照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是增強(qiáng)對(duì)比度，在一幅機(jī)器視覺的圖像中，對(duì)比度代表著圖像信號(hào)的質(zhì)量，它反應(yīng)了兩個(gè)區(qū)域間的差別，比如被測(cè)物體和背景的差別。因此，設(shè)計(jì)光源照明的第一步是確定區(qū)域間的不同，然后用光源來突出這些不同之處。下面來介紹一下設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)要注意些什么？

一、光源照明設(shè)計(jì)的考慮的基本因素

歸納有4個(gè)基本因素要重點(diǎn)考慮：

1．鏡頭的視場(chǎng)

在照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)被測(cè)對(duì)象的尺寸確定鏡頭的視場(chǎng)，也叫視野。然后，再根據(jù)鏡頭視場(chǎng)的大小決定照明系統(tǒng)。

2．照明系統(tǒng)與工件的間距

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，需全面的了解鏡頭到工作的距離，照明系統(tǒng)到工件的距離，從而確定光源與工件的距離。

3．工件的外形、條件和顏色

照明的選擇是由工件表面的形狀、平坦度、光滑程度等條件決定的。照明顏色（紅、蘭、綠、白）可通過檢測(cè)工作或被檢測(cè)區(qū)域的顏色來決定。

4．成像物鏡

一般情況下，應(yīng)針對(duì)確定的成像物鏡進(jìn)行照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為：工件中需要可視化的部分、劃痕、缺陷等是否被顯現(xiàn)出來，工件表面上的印紋是否能夠辨認(rèn)等。

二、突顯不同區(qū)域的方法

反射系數(shù)：從物體反射出的光量是可以度量的。有兩種不同的反射方法：

1．鏡面反射：入射角等于出射角。

2．漫反射：由于物體表面不平，出射光方向各異。

三、光源顏色選擇考慮因素

1．補(bǔ)色

從白光中移除的那部分光與剩余的光互為補(bǔ)色光。比如，白色金屬鐵和黃色金屬金顏色不同并不是金反射的黃光比鐵多，而是反射的藍(lán)光比鐵少。白光中去除藍(lán)光即為黃光。

2．光密度

由于不同物體材料、厚度和化學(xué)性質(zhì)不同，所以投射光的數(shù)量和強(qiáng)度也不同。光密度會(huì)在整個(gè)光譜范圍不同，或者只在某一個(gè)范圍不同。一般來說，背光是鑒別光密度不同的較好方法。

3．折射

不同透明物質(zhì)折射率不同，所以它們會(huì)以不同的方式影響光的傳播。比如，空氣氣泡混合在玻璃里面，當(dāng)光線直射時(shí)，會(huì)出現(xiàn)或明或暗的氣泡邊緣。

4．紋理

物體表面紋理有些是可辨識(shí)的，有些是過于微小無法處理的，但是它會(huì)影響光線的反射。有些情況下，紋理非常重要，必須用光源來突出它；而另外一些情況下，紋理則相當(dāng)于噪聲，必須用光源來突出其它而弱化紋理。

5．深度

用直射光可以突出物體的深度（影子效應(yīng)），而散射光則可以弱化物體的深度。

6．表面曲向

由于曲率的不同，表面各處呈現(xiàn)的特性不一樣。折射光往往會(huì)突出這些特性，而散射光會(huì)削弱這些特性。

另外還有波長(zhǎng)：比如綠光的波長(zhǎng)為550nm。

兩種或兩種以上光波的混合比：混合的目的是為了產(chǎn)生另一種光。比如黃光（波長(zhǎng)620nm）和藍(lán)光（波長(zhǎng)480nm）混合在一起便會(huì)成為綠光，然而實(shí)際上，光譜的分布中并沒有綠光的分布。