工業(yè)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及應(yīng)用課件：工業(yè)用光照系統(tǒng)

工業(yè)用光照系統(tǒng)3.1工業(yè)用光源的分類(lèi)3.2工業(yè)用光源的性能參數(shù)3.3工業(yè)光源的選型

3.1工業(yè)用光源的分類(lèi)

與光源相關(guān)的幾個(gè)概念：鏡面反射是指平行光線照射到平滑表面，反射光平行射出。漫反射是指平行光線射到粗糙平面，反射光線會(huì)射向各個(gè)方向。發(fā)散反射是指表面既有紋理又有平滑面時(shí)，對(duì)光線進(jìn)行的反射。圖3-1中給出了這幾種反射方式的不同。

圖3-1光源光路原理

照明方式可分為明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明。

明場(chǎng)是指光線反射進(jìn)入相機(jī)的光場(chǎng)區(qū)域，暗場(chǎng)是指光線反射未能進(jìn)入相機(jī)的光場(chǎng)區(qū)域(如圖3-2所示)。當(dāng)光源放置在“W”狀的明場(chǎng)區(qū)域照明，則為明場(chǎng)照明。通常為了獲得良好的明場(chǎng)照明效果，應(yīng)將光源放置于相機(jī)透鏡視野的2倍處。明場(chǎng)照明的特點(diǎn)是能夠形成高的對(duì)比度，而反光表面會(huì)生成反射(如圖3-3所示)。暗場(chǎng)照明的光源是放置在“W”之外的暗場(chǎng)中，則光線是漫射光被反射后而進(jìn)入相機(jī)，鏡面反射光線被反射離開(kāi)。

圖3-2明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖3-3明場(chǎng)照明光源所在范圍

暗場(chǎng)照明是漫射光被反射進(jìn)入照相機(jī)，但鏡面反射光線被反射離開(kāi)，如圖3-4所示。暗場(chǎng)照明的光源在“W”之外。除有紋理的表面和凸凹變換的表面外，光線被反射但不會(huì)進(jìn)入相機(jī)。

圖3-4暗場(chǎng)照明光源所在范圍

3.1.1照射方式

照明系統(tǒng)按其照射方式可分為：背向照明(透射式照明)、前向照明(反射式照明)、結(jié)構(gòu)光照明和頻閃光照明等。

1．背向照明

背向照明是被測(cè)物放在光源和相機(jī)之間，如圖3-5所示。光源置于物體的后面，可突出不透明物體的陰影或觀察透明物體的內(nèi)部，獲得高對(duì)比度的圖像，還可將被測(cè)物的邊緣輪廓清晰地勾勒出來(lái)。該照射方法多用于精密測(cè)量系統(tǒng)，如工件的尺寸測(cè)量。

圖3-5背向照明

2．前向照明

前向照明是光源和相機(jī)放置于被測(cè)物的同側(cè)，如圖3-6所示。在實(shí)際應(yīng)用中絕大部分都采用前向照明方式，比如條形光源、同軸光源、環(huán)形光源、圓頂光源、線光源等。前向照明又分為高角度照明(75度以上)和低角度照明(25度以下)，其區(qū)別在于光源發(fā)射光線與被測(cè)物待測(cè)表面的夾角大小的不同。應(yīng)根據(jù)被測(cè)物背景部分機(jī)理的不同而決定使用“高角度”或“低角度”照明。前向照明安裝方便，但不易達(dá)到很高的對(duì)比度。

圖3-6前向照明

3．結(jié)構(gòu)光照明

結(jié)構(gòu)光照明是通過(guò)特定手段使光源發(fā)出的光束具有某種形狀，并投射到被測(cè)物上，根據(jù)產(chǎn)生的畸變解調(diào)出被測(cè)物的三維信息[19]，如圖3-7所示。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光照明的方法很多，如使用光圈和透鏡，或者相干光(激光)。結(jié)構(gòu)光照明的應(yīng)用比較廣泛，主要是針對(duì)復(fù)雜被測(cè)對(duì)象或特定目標(biāo)，如為減小復(fù)雜性而只將光投射到感興趣的物體表面，或者利用二維視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)提取物體三維信息。利用結(jié)構(gòu)光提取物體三維信息具有很大的應(yīng)用價(jià)值，其原理是基于光學(xué)的三角法測(cè)量原理。

圖3-7結(jié)構(gòu)光照明

點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式是激光器發(fā)出的光束投射到物體上產(chǎn)生一個(gè)光點(diǎn)，經(jīng)過(guò)攝像機(jī)鏡頭成像后，光點(diǎn)在攝像機(jī)的像平面上形成一個(gè)二維點(diǎn)。攝像機(jī)的視線和光束在空間相交于光點(diǎn)處，形成三角幾何關(guān)系，如圖3-8所示。通過(guò)標(biāo)定可以得到三角幾何約束關(guān)系，并由其可以唯一確定光點(diǎn)在某一已知世界坐標(biāo)系中的空間位置。點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式通過(guò)逐點(diǎn)掃描物體來(lái)進(jìn)行測(cè)量，隨著被測(cè)物體的增大，圖像攝取和處理時(shí)間急劇增加。

圖3-8點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式

線結(jié)構(gòu)光模式是向被測(cè)對(duì)象投射一條光束，光條由被測(cè)對(duì)象表面深度的變化及間隙而受到調(diào)制，如圖3-9所示。光條的變化主要有光條畸變和不連續(xù)，畸變程度與物體表面的深度成正比，不連續(xù)則表明物體表面有物理間隙。線結(jié)構(gòu)光模式是點(diǎn)結(jié)構(gòu)模式的擴(kuò)展。通過(guò)相機(jī)光心的視線束與激光平面在被測(cè)物體相交，產(chǎn)生眾多光點(diǎn)，因而，形成了點(diǎn)結(jié)構(gòu)模式中相似的三角幾何約束。顯然，線結(jié)構(gòu)光模式的測(cè)量信息量增大，而硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度并沒(méi)有增加，因此被廣泛應(yīng)用。

圖3-9線結(jié)構(gòu)光模式

多線結(jié)構(gòu)光模式(又稱為光柵結(jié)構(gòu)模式)是線結(jié)構(gòu)光模式的擴(kuò)展。由光學(xué)投射器向被測(cè)對(duì)象表面投射多條光束，以獲得被測(cè)物體表面更大范圍的深度信息，如圖3-10所示。采用多條光條的優(yōu)勢(shì)在于，一方面能夠在一幅圖像中處理多條光條，提高圖像處理效率；另一方面，被測(cè)物體表面的多光條覆蓋可以獲得更多信息量。多光條可以用投影儀投影產(chǎn)生，也可以利用激光器掃描產(chǎn)生。多線結(jié)構(gòu)光模式的效率和信息量極大地增加，引入了標(biāo)定復(fù)雜性和光條識(shí)別問(wèn)題。

圖3-10多線結(jié)構(gòu)光模式

面結(jié)構(gòu)光模式是將二維的結(jié)構(gòu)光圖案投射到物體表面上。采用面結(jié)構(gòu)光時(shí)，不需要進(jìn)行掃描就可實(shí)現(xiàn)三維輪廓測(cè)量，測(cè)量速度快，如圖3-11所示。當(dāng)結(jié)構(gòu)光圖案比較復(fù)雜時(shí)，為了確定物體表面點(diǎn)與其圖像像素點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要對(duì)投射的圖案進(jìn)行編碼，因此，這類(lèi)方法又稱為編碼結(jié)構(gòu)光測(cè)量法。圖案編碼分為空域編碼和時(shí)域編碼。常用的編碼方法有二進(jìn)制編碼、隨機(jī)圖案編碼、彩色編碼、灰色編碼、鄰域編碼、相位編碼及混合編碼等[20]。

圖3-11面結(jié)構(gòu)光模式

相位光模式是將光柵圖案投射到被測(cè)對(duì)象表面，受被測(cè)對(duì)象曲面調(diào)制，光柵條紋發(fā)生形變，對(duì)采集到的變形條紋進(jìn)行解調(diào)便可以得到包含高度信息的相位變換，根據(jù)三角法原理計(jì)算出高度，如圖3-12所示。變形條紋可理解為相位和振幅均被調(diào)制的空間載波信號(hào)[21]?；谙辔粶y(cè)量的三維輪廓技術(shù)理論也是光學(xué)三角法，但相位法并不直接尋找和判斷由于物體高度變動(dòng)后的像點(diǎn)，而是通過(guò)相位測(cè)量間接實(shí)現(xiàn)。

圖3-12相位光模式

4．頻閃光照明

頻閃光照明是用高頻率的光脈沖照射物體。使用頻閃光照明時(shí)，要求相機(jī)的掃描速度與光源的頻閃速度同步。目前頻閃照明方式一般都用光源的控制器控制光源達(dá)到頻閃的功能，頻閃的工作方式可以大大提高光源的亮度和壽命，幾乎所有的LED光源都可以使用頻閃照明方式。

3.1.2光源形狀

光源的形狀有：條形光源、環(huán)形光源、背光源、AOI專(zhuān)用光源、同軸光源、圓頂光源及組合光源。

1．條形光源

條形光源是由高密度直插式LED陣列組成的，其長(zhǎng)度范圍從十幾毫米到幾米，其照射角度和安裝位置可隨意調(diào)節(jié)，光源顏色可根據(jù)需求來(lái)搭配，如圖3-13所示。

圖3-13條形光源

條形光源有普通條形光源、高均勻條形光源、條形組合光源等。尤其高均勻條形光源和條形組合光源有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。高均勻條形光源由具有高亮度、高散射、均勻性好的高密度貼片LED組成。該類(lèi)光源的優(yōu)勢(shì)在于安裝簡(jiǎn)單、角度可調(diào)、尺寸設(shè)計(jì)靈活、顏色多樣、多類(lèi)型排布，廣泛應(yīng)用于非標(biāo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2．環(huán)形光源

環(huán)形光源是由呈圓錐狀的LED陣列構(gòu)成的，發(fā)出的光線以斜角照射在被測(cè)物體表面，通過(guò)漫反射的方式照亮特定區(qū)域，如圖3-14所示。這種光源的工作距離在10～15?mm時(shí)，可以突出顯示被測(cè)物體邊緣和高度的變化，突出原本難以看清的部分，常用于邊緣檢測(cè)、金屬表面的刻字和損傷檢測(cè)等，如圖3-14所示。圖3-14環(huán)形光源

圓錐型環(huán)形光源是指以一定角度照射被測(cè)物體，從而產(chǎn)生不同的光照效果。根據(jù)光線與水平面的照射夾角不同，可分為有0°照射(圖3-15所示)、30°照射(圖3-16所示)、90°照射(圖3-17所示)等。

圖3-15

0°圓錐型環(huán)形光源

圖3-16

30°圓錐型環(huán)形光源圖3-17

90°圓錐型環(huán)形光源

圓錐型環(huán)形光源以30°斜角照射在被測(cè)物體表面，形成的光線更能突出物體的三維特征，能夠很好地解決物體的陰影問(wèn)題，主要用于檢測(cè)印刷電路板部件的有無(wú)、IC的標(biāo)簽、條形碼、塑料瓶蓋內(nèi)橡膠圈有無(wú)、板裝藥物缺片、顆粒破損和軸承表面損痕等。

3．背光源

背光源(Backlight)是用高密度LED貼片陣列構(gòu)成的，主要用于提供高強(qiáng)度背光照明，以突出物體的外形輪廓特征，如圖3-18所示。常見(jiàn)的背光源有紅藍(lán)兩用背光源和紅白兩用背光源兩種[24]。通過(guò)設(shè)計(jì)RGB三色及多色交替點(diǎn)亮形式可以滿足被檢測(cè)物對(duì)于多色的要求，而且背光源可以更好地突出物體外部輪廓的特征，背光源光路如圖3-19所示。圖3-18背光源圖3-19背光源光路

4．AOI專(zhuān)用光源

AOI(AutomaticOpticInspection，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè))專(zhuān)用光源如圖3-20所示，是基于光學(xué)原理、圖像對(duì)比原理、統(tǒng)計(jì)建模原理而設(shè)計(jì)的光源，由RGB三色高亮度LED陣列構(gòu)成，通過(guò)三種不同色的光從不同角度照射物體，便可以突出物體三維信息，外部加上漫射板導(dǎo)光后，可以減少反光率。高角度光和低角度光的組合光源是效果最好的AOI專(zhuān)用光源，如圖3-21所示。高角度光使用同軸光，低角度光源則多使用30°的環(huán)型光。AOI專(zhuān)用光源在電子行業(yè)、制造行業(yè)、印刷行業(yè)、汽車(chē)電子行業(yè)、食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、建筑行業(yè)、包裝行業(yè)等都有著廣泛應(yīng)用，如表3-1所示。

圖3-20

AOI專(zhuān)用光源圖3-21

AOI專(zhuān)用光源光路

5．同軸光源

同軸光源是由LED和分光片構(gòu)成的。LED發(fā)出的光通過(guò)漫反射發(fā)散到半透半反射的分光片中，如圖3-22所示，分光片則將光投射到物體表面，物體表面反射的光透過(guò)分光片進(jìn)入觀測(cè)鏡頭中。

圖3-22同軸光源

影響同軸光源使用效果的主要因素有發(fā)光面積、安裝高度、輔助光源等因素。

(1)發(fā)光面積。要根據(jù)觀測(cè)物體及目標(biāo)大小選擇同軸光源的發(fā)光面積，保證同軸光能全面覆蓋目標(biāo)的表面，提高觀測(cè)的全面性與準(zhǔn)確性。

(2)安裝高度。同軸光源與被觀測(cè)目標(biāo)的高度要適中。如果太近，則可能會(huì)因?yàn)榘l(fā)光面漏光而導(dǎo)致光面漫射不均勻；如果太遠(yuǎn)則光源損耗大。

(3)根據(jù)目標(biāo)邊緣選用輔助光源。因?yàn)橥S光源需要經(jīng)過(guò)半透半反射玻璃，當(dāng)同軸光在物體與鏡頭之間作用時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)目標(biāo)邊緣變虛。

同軸光源有平行同軸光源和轉(zhuǎn)角同軸光源，其光路分別如圖3-23和圖3-24所示。

圖3-23平行同軸光源光路圖3-24轉(zhuǎn)角同軸光源光路

與AOI專(zhuān)用光源相比，AOI光源為了讓相機(jī)更好地拍攝圖像，在光源正中央開(kāi)孔可使得AOI最內(nèi)圈光源與被測(cè)對(duì)象非正交，無(wú)法對(duì)反射性強(qiáng)的被測(cè)對(duì)象打光，如圖3-25所示，然而同軸光源則能夠?qū)Ψ垂馕矬w表面的劃痕提供更好的給光效果，如圖3-26所示。

圖3-25

AOI光源產(chǎn)生的暗區(qū)圖3-26同軸光源產(chǎn)生的亮帶

6．圓頂光源

圓頂光源(又稱為球積分光源，或DEMO光源，或碗狀光源，或漫反射光源)，是一種漫反射無(wú)影光源，由LED高密度排列在圓形電路板上構(gòu)成，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后排列的LED發(fā)出的光線，經(jīng)球面特殊涂層的漫反射而均勻、平滑地照射在被測(cè)物體表面，如圖3-27所示。圓頂光源具有較大的光擴(kuò)散面，能夠全方位均勻照射被測(cè)物體，如圖3-28所示，具有出光均勻、頂端防塵、滿足多種顏色光譜要求等特點(diǎn)。

圖3-27球積分光源圖3-28球積分光源的光路

圓頂光源適用于表面起伏或反光的物體，即使是彎曲的金屬表面也能夠被均勻地照射，主要應(yīng)用：

(1)反光表面檢測(cè)，如帶玻璃表面的儀表盤(pán)、金屬表面、易拉罐底部噴碼等；

(2)檢測(cè)凸凹不平的表面，如檢測(cè)IC表面字符、檢測(cè)電容器表面破損等。

7．組合光源

在實(shí)際應(yīng)用中，光源還有其他類(lèi)型，如同軸光源與環(huán)形光源組合、環(huán)形光源與環(huán)形光源組合、條形光源與條形光源組合等，這些光源在工業(yè)機(jī)器視覺(jué)中都有著自己的優(yōu)勢(shì)以及相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。使用這些光源組合時(shí)，可利用光源的互補(bǔ)性達(dá)到更好的效果。如同軸光源與環(huán)形光源組合，適用于高速在線檢測(cè)；條形光源和條形光源組合，適用于流水線散裝料雜物檢測(cè)；環(huán)形光源與環(huán)形光源組合，可應(yīng)用于多種顏色變換的場(chǎng)合。

3.1.3光源發(fā)光機(jī)制

光源按發(fā)光機(jī)制不同可分為L(zhǎng)ED、激光光源、白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈等。

白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈是常用的幾種可見(jiàn)光源。但是，這些光源不穩(wěn)定。會(huì)受到各種因素的影響，使得光能不斷下降。因此，如何使光能在一定程度上保持穩(wěn)定，是使用過(guò)程中急需要解決的問(wèn)題。

白熾燈光源因其性價(jià)比最高也在工業(yè)中得以廣泛應(yīng)用，其缺點(diǎn)是隨著時(shí)間增加，光能會(huì)不斷降低，難以保持穩(wěn)定。熒光燈的光場(chǎng)均勻、價(jià)格便宜，亮度較LED更高。鹵素?zé)舻牧炼仁前谉霟舻母倪M(jìn)，亮度特別高。它保持了白熾燈簡(jiǎn)單、成本低廉、亮度易于調(diào)整控制、顯色性好(Ra?=?100)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，鹵素?zé)艨朔税谉霟舻氖褂脡勖?、發(fā)光效率低(一般只有6%～10%可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失)的缺點(diǎn)。鹵素?zé)敉ǔＳ糜谛枰姓丈涞膱?chǎng)合。氙燈使用壽命約1000小時(shí)，亮度高，色溫與日光接近。以上四種光源的各類(lèi)關(guān)系如圖3-29所示。LED光源因其亮度高、穩(wěn)定性高等特性，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的光源。

圖3-29光源亮度、壽命、設(shè)計(jì)自由度、響應(yīng)速度、熱效能、價(jià)格的關(guān)系

視覺(jué)光源是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它的選擇直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最理想的應(yīng)用效果。

在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)于某些要求高的檢測(cè)任務(wù)，常采用ｘ射線、超聲波等不可見(jiàn)光作為光源。LED不僅使用壽命長(zhǎng)，而且可以有各種顏色、便于做成各種復(fù)雜形狀、光均勻穩(wěn)定，因此在一般的應(yīng)用中，首選LED作為機(jī)器視覺(jué)光源。

與其他光源相比，LED光源具有以下顯著的特點(diǎn)：

(1)使用壽命長(zhǎng)。LED的使用壽命約1～3萬(wàn)小時(shí)，如使用開(kāi)關(guān)控制間歇，可抑制溫度升高，則LED壽命更長(zhǎng)。

(2)

LED光源可以靈活設(shè)計(jì)外形。通常LED光源是由很多個(gè)LED顆粒排列組成，可以根據(jù)具體使用環(huán)境，組成不同形狀、不同角度的光源。與其他照明系統(tǒng)相比，在照射范圍、照射角度和平行度等設(shè)計(jì)方面具有很大的自由，以滿足多樣化的需求。

(3)顏色可選。LED顆粒有不同的顏色不同的波長(zhǎng)，用戶可以根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的特征選用不同波長(zhǎng)的光源，以突出檢測(cè)特征，從而達(dá)到理想的效果。

(4)穩(wěn)定性好。LED光源穩(wěn)定性強(qiáng)，有利于為系統(tǒng)提供高品質(zhì)的圖像。

(5)反應(yīng)速度快。當(dāng)圖像采集需多個(gè)光源相互切換時(shí)，LED響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)尤為突出，其可在10微秒內(nèi)達(dá)到最大亮度。

(6)運(yùn)行成本低。一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)或設(shè)備的日常運(yùn)行及維護(hù)非常重要，其他的照明光源不僅要耗費(fèi)LED數(shù)倍的電量，且需不斷更換光源，因此安裝使用LED照明系統(tǒng)將會(huì)在成本及性能方面也體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，LED光源憑借其使用壽命長(zhǎng)、亮度可調(diào)、低溫、均衡、穩(wěn)定、無(wú)閃爍、無(wú)陰影、亮度和色溫一致等優(yōu)點(diǎn)，滿足了機(jī)器視覺(jué)用戶對(duì)高品質(zhì)、高精度的技術(shù)要求，得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。但是，即使采用了LED等優(yōu)秀的光源，為了保證視覺(jué)系統(tǒng)光源的性能穩(wěn)定，仍要通過(guò)以下途徑正確地保養(yǎng)視覺(jué)系統(tǒng)光源：

(1)加大散熱效果。光源盡量裝配在導(dǎo)熱性強(qiáng)的厚金屬板上、安裝風(fēng)扇或保持空氣流通。

(2)通過(guò)觸發(fā)信號(hào)控制光源開(kāi)關(guān)。只在攝像機(jī)拍攝圖像時(shí)由外部觸發(fā)信號(hào)控制點(diǎn)亮光源，從而延長(zhǎng)LED使用壽命。

(3)使用時(shí)，將光亮度盡量調(diào)低。通過(guò)照明的電流量越小，發(fā)熱也越少，光亮度調(diào)到30%～60%最佳。

正確合理地使用視覺(jué)光源，可以延長(zhǎng)光源的使用壽命，同時(shí)也可將視覺(jué)光源的功能優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮。

3.2工業(yè)用光源的性能參數(shù)

在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5698－85中，顏色定義為：“色是光作用于人眼引起除形象以外的視覺(jué)特性”，即顏色是一種光學(xué)現(xiàn)象，是光刺激人眼的結(jié)果，有光才有色。彩色也是一種心理感覺(jué)，它與照明光源的輻射能力分布及觀看者的視覺(jué)生理結(jié)構(gòu)有關(guān)。

人眼視網(wǎng)膜里存在著大量的光敏細(xì)胞，按其形狀可分為桿狀和錐狀兩種。桿狀光敏細(xì)胞的靈敏度極高，主要靠它在低照度時(shí)辨別明暗，但它對(duì)彩色是不敏感的。而錐狀細(xì)胞既可辨別明暗，也可辨別彩色。白天的視覺(jué)過(guò)程主要靠錐狀細(xì)胞來(lái)完成，夜晚視覺(jué)則由桿狀細(xì)胞起作用，所以在較暗處無(wú)法辨別彩色。

光源最基本的參數(shù)有光譜、色溫、照明等。

光譜是復(fù)合光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)(如棱鏡)分光后，被色散開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)依次排列的圖案。

評(píng)價(jià)光源的性能參數(shù)有對(duì)比度、亮度、均勻性、可維護(hù)性、壽命等方面。

1．對(duì)比度

2．亮度

3．均勻性

4．壽命

5．可維護(hù)性

1．對(duì)比度

對(duì)比度是機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)中比較重要的指標(biāo)之一，對(duì)比度很大程度上取決于光源和光的波長(zhǎng)。光源最重要的任務(wù)就是使被觀察的特征與被忽略的圖像特征之間盡可能產(chǎn)生最大對(duì)比度，以便處理檢測(cè)。

2．亮度

亮度是指人看光源時(shí)，眼睛感受到的光亮度。光源的亮度取決于光源的色溫和光通量。光通量越多，亮度越高。光源的亮度受環(huán)境光的影響。當(dāng)亮度不夠時(shí)，環(huán)境光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)非常大，因此，光源的亮度必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)境光(比如燈光、自然光)，這樣就能保證環(huán)境光對(duì)系統(tǒng)的影響較小，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在選擇光源時(shí)，應(yīng)盡可能選擇亮度較高的。

3．均勻性

均勻性是光源重要的技術(shù)參數(shù)之一。如果光源的均勻性良好，則能保證被檢測(cè)部分的圖像灰度級(jí)別與實(shí)際基本一致，能夠降低后期軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；如果光源不均勻，則會(huì)造成光的不均勻反射，扭曲圖像灰度級(jí)別。因此，均勻性好的光源有利于系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

4．壽命

光源的亮度不宜隨時(shí)間衰減過(guò)快，否則，會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定。發(fā)熱量大的光源亮度衰減快，當(dāng)亮度衰減到一定程度時(shí)，光源將難以保持系統(tǒng)穩(wěn)定性，必須更換光源。光源的壽命與光源的工作溫度和光源本身的溫度有很大的關(guān)系。為了保證光源有較長(zhǎng)的壽命，散熱設(shè)計(jì)是光源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。