1.0 选择照明的三个步骤

1.1 选择照明的方式（镜面反射光、漫反射光、透射光等）

• 观察检测部位的特点（损伤、形状、有无等）。
• 观察表面（平面、曲面、是否有凹凸不平等）加以决定。

1.2 选择照明的方法*形状

• 根据工件条件、设置条件等加以决定。
• 环形光、低角度光、同轴光、碗光等。

1.3 选择照明的颜色（波长）

• 根据工件和背景的材料、颜色等加以决定。
• 蓝色、红色、白色等。

照明器材的典型形状（LED）：

2.0 选择照明：第一步（镜面反射、漫反射与透射）

LED 照明种类繁多，大体上可以分为如下三种：

1. 镜面反射型：镜头接收的光线是来自拍摄对象的镜面反射光线。
2. 漫反射型：避开来自拍摄对象的镜面反射光，而接收整体、均一的光线。
3. 透射型：接收来自拍摄对象背景的光线。是一种检测轮廓的照明方式。

2.1 镜面反射图像例 金属表面的刻印缺印检查

需要强调平坦的金属表面与凹凸不平的刻印部分之间的反差。

金属表面容易反射光线，因此最好是利用镜面反射光来强调表面与刻印之间的反差。

2.2 漫反射图像例 透明胶带内部的晶片刻印检查

需要防止产生光晕，以强调晶片表面与刻印字符之间的反差。

透明带不会产生镜面反射，因此可以选择斜向照射的漫反射光。

2.3 透射图像例 无纺布异物检查

异物与工件色调相似，从表面上看难以判别，因此需要强调异物与工件表面之间的反差。

虽然利用反射光难以观察到异物，但是只要异物的厚度、颜色与工件之间存在差异，则可以通过采用来自工件背面的透射光使异物的黑色阴影显现出来。

要点：选择照明的第一步是根据工件的形状及检查目的，确定镜面反射、漫反射、透射等照明方式。下一步是选择照明的尺寸及光线颜色，以确保所得到的图像适于检查目的。

3.0 选择照明：第二步（确定照明方法与光线形状）

3.1 镜面反射图像例 玻璃端面欠缺检查

仅使用反射光的情况下，照明光线通过镜面反射随机映射在玻璃表面。

根据工件及检查目的选择照明：

1. 玻璃表面会映射照明光线。
2. 需要强调玻璃与背景之间的反差。
3. 最好使光线垂直照在工件上。
4. 应确保工件上方有一定空间。

因此选择同轴入射照明是最适宜的。

3.2 漫反射检查例 橡胶密封圈欠缺检查

仅使用反射光的情况下，不能看到圆周上的欠缺。

根据工件及检查目的选择照明

1. 工件是用黑色橡胶制成的，因此不会发生镜面反射。
2. 欠缺部分也是黑色的，同样不会发生镜面反射。
3. 如果采用某种镜面照射角度，使欠缺部分发生镜面反射，则可以达到检查目的。
4. 可使光源接近工件。

因此选择低角度照明是最适宜的。

3.3 透射检查例 引脚形状检查

仅使用反射光的情况下：边缘部分没有反差复。

根据工件及检查目的选择照明

1. 工件是金属材料制成的，表面凹凸不平，不能产生均匀的镜面反射。
2. 如使用透射光，则可以去除表面凹凸不平的影响，从而实现边缘检查。
3. 工件背面可以设置光源。

因此选择面光（背光）是最适宜的。

采用背光照明后，复杂的轮廓变得清晰了。

要点：在选择了镜面反射、漫反射或透射等照明方式后，根据检查目的、背景、周围环境等确定照明类型。

一般说来，镜面反射可选择同轴入射照明、环形照明或棒型照明，漫反射可选择低角度照明、环形照明或棒型照明，透射可选择面照明或棒型照明。其中环形照明及棒型照明的设置距离更加灵活，因此应用范围更广。

4.0 选择照明：第三步（决定光线颜色及波长）

最后根据工件及背景来选择光源颜色。

使用彩色照相机时一般会使用白光。如果使用黑白照相机，则需要掌握下面介绍的知识。

4.1 利用补色进行检测

为了检测纸箱中是否有红色包装的点心，分别使用了白色、红色及黑色的 LED 光源。下图所示为三种光源造成的对比度差异。

补色：色相环图中相对的颜色互为补色。用补色光照射时会产生近似黑色的效果。

4.2 利用波长进行检测

透过包装薄膜拍摄晶片上的刻印文字。与蓝色相比，选择薄膜透射率更高（散射率较低）的红色光源可以产生更好的反差。

• 不可见光 : 紫外光
• 可见光 : 紫 380 / 蓝 430 / 蓝绿 480 / 青绿 490 / 绿 500 / 黄绿 560 / 黄 580 / 橙 595 / 红 650 
• 不可见光 : 红外光 780（单位：nm）

波长不同的光线具有不同的颜色、透射率（例如波长较大的红色光线具有较高的透射率）、散射率（例如波长较小的蓝色光线具有较大有散射率）等特性。

彩色相机成像 白光 / 彩色相机成像 红光 / 彩色相机成像 蓝光 / 灰度相机成像 红光 : 刻印文字透过薄膜显现出来，反差更大。 [因此应选择红光] / 灰度相机成像 蓝光

5.0 照明的理论知识 总结

选择适宜的光源可以得到良好的拍摄效果，从而有利于提高视觉系统效果。

选择光源时有一定的规律可循。一般说来，可按照下列步骤选择最理想的光源。

• 决定镜面反射、漫反射、透射
• 决定光源形状（制式）和尺寸
• 决定光源颜色（波长）