光源是决定机器视觉图像质量的关键因素，照明对输入数据的影响通常较大，能够显著提升对比度、突出目标轮廓，进而有利于提取物理特征。常用光源类型包括条形光源、条形组合光源、背光、同轴光、无影光、开孔面光源、球面积分光源、环形光源、点光源、线性光源、紫外光源、赤外光源及 AOI 光源等。

1）条形光源

- 特点：高密度 LED 阵列、高亮度照射，紧凑设计，易布置；可实现任意角度照射，支持漫反射导光、光线均匀扩散。

- 主要应用：金属表面检测、表面裂痕与边缘尺寸检测、打标字符检测与识别、冲压、浇铸字符图案检测等。

2）条形组合光源

- 特点：长度、颜色、数量自由组合，四面光源独立可调，0–90 度可调，安装方便、调试快捷。

- 主要应用：大面积外观检测、金属与塑胶表面划痕检测、包装与条码检测、整板冲压件检测、PCB 元器件检测等。

3）背光

- 特点：采用高亮度 LED 阵列，照明强、漫射导光，光线均匀性好。

- 主要应用：外形轮廓对比、零件尺寸检测、透明或半透明物体的划痕、破损、脏污及气孔检测。

4）同轴光源

- 特点：采用特殊涂层抑制反光、减少重影；顶部有光学保护，防尘；抢光路设计提升亮度，分光镜降低光损，成像更清晰。

- 主要应用：高反光材料表面的划痕检测、金属片与镜面产品的定位与检测、印刷字符、包装条码、二维码的检测。

5）无影光源

- 特点：特殊光路实现四边或环形照明，漫反射设计使光线均匀，适合表面起伏不平的检测对象。

- 主要应用：印刷字符、条码、标志与图文识别；光滑塑料、五金件表面缺陷检测；反光标签检测、冲压字符识别。

6）开孔面光源

- 特点：自上向下照明，辐射面积大，具备多层散色与均匀发光；尺寸可按需定制，整体照明均匀，成像效果良好。

- 主要应用：金属零件缺陷检测、大面积电子元件识别与定位、外轮廓检测。

7）球面积分光源

- 特点：独特漫反射路径，支持多方向、多面照明，扩散面大，尤其适用于波浪形、反光强的物体；可在不同照射距离下获得不同照明效果。

- 主要应用：圆弧面表面缺陷检测、金属、玻璃等反光材料表面字符检测、部件定位检测。

8）环形光源

- 特点：高密度 LED 矩阵、亮度高，紧凑设计，支持多角度照射，漫反射导光与光线均匀扩散。

- 主要应用：表面缺陷检测、打标字符检测与识别、表面异物检测、边缘尺寸检测、定位、冲压与浇铸字符图案的检测。

9）点光源

- 特点：体积小、亮度高，常配合同轴远心镜头使用；发射均匀度好、易散热、寿命长、无需额外支架。

- 主要应用：狭窄空间的视觉照明、Mark 点定位、微小工件表面检测、芯片检测。

10）线性光源

- 特点：采用大功率 LED 与高效聚光结构，亮度强、光斑均匀，通常与线阵相机配合使用。

- 主要应用：大幅面印刷品缺陷检测、PCB 丝印质量检测、烟草行业质量控制、大面积玻璃检测、键盘等大面积表面的检测。

11）紫外光源

- 特点：短波紫外特性增强，穿透力较弱但能产生显著荧光效应，纯度与照度较高，噪声较低。

- 主要应用：防伪标识检测、表面 UV 胶水检测、激发荧光材料检测、如高纯度 ITO 等材料的相关检测。

12） AOI 光源

- 特点：以 RGB 三色高亮度 LED 阵列构成，可从不同角度及颜色照射对象，提升三维信息的表现力，RGB 通道独立可控。

- 主要应用：检测电路板焊接质量、漏件、错件、偏斜、虚焊、跳锡、桥接、极性等缺陷的识别，以及端子引脚尺寸、颜色与条码、印刷字符检测。

13）三色同轴光源与平行同轴光源

- 特点与应用场景与传统同轴光源类似，结合 RGB 三色照明可在同轴配置中实现更丰富的照明信息，提升对比度与三维信息表达。

二、镜头

1）工业镜头的关键参数

- 焦距（f）：用于确定成像放大倍率及视场范围；焦距越短，视场越大；焦距越长，成像越细腻。

- 光圈（F-number，Fno.）：控制进入镜头的光量，光圈越大，进光量越多，照片越亮；光圈越小，景深越大。

- 视场/视场角（FOV）：镜头在传感器上的成像范围，受焦距与传感器尺寸共同决定；视场越大，覆盖越广。

- 工作距离（WD）：镜头对焦清晰时，被测物体到镜头前端的距离；不同镜头在不同距离段有不同的清晰对焦范围。

- 分辨率/分辨力：衡量成像清晰度的指标，通常以像素密度与可分辨的最小细节来表示。

- 像质：通过 MTF、畸变等参数评估成像质量。

- MTF（调制传递函数）：反映对比度随空间频率衰减的情况，单位通常为 lp/mm。

- 畸变：成像几何形变，影响图像的几何准确性；正畸变为枕形，负畸变为桶形。

- 景深：物方空间中能够保持清晰成像的深度范围，受光圈、焦距、拍摄距离共同影响。

- 接口：镜头与相机之间的连接接口，常见有 C、CS、S、F、V、M 等固定接口。

2）工业镜头的分类

- 按用途划分

- 普通工业镜头：焦距越短景深越大，但边缘畸变等像差越明显；大光圈提升亮度、缩短景深，中心分辨率通常高于边缘。

- 远心镜头：属于定倍率镜头，具备固定放大倍率与工作距离，适用于高精度检测设备。

- 物方远心镜头：物方主光线平行于光轴，物距变化对像高影响小，畸变极小，适合精密测量。

- 像方远心镜头：像方主光线平行于光轴，能使传感芯片获得均匀光线，减少阴影。VSport

- 双侧远心镜头：优点为均匀性好、中心与边缘一致，消除渐晕；缺点为价格较高、体积较大。

- 按焦距分

- 定焦镜头：仅有一个固定焦距，聚焦速度快、成像稳定，畸变特性随焦距不同而变化。

- 变焦镜头：在不改变拍摄距离的前提下，通过内部成像元件移动改变焦距，获得不同的视场角与成像范围。

3）远心镜头的使用场景

- 适用于对厚度有要求的对象检测（当对象厚度大于视场直径的约 1/10 时）。

- 需要检测分布在不同高度平面的对象，或对象与镜头之间距离不确定时。

- 需要对带孔径、三维结构的对象进行检测时。

- 需要实现极低畸变且成像亮度高度一致的场景。

- 缺陷仅在同一方向且需要在平行照明条件下才能检测到时。