在機器視覺應(yīng)用中，光源的選擇對圖像的質(zhì)量和系統(tǒng)的整體性能至關(guān)重要。光源是機器視覺系統(tǒng)的“光學(xué)畫筆”，直接影響圖像對比度、均勻性和信噪比。合適的光源設(shè)計能將目標(biāo)特征與背景分離，使圖像處理復(fù)雜度降低50%以上。不同的任務(wù)、物體和環(huán)境條件要求使用不同類型的光源。例如，在金屬件檢測中，精準(zhǔn)的波長選擇可凸顯氧化層反光差異，而背光照明則能清晰勾勒物體輪廓?。

 1. 機器視覺光源的基本概念

機器視覺系統(tǒng)是利用計算機視覺技術(shù)進行圖像處理和分析的系統(tǒng)，其中光源是確保成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。光源的主要作用是提供照明，使得相機能夠捕捉到清晰、細(xì)致的圖像。在任何機器視覺應(yīng)用中，光的質(zhì)量、光源的類型以及照明的角度等都會極大影響最終的圖像效果。

 2. 常見光源類型及應(yīng)用場景

一、?環(huán)形光源?

?高反光表面檢測?：通過多角度補光消除金屬、玻璃等反光面的陰影，例如手機金屬邊框劃痕檢測?；

?電子元件檢測?：PCB基板焊點定位、IC元件表面印刷字符識別?；

?立體特征增強?：采用低角度（0°~45°）環(huán)形光源突顯物體輪廓，如光滑表面的劃痕檢測?。

二、?同軸光源?

?鏡面材料缺陷檢測?：金屬板、晶圓表面微小劃痕的精準(zhǔn)成像?；

?高精度定位?：結(jié)合分光鏡設(shè)計消除表面反光干擾，適用于半導(dǎo)體封裝定位?；

?薄膜類檢測?：通過均勻照明穿透塑料薄膜，讀取噴碼或檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)?。

三、?線光源與條光源?

?邊緣增強檢測?：斜角照射突出物體輪廓，用于PCB邊緣毛刺檢測、晶圓輪廓定位?；

?表面紋理分析?：通過立體光路設(shè)計增強皮革、紡織品的紋理缺陷識別?；

?高速運動場景?：μs級脈沖線光源消除拖影，適用于鋰電池電芯高速分選（2m/s）。

四、?背光源與面光源?

?透明物體檢測?：背光照明清晰勾勒玻璃瓶、透明薄膜的輪廓特征?；

?平面均勻照明?：大面積面光源用于印刷電路板、食品包裝的全表面缺陷篩查；

?低反射材質(zhì)檢測?：通過漫反射消除紙張、橡膠制品的表面陰影干擾?。

五、?特殊光源技術(shù)?

?紅外光源?：穿透塑料/紙張讀取內(nèi)部噴碼信息，適用于食品包裝質(zhì)檢；

?紫外光源?：激發(fā)膠水、油墨的熒光效應(yīng)，用于微裂紋或漏膠檢測?；

?激光光源?：高方向性單色光實現(xiàn)亞微米級精密測量，如半導(dǎo)體晶圓三維重構(gòu)?。

光源技術(shù)的選擇需結(jié)合?材料特性?（如反射率、透光性）、?檢測目標(biāo)?（輪廓/紋理/內(nèi)部缺陷）及?環(huán)境約束?（速度/穩(wěn)定性）進行系統(tǒng)化設(shè)計。從基礎(chǔ)照明到智能光學(xué)方案，光源始終是機器視覺實現(xiàn)工業(yè)級精度的核心變量?。

當(dāng)然，在機器視覺中，照明的方式也會影響最終結(jié)果。常見的照明方式有平行照明、高角度照明、低低角度照明、背光照明等。平行照明多用于無陰影圖像的技術(shù)，適用于表面平整、反光物體的檢測；低角度照明尤其適用于具有微小凹凸的物體表面檢測；背光照明常用于厚度測量。

在機器視覺系統(tǒng)中，光源的選擇不僅影響最終的圖像質(zhì)量，還影響系統(tǒng)的整體性能。這就要求在選擇時充分考慮應(yīng)用、物體特性、成像條件及預(yù)算等各方面的因素。通過合適的光源，可以大大提升圖像處理的精度與效率。