3.4.2　常用典型光源介绍

机器视觉系统中常用到的典型光源包括前光源、背光源、环形光源以及同轴光源，下面对这几种常用光源分别进行介绍。

（1）前光源

前光源指放置在被检测物体前面的光源，又称为前方式照明。根据光源与待检测物体表面夹角的不同，前光源照明又可以分为高角度照明和低角度照明两种。选取高角度照明还是低角度照明方式，具体依据物体表面待测部分的不同机理而定。例如，当被测物体表面采用刻字式字符时，可以考虑效果更好的低角度照明，当采用印刷式字符时，选取高角度照明效果会更好。图3-24为前光源照明的示意图。

图3-24　前光源照明

前光源适合用于检测不平整且光滑的表面，如包装袋上或印在封盖上的印记、PCB板上的元件、片上的印刷字符以及一些橡胶类产品等。

（2）背光源

背光源指放置在被检测物体背面的光源，这一点与前光源正好相反。使用背光源照射被测物体，形成不透明物体的阴影，使得被检测物体透光与不透光的边缘清晰呈现，有利于图像处理软件做边缘提取。因此，背光源常用于检测物体的轮廓、透明物体的污点和缺点、轴承或小型电子器件的尺寸和外形等。图3-25为背光源照明的示意图。

图3-25　背光源照明

（3）环形光源

环形光源指在一个环形面内均匀排布在被测物周围的光源。其特点是可以为被检测物体提供大面积且均匀的照明，在实际应用于机器视觉系统时，环形光源一般会与CCD镜头同轴安放。当与被检测物体距离合适时，环形光源可以使阴影大大减少，增加被测物体的对比度，实现大面积的照明。环形光源的缺点是，当与被测物体距离不合适时，会存在环形反光的现象。因此，在选用环形光源时，应特别注意其与被测物体间的距离。图3-26为环形光源照明的示意图。

图3-26　环形光源照明

环形光源非常适合检测高反射材料表面的缺陷，尤其适合检测电路板上的缺陷。因此，环形光源可以广泛用于有纹理表面的物体检测，如集成电路芯片上的印刷字符、印刷电路板上的零件、各种产品标签。

（4）同轴光源

同轴光源指水平光线经分光片后沿着相机同轴方向照射目标的光源。同轴光源能消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；其采用分光片设计，能减少光损失，提高成像清晰度，使物体表面照射均匀。图3-27为同轴光源照明的示意图。

图3-27　同轴光源照明

同轴光源最适合用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，PCB板引导定位，包装条码识别。