通常是来自传感器或PLC的脉冲信号）来同时控制相机开始曝光和光源开始闪光。这需要精确的时序控制，通常由视觉系统的软件或硬件触发电路来完成。
能量计算：闪光时间极短，要获得足够的图像亮度，就需要光源在瞬间爆发出很高的功率。用于频闪的光源，其峰值功率要远高于同等亮度的常亮光源。选型时不能只看常亮亮度，要关注其在短脉冲下的光输出能力。
散热考量：高频闪下，光源的瞬时电流很大，对驱动电路和LED本身的散热要求更高。好的频闪控制器和光源会有相应的设计。
对于您的情况，建议选择专为频闪优化的条形光或环形光，搭配数字式频闪控制器。先根据物体移动速度，计算出需要的最大闪光频率和最大允许的脉冲宽度，然后以此作为核心参数去匹配产品。设置时，先从较低的频率和较宽的脉冲开始测试，逐步调整到既能冻结运动、图像亮度又足够的最佳点。用好频闪，是搞定高速视觉检测的必修课。
