光源在工业相机成像过程中起重要作用，能够提高被测物的亮度，从而获取较高的图像质量，便于后期分析处理。我们一起来看看如何选择合适的光源吧。

拍摄被测物时为何要用光源？

如果相机无法准确捕捉光信息，也就是检测对象的亮度，即便图像处理软件和相机都很出色，也无法获得理想的检测结果。因此有必要选择合适的光源，能够让被检测的异物、污垢、文字、标记或测量部件在图像中清晰可见。

光源在照射对象物时，由于物体表面状态、形状不同，光线会以各种方式反射，因此，进入相机的光信息（图像）可能无法反映要识别的物体，或者光源本身可能被反射并被拍摄下来，导致成像效果不理想。

为了准确拍摄到对象物，必须要提供一个稳定的光源，这取决于被测物本身和它的用途。 没有一种光源系统适合所有的被测物。所以，有必要从各种光源和照明系统中选择最合适的方法和设备，以适应不同的照明条件。

如何选择光源？

在选择光源时,首先要考虑的是使用光源要做什么。图像处理的应用大致分为“外观检查”“OCR”“尺寸测量”“对准”4种。我们可以通过以下四点来选择光源：

颜色与对比度

与工作颜色处于相反位置的颜色称为互补颜色，具有使该颜色脱颖而出的效果。它旁边的颜色被称为类似的颜色，并具有吸收（混合）颜色的效果。如果您希望背景或不需要的颜色显示为黑色，请使用这些效果选择互补颜色;如果您希望背景或不需要的颜色为白色，则使用类似的颜色。

此外，由于波长的特点，波长越短，散射速率越大，从而可以揭示细微的划痕。白色照明经常用于彩色相机。因此，可以根据工作特点和波长选择照明颜色。

工件颜色与光源颜色的关系

当12色彩铅分别用B、G、R三种颜色打光处理的情况下，同色系的颜色变白

工件的形状和状态

由于打光角度是固定的，光源的正反射光在一个倾斜的表面上进入相机，会导致光晕，如果表面是镜面的，照明发射部分本身就会被反射。 要根据工件的形状和状况，从同轴落射照明法、直接照明法、间接照明法、透射照明法和透镜的组合中选择最合适、最均匀的照明方法。

· 同轴落射照明

它是一种从正上方沿镜头的光轴垂直于物体进行照明的方法。它主要用于镜面物体（平面、高反射的物体）。例如，它适用于突出反射率略有不同的区域，如IC图案、LCD电极、硅片上的ID码和镀金标记。根据是否通过光学透镜进行辐照，有以下两种方法：

① 同轴落射照明法

这种方法也被称为远心照明，在镜筒内使用一个半镜或分光器，通过光学透镜进行照明。它只对具有高反射率的物体有效，如镜面，因为它接收垂直于物体照射的正反射光。由于漫反射，划痕和异物显得很暗，很容易获得划痕和异物与镜面的对比。它不适合于非镜面的表面或倾斜的、不直接反射的物体”。

点光源/超高亮度点光源

② 模拟同轴落射照明法

一种垂直于物体的照明方法，通过使用半反射镜或分光镜，使照明路径与镜头的光轴相同，而不通过光学镜头。由于它不通过光学透镜，在一定程度上可用于非镜像物体，并可与远心透镜以外的镜头结合使用。在这种情况下，镜子的尺寸和光圈尺寸必须比远心镜头大”。

模拟同轴落射照

· 直射照明法

对物体的直接照明是最经常使用的照明方法。它主要用于检测非镜面物体不平整表面上的划痕、裂纹和其他边缘。根据工件的形状，可以采用各种形式和角度，如环形照明、低角度照明、水平对置照明、条形照明、表面照明和线条照明。

① 直射照明法--环形

由于来自环形光源（360°）的照射，可以防止阴影产生。容易安装，设置简单，广泛应用于表面的划痕检测、污迹检测和二维码识别等领域。有各种角度可供选择，从平坦发光面照射到水平于工件（被测物）照射。

当工件表面为易于反光的镜面时，可以使用偏振滤光片的组合来防止光晕，而且根据安装距离以及光源指向性不同，可能会有反光和反射重影。

环

形、平面、低角度、低角度水平照射

② 直射照明法--条形

条形或是在条形上发光的照明方法。在线阵相机进行识别物体的应用中用来照亮特定需要照亮的区域。面阵相机的应用中，光线的清晰度和线性度非常好，可以从接近水平的角度进行打光，来强调和识别小的不均匀区域。根据不同的应用，可以结合使用聚光镜、扩散器或偏光镜。

③ 直射照明法--背光

“背光”是通过将被测物放置在镜头与光源之间，拍摄剪影的打光方式。主要用于检测被测物的形状、透明物体上的划痕和夹杂物。由于对比度容易实现，所以可以获得稳定的图像。然而，由于发光面要比被测物大，后方需要更多的空间用于放置光源。为了减少环境光影响，还有一种方法是在受光侧使用与远心镜头的NA相匹配的聚光镜。

背光/直接透射照明

· 间接照明法

一般打光方式，因为指向性固定，根据被测物的形状，被测物某些部分被强烈反射导致亮度不均，使物体无法被识别。另外，如果该物体是一个具有弧形表面的镜面物体，发光部分会映射在该物体中。为了解决这些问题，一般采用从不同方向打光的方式，即间接照明法。

圆顶/无影环形/无影低角度

视野及设置光源距离    

由于远心镜头没有视角，即使在视场外围也是如此，因此当使用直接照明法时，照明尺寸应约为视野（FOV）+α。而另一方面，一般镜头有一个视角，所以在使用直接或透射照明法时，照明尺寸的选择应考虑到视角的影响。有必要选择一个考虑到视角和光圈的照明尺寸。