在(zai)機(ji)器視覺檢測中，光(guang)(guang)源的(de)選擇與打光(guang)(guang)方式往(wang)往(wang)決定了項目的(de)成敗。同樣是(shi)檢測一個零(ling)件，用錯光(guang)(guang)，它(ta)就(jiu)是(shi)一團(tuan)黑影；用對(dui)光(guang)(guang)，它(ta)便清(qing)晰(xi)可見。今天(tian)我們就(jiu)來深入(ru)扒一扒機(ji)器視覺檢測中五種(zhong)常見打光(guang)(guang)方式的(de)原理(li)、適用場景(jing)，以及每種(zhong)照明方式常用的(de)光(guang)(guang)源類型，幫(bang)你快速(su)找到“對(dui)的(de)光(guang)(guang)”。

 1. 高角度(du)照(zhao)明

原理簡(jian)述：  

光線以(yi)高角度（通常與(yu)物體表面(mian)呈45°以上，甚至接近垂直）照射(she)被(bei)測物體(ti)。大部分光線經物體(ti)表面直接反(fan)射(she)進入鏡頭，使平坦(tan)區域顯得明亮，而凹凸(tu)或傾斜部分則因為光線反(fan)射(she)偏離鏡頭而顯得較暗。這種(zhong)方式也叫明場(chang)照明。

常用光源(yuan)：  

 環形光源(yuan)（0度(du)環光）：提(ti)供均勻(yun)的高角度(du)照明，特別適合字符識別、基板(ban)檢(jian)(jian)測、外(wai)觀有無(wu)檢(jian)(jian)測等。 

 條(tiao)形光源：可組合(he)(he)成任意角度，常(chang)用于大(da)尺寸平面(mian)或需要定向照明的場(chang)合(he)(he)。 

 點光(guang)源：配合遠心鏡頭使用(yong)(yong)，可產生高亮、集(ji)中的光(guang)斑(ban)，適用(yong)(yong)于(yu)小(xiao)視(shi)野高精(jing)度檢測。

典型應用：  

l  印刷字符(fu)識別 

l  電路板焊盤檢(jian)測 

l ; 平整表面的劃(hua)痕或異物檢測（如果瑕(xia)疵能引起漫反(fan)射(she)，也(ye)會變暗）

 2. 低角度照明

原理簡(jian)述(shu)：  

光(guang)線(xian)以近乎(hu)平行于被(bei)測(ce)表面的低(di)角度（通常小(xiao)于15°）掠過物體。光(guang)滑(hua)表(biao)面(mian)產生鏡面(mian)反射，光(guang)線無法進入相機(ji)，呈(cheng)現暗(an)場(chang)背(bei)景；而(er)劃(hua)痕、凸起或凹陷(xian)等缺陷(xian)會(hui)改(gai)變(bian)光(guang)線方向，產生漫反射，使光(guang)線進入相機(ji)，呈(cheng)現出(chu)明亮的(de)線條。這就是(shi)暗(an)場(chang)照明。

常用光(guang)源：  

 低角度環形光源：光線從(cong)四周低角度射向物(wu)體，均勻突出各個方向的(de)缺陷。 

 線(xian)光源：與線(xian)陣相機配合，適合檢測連續運(yun)動的(de)(de)帶狀材料（如薄(bo)膜、金屬(shu)帶）上的(de)(de)劃痕。 

 點(dian)光源加柱面鏡：可(ke)形成一條細長的光帶(dai)，定向照亮特定區域(yu)的微細劃(hua)痕。

典(dian)型應用： 

l  金屬(shu)、玻璃、塑(su)料表面的劃傷(shang)、壓痕檢測(ce) 

l  透明薄膜或玻璃中的(de)雜質、氣泡檢測 

l  壓印字符（如(ru)金屬工(gong)件(jian)上(shang)的激光雕刻凹凸字符）的清晰成(cheng)像

 3. 背光照明

原(yuan)理簡述(shu)：  

將(jiang)光源放置于(yu)被測物(wu)體的(de)正后方，相機拍(pai)攝物(wu)體的(de)輪廓剪影。光線直接射入(ru)相機，物(wu)體遮擋部分形成黑(hei)色影像(xiang)，背景明亮，產生(sheng)極高(gao)對比度的(de)圖像(xiang)。這種方式完(wan)全忽略表面特(te)征，只提取外(wai)形信息。

常用光源： 

 背光源（面光源）：由(you)高(gao)密度LED陣列組成，發光均勻，是背(bei)光檢測的(de)主力。 

 平行背光源：配合遠心鏡頭使用，可(ke)消(xiao)除邊緣的(de)衍射效應，實現(xian)超高精度測(ce)量。 

 側背光：將光源置于(yu)物(wu)體側面(mian)，利用(yong)反射或透射，適用(yong)于(yu)透明(ming)物(wu)體的邊緣檢測。

典(dian)型應用： 

l  精(jing)密(mi)尺寸(cun)測量（如齒輪、螺絲、電子(zi)元件的長寬、孔(kong)徑等） 

l  外形檢測(ce)（如零件缺失、毛刺、通孔堵塞） 

l  透(tou)(tou)明物(wu)體的(de)雜(za)質或氣泡檢(jian)測（利用透(tou)(tou)射原理）

 4. 多角(jiao)度照明(ming)（漫射照明(ming)）

原理簡述(shu)：  

光(guang)線(xian)通過球體(ti)內壁的漫反射涂(tu)層(ceng)多(duo)次反射后，從(cong)各個(ge)角度均勻(yun)地照射在被測物(wu)體(ti)上。這相當于從(cong)無數個(ge)方向(xiang)對(dui)物(wu)體(ti)進(jin)行照明，消除(chu)了單一(yi)方向(xiang)光(guang)源(yuan)造成(cheng)的強烈反光(guang)和陰影，尤其適合拍攝曲面、高反光(guang)或復雜結(jie)構的物(wu)體(ti)。

常(chang)用光源： 

 穹頂光源（圓(yuan)頂光源）：呈(cheng)半球(qiu)形(xing)，內(nei)壁涂(tu)(tu)有高反射(she)漫(man)射(she)涂(tu)(tu)層(ceng)，光線(xian)均勻柔和(he)。 

 碗狀(zhuang)光(guang)源：類似穹頂，但底部開(kai)口更小(xiao)，適合深腔(qiang)物體(ti)的照(zhao)明。 

 環形光(guang)源(yuan)加漫射(she)板：在普通環形光(guang)源(yuan)前加裝半透明漫射(she)板，也能實(shi)現一定(ding)程度的漫射(she)效果(guo)，但均勻(yun)性略遜于穹(qiong)頂(ding)光(guang)源(yuan)。

典型應用： 

l  球(qiu)形物體（如球(qiu)軸(zhou)承、玻(bo)璃(li)球(qiu)）的表面檢測 

l  高反光金屬件(jian)（如手機外殼、精密模具）的外觀檢(jian)查 

l  電路板上多種元件的全(quan)貌成像（消除(chu)元件間的陰影）

 5. 同軸照(zhao)明

原理簡述：  

通過內置(zhi)的分(fen)光(guang)(guang)(guang)鏡(jing)(jing)（半(ban)透半(ban)反(fan)鏡(jing)(jing)）使光(guang)(guang)(guang)源路徑(jing)(jing)與成像(xiang)(xiang)路徑(jing)(jing)同軸(zhou)。光(guang)(guang)(guang)線(xian)從側面(mian)射(she)向分(fen)光(guang)(guang)(guang)鏡(jing)(jing)，反(fan)射(she)后垂直照(zhao)射(she)物體，物體的反(fan)射(she)光(guang)(guang)(guang)再次穿過分(fen)光(guang)(guang)(guang)鏡(jing)(jing)進入相(xiang)機(ji)。這樣，光(guang)(guang)(guang)線(xian)以零角度垂直照(zhao)射(she)物體，鏡(jing)(jing)面(mian)表面(mian)會呈現均勻(yun)明(ming)亮的背景，而任何凹凸、劃痕或污染(ran)物都會因(yin)散射(she)而變(bian)暗，形(xing)成高對比度圖(tu)像(xiang)(xiang)。

常用光(guang)源： 

 同軸光源：專(zhuan)為同軸照明(ming)設計，內置分光鏡和(he)LED陣列，結構緊(jin)湊，均勻性好。 

 帶同軸照明的遠心鏡頭：鏡頭內部集(ji)成同軸照明模塊，適合高精度(du)測量。 

 點光源(yuan)(yuan)加半(ban)透半(ban)反鏡：可自行搭建，但均勻性和穩定性不如專用同(tong)軸光源(yuan)(yuan)。

典型應用： 

 晶(jing)圓、硅片(pian)、液晶(jing)玻璃(li)的表面瑕疵檢測 

 高反光金屬上的(de)二維(wei)碼、字符(fu)識別 

 鏡(jing)面、拋光(guang)面的劃痕和(he)臟污檢測

總(zong)結：如何選擇對(dui)的(de)“光”？

在實際項目中(zhong)，選擇打光(guang)方式可遵循“三步走”原則：

1. 明確檢(jian)測目標：是(shi)看尺(chi)寸（選(xuan)背光），還是(shi)看表面瑕疵（選(xuan)低角度(du)或(huo)同軸），或(huo)者是(shi)識別字符(fu)（選(xuan)高角度(du)或(huo)漫射）？ 

2. 分析材質(zhi)特(te)性：高反光材質(zhi)優先(xian)考(kao)慮同(tong)軸或穹頂(ding)光源；粗糙表面用(yong)高角(jiao)度即可；透明(ming)物體(ti)則背光或低角(jiao)度更(geng)佳。 

3. 實(shi)(shi)驗驗證(zheng)角度(du)：理論(lun)角度(du)是起點，實(shi)(shi)際架設時微調(diao)幾度(du)，往往能獲得意想不到的對(dui)比度(du)提升(sheng)。

光(guang)，是機器視覺(jue)的(de)(de)“靈(ling)魂”。掌握這五種(zhong)打光(guang)方(fang)式，再配(pei)合(he)恰當的(de)(de)光(guang)源類型，你(ni)也能輕松讓“一坨黑影(ying)”變成(cheng)“清晰可見(jian)”的(de)(de)完美圖(tu)像。希(xi)望本(ben)文能為你(ni)提供(gong)實用的(de)(de)參考，如(ru)果你(ni)有具(ju)體(ti)的(de)(de)檢測(ce)難題(ti)，歡(huan)迎(ying)隨時交流探討！