在實際檢測應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到光線不夠，出現(xiàn)成像效果不佳的現(xiàn)象，不能較好的突出目標(biāo)物體的細(xì)節(jié)或缺陷。因此，需要一定的照明來解決光照不足的問題。

一、【照明原理】

當(dāng)光與目標(biāo)物相互作用時，會出現(xiàn)四種物理現(xiàn)象：被物體反射、吸收、散射或折射。這些現(xiàn)象在不同波長下會重疊。

1、反射和散射

大多數(shù)照明需求是減少散射光和反射光。散射光是視覺檢測需要的，因為散射光從物體表面產(chǎn)生均勻光線；而反射光比較刺眼，難以捕捉圖像。

在同一目標(biāo)上會同時出現(xiàn)反射和散射現(xiàn)象。光源有多少光會被反射/散射取決于光源的方向和強(qiáng)度。

鏡面平面反射失真很小。鏡子、高度拋光的金屬表面和液體等材料會在低角度產(chǎn)生鏡面平面反射。使用此類材料時需要適當(dāng)?shù)恼彰魑恢茫悦夤饩€直接反射到相機(jī)鏡頭中。

目標(biāo)的粗糙度導(dǎo)致光線被部分散射，但在足夠高的強(qiáng)度下，反射光會導(dǎo)致眩光并降低目標(biāo)表面的對比度。這類反射在機(jī)加工金屬、新鮮焊料和軋制金屬中很常見。

無定形表面將入射光完全散射到各個方向，產(chǎn)生漫反射現(xiàn)象。具有這種光散射能力的材料，例如白紙、面粉或糖粉等細(xì)粉以及陶瓷通常用于照亮其他物體。通過將集中的光指向材料表面，漫反射可以均勻地照亮拍攝對象。

2、明場和暗場照明

明場和暗場照明是兩種不同的前向照明方法。

明場照明是光源位于相機(jī)視野（FoV）的反射錐內(nèi)。圖1中的藍(lán)色區(qū)域確定了相機(jī)的FoV。位于目標(biāo)前面的光被反射回相機(jī)，而FoV則由內(nèi)側(cè)和外側(cè)的反射角看到。在二維模型中，這也稱為“W”照明，因為內(nèi)角和外角創(chuàng)造了一個“W”形的邊界。

入射角在“W”邊界之外的反射光稱為暗場照明。在圖1中，可以看到光與目標(biāo)的角度要小得多，由于大部分光被反射到遠(yuǎn)離相機(jī)鏡頭的地方，形成了高對比度。為了更好地觀察缺陷或表面變化，通常首選暗場照明，而明場照明能夠提供均勻的光線分布。

3、背光照明

通常使用面對相機(jī)的均勻光源從背后照亮目標(biāo)。使用背光照明時，固體物體將顯示為黑色，背景顯示為白色，從而可以清晰地檢查目標(biāo)的邊緣。很適合使用背光照明的應(yīng)用包括物體輪廓驗證，以及機(jī)加工部件的金屬刮痕檢測。由于反射被引向光源，均勻的光照有利于半透明物體的成像。捕捉到的目標(biāo)圖像是透射光通過目標(biāo)本身的結(jié)果，使其成為反射和半透明塑料成像的絕佳選擇。

二、【照明類型】

LED光源一直是照明行業(yè)的明星。為了適用各種苛刻場景，各種光源類型應(yīng)運(yùn)而生。

1、平面光源

平面光源是大多數(shù)人認(rèn)為的一般照明。平面光源以相對均勻的光線分布照亮一個區(qū)域，前提是光源離拍攝對象足夠遠(yuǎn)，不會產(chǎn)生“熱點”。通過精確擺放，一到兩個平面光源通常足以用于一般成像目的。

2、環(huán)形光源

照亮鏡面（高反射）表面必須使用環(huán)形光源，因為環(huán)形光源有助于消除反射并捕捉無陰影的圖像。直接將環(huán)形光源放置在相機(jī)前面，鏡頭通過環(huán)形中心的開口捕捉圖像。這樣，光線從鏡頭周圍的各個方向照射到目標(biāo)上，并減少了陰影的出現(xiàn)。

3、圓頂光源

圓頂光源是照亮高鏡面和紋理表面，如球軸承、金屬圓柱體和機(jī)加工金屬的理想選擇。相機(jī)鏡頭面對圓頂?shù)拈_口，在那里可以看到要拍攝的對象。從光源發(fā)出的光從內(nèi)表面反射到目標(biāo)上，然后通過圓頂中的開口反射回相機(jī)。因此，圓頂燈的內(nèi)部必須是能夠散射光且?guī)缀鯖]有鏡面反射的材料。

4、結(jié)構(gòu)光源

結(jié)構(gòu)光源通常用于三維物體映射。結(jié)構(gòu)光源通過一條或多條激光線照亮物體。通過觀察光的圖案和激光線的偏差，可以確定物體的高度和輪廓。

5、彩色光源

通過添加顏色或更準(zhǔn)確地說，使用特定的波長，以及任何前面提到的光源類型（除了結(jié)構(gòu)光）可以幫助增強(qiáng)細(xì)節(jié)或提高對比度，這取決于具體應(yīng)用。使用可見光譜中較窄的部分將有選擇地照亮場景中的某些物體，而不會在同一場景中不太重要的區(qū)域產(chǎn)生反射。

三、【應(yīng)用場景】

1. 環(huán)形光源

提供不同照射角度，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用于PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查等。

2. 背光源

高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺。應(yīng)用于機(jī)械零件尺寸的測量，電子元件，IC的外型檢測，膠片污點檢測，透明物體劃痕檢測等。

3. 條形光源

較大方形結(jié)構(gòu)被測物的首選光源；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用于金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4. 同軸光源

光的一致性好，可消除物體表面不平整引起的陰影；部分采用分光鏡設(shè)計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。最適用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點定位，包裝條碼識別。

5. AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用于電路板焊錫檢測。

6. 球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。應(yīng)用于曲面、表面凹凸、弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測。

7. 線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。線陣相機(jī)照明專用。

8. 點光源

體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源；高效散熱裝置。適合搭配遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9. 組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用于PCB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明等。

10. 對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。是全自動電路板印刷機(jī)對位的專用光源。