深眸分享——机器视觉光源基础知识

在机器视觉中，光源的选择对于成像效果和质量至关重要。不同的检测对象，对光源的结构形状、发光角度、照度值等都有特定的要求。只有选择的光源合适，图像中的目标特征与背景特征才能被稳定的区分,从而大大加强检测的稳定性和检出率。

光的特征

① 几何光学中，光以直线传播

“光柱”和太阳“光线”即是证明。

② 波动光学中，光以波的形式传播

如水波纹，不同波长光呈不同颜色。

③ 量子光学中，光的能量是量子化的

构成光的量子（简称光子），能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。

④ 光速极快

真空中为3.0×10⁸m/s，空气中速度略慢。折射率更大的介质中（水、玻璃），速度还要降低。

光的传播

光是直线传播（均匀介质中）的，但当光遇到另一介质（均匀介质）时方向会发生改变，改变后依然缘直线传播。而在非均匀介质中，光一般是按曲线传播的。以上光的传播路径可通过费马原理来确定。

光沿前后左右上下各个方向传播，光的亮度越亮，越不明显看出，当光亮度较暗时，由发光体到照明参照物的光会扩大，距离越远，扩散的越大，由最初的形状扩散到消失为止。当发光体与照明参照物距离为零时，光的形状才是发光体真正的形状大小，所以光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。

光源选型流程技巧

① 明确需求、照射产品和检测内容。

② 分析目标与背景成像间最大差异。

③ 询问有无限制条件。

④ 用实际光源测试，得到最好效果图。

常用打光方式

① 背部打光：

主要在明亮的背景下创建物体的深色轮廓。最常用于检测是否存在孔洞和间隙，零件摆放、定向或测量物体等。

② 透射打光：

光源在产品下方，入射光经过折射穿过物体后出射光线，被透射的物体为透明体或者半透明体，如玻璃、薄膜等，若透明体是无色的，除少数光被反射外，大多数光均透射物体。

③反射打光：

主要分为高角度反射打光和低角度反射打光。高角度反射打光是线方向与检测面相对垂直，表面平整部位反光相对容易进入镜头之中，在成像中显示偏亮。不平整部位。如凹坑、划伤等表面结构较为复杂的情况，反光较为杂乱，只有较少部分光线可以折射到镜头当中，因此在成像中效果会偏暗。

低角度打光是线方向与检测面相对接近平行，表面平整部位相对无反射光线进入镜头中，在成像中显示偏暗不平整部位。如凹坑、划伤等表面结构较为复杂，反光会较为杂乱，部分光线可以折射到镜头中，在成像中表现较亮。