机器视觉光源选型技巧
- 作者: 汇奥德技术
- 来源: 原创
- 日期 : 2025-12-23
机器视觉光源选型要点：
在机器视觉项目里，很多人花几万买相机、调算法，却栽在“光源”上——金属划痕拍不清、玻璃杂质看不见、PCB线路辨不明，其实问题不是设备不行，是没选对光源、没调好打光。机器视觉的光源不是“照亮就行”，核心是造对比、显缺陷：让划痕出阴影、让杂质显暗点、让线路和背景分清。以下就是光源选型方法和打光技巧，帮你避开“光不对，检测废”的坑。
一、先搞懂：光源的核心不是“亮”，而是“造对比”
很多人以为光源的作用是“把产品照亮”，这是最大误区！工业视觉中，光源的真正价值是制造“缺陷与背景的差异”；
• 金属划痕：用斜射光打阴影，让划痕（暗）和光滑表面（亮）对比；
• 玻璃杂质：用背光，让杂质（挡光显暗）和玻璃（透光显亮）对比；
• PCB线路：用环形光均匀照，让线路（反光亮）和基板（暗）对比。
简单说：好的光源能让缺陷“主动跳出来”，差的光源会让缺陷“藏进背景里”。
二、5类核心光源选型：特点+场景+打光要点
工业里90%的场景，都能在这5类光源里找到方案，每类都附“打光关键动作”，照着做就能出效果：
1. 环形光源：平面产品“万能款”，360°均匀补光。
• 核心特点：灯珠绕镜头呈环形，光线从四周均匀包裹目标，无局部明暗差，像“阴天的柔和光”；
• 适配场景：平面、低反光产品的表面缺陷，尤其适合“怕反光、要均匀”的检测：
◦ 电子：PCB板线路（短路/断路）、手机外壳划痕、芯片丝印；
◦ 五金：螺丝头部缺陷、塑料卡扣表面杂质；
• 打光要点： a. 光源内径要比相机视野大10%（避免边缘照不到）； b. 距离目标5-15cm，垂直照射（斜了会出阴影，反而干扰）；
• 案例：检测PCB板线路断路——环形光垂直照PCB，铜线路反光亮，断路处（无铜）显暗，相机一眼抓出暗区，误判率＜0.5%。
2. 条形光源：凹凸缺陷“显形器”，斜射打阴影 • 核心特点：长条状灯珠，可单条/多条组合，主打“斜射光”，能给凹凸缺陷（划痕、凹陷）打出清晰阴影；
• 适配场景：金属、塑料等有一定反光的产品，需突出“高低差”缺陷：
◦ 金属：不锈钢板划痕、汽车轮毂凹陷、轴承毛刺；
◦ 新能源：电池极片褶皱、金属外壳磕碰；
• 打光要点：
角度45°-60°（太陡反光强，太缓阴影弱，建议先试45°）；
光源对准缺陷易出现的区域（如零件边缘易磕碰，就照边缘）；
• 案例：检测汽车冲压件凹陷——条形光45°斜射零件，凹陷处挡光出暗阴影，正常表面反光亮，哪怕0.1mm的小凹陷也能显形。
3. 背光光源：透明件“透视镜”，穿透显杂质/轮廓
• 核心特点：从产品“背面”发光，光线穿透目标，像“看X光片”，透明件的杂质、孔洞会挡光显暗；
• 适配场景：透明/半透明产品，或需抓轮廓的检测：
包装：玻璃瓶盖杂质、塑料薄膜破洞、口服液瓶异物；
电子：玻璃盖板气泡、透明连接器针脚位置（看是否偏移）；
• 打光要点：
光源要和产品平行（歪了会导致局部过亮/过暗）；
产品离光源5-10cm（太近杂质阴影模糊，太远亮度不够）；
• 案例：检测矿泉水瓶内杂质——背光从瓶后照，瓶身透光显亮，杂质挡光显暗点，相机轻松定位，0.05mm的小纤维也漏不了。
4. 漫反射面光源：曲面/粗糙面“救星”，无反光干扰
• 核心特点：通过乳白色面板发光，光线柔和无方向，像“均匀的面光灯”，能包裹曲面、粗糙表面，避免局部反光；
• 适配场景：曲面、粗糙表面，或对反光敏感的检测：
汽车：汽车灯罩（曲面划痕）、保险杠（粗糙面杂质）；
日用品：塑料水杯（曲面凹陷）、橡胶密封圈裂纹；
• 打光要点：
光源面积要比产品大（确保全包裹，无死角）；
距离目标10-20cm（太近会有面板纹理干扰）；
• 案例：检测塑胶玩具色差——漫反射光均匀照玩具（粗糙表面），无反光亮点，色差区域的灰度差异清晰，不会误判反光为色差。
5. 同轴光源：高反光平面“神器”，抑制反光显细微缺陷
• 核心特点：光线和相机镜头“同方向”（通过半透半反镜反射后垂直照目标），能抑制高反光，像“用镜子反射光照物体”；
• 适配场景：高反光平面的细微缺陷，尤其精密零件：
半导体：晶圆表面针孔、芯片封装划痕；
电子：手机钢化膜细划痕、金属铭牌刻字模糊；
• 打光要点：
必须垂直照射（歪了会失去抗反光效果）；
亮度不宜过高（高反光表面易过曝，建议从低到高调）；
• 案例：检测晶圆1μm针孔——同轴光垂直照晶圆（高反光），晶圆表面反光亮，针孔处光线散射显暗点，相机精准捕捉，精度达0.5μm。
三、打光3大关键技巧：做好这3点，缺陷显形率提80%。
选对光源只是第一步，打光细节没做好，缺陷还是看不清，这3个技巧是“点睛之笔”：
1. 角度：跟着“缺陷类型”调
• 要显凹凸（划痕/凹陷）：斜射45°-60°（条形光源）；
• 要均匀无反光（平面/线路）：垂直照射（环形/同轴光源）；
• 要透明显杂质（透明件）：背面照射（背光光源）；
反例：用垂直光测金属划痕，划痕被反光掩盖，换成45°斜射立刻显形。
2. 亮度：“够对比就行，不是越亮越好”
• 亮度太高：会导致产品过曝（全白一片，缺陷消失），比如玻璃用强光背光，杂质被过亮的背景掩盖；
• 亮度太低：缺陷和背景差异小，比如PCB用暗环形光，线路和基板分不清；
• 正确做法：从低亮度开始调，直到“缺陷清晰、背景不曝”，建议保留10%的亮度冗余（避免环境光波动影响）。
3. 颜色：“选对比色，突出缺陷”，光源颜色要和缺陷、背景形成反差，常见搭配：
• 检测深色产品（如黑色PCB）：用白色/蓝色光源（线路反光更亮）；
• 检测浅色产品（如白色塑料）：用红色/绿色光源（杂质显暗更明显）；
• 检测金属表面：用蓝色光源（抑制金属反光，划痕阴影更突出）；
案例：检测黑色电池极片漏涂——用白色条形光，正常涂层反光白，漏涂区显暗，对比强烈。
四、避坑4点：别让这些错误毁了检测
1、 误区1：“越亮越好”
把光源亮度调到最大，导致产品过曝（比如金属表面全白，划痕看不见），正确做法：按“缺陷清晰”调，而非“最大亮度”。
2、误区2：“不看环境光”
车间的日光灯、窗户强光会干扰光源效果（比如条形光斜射金属时，窗外强光抵消划痕阴影），正确做法：加遮光罩，或在暗箱里检测。
3、误区3：“光源离产品越近越好”
光源太近会导致“局部过亮”（比如环形光贴太近，中心亮、边缘暗），正确做法：按光源类型保持距离（环形5-15cm，漫反射10-20cm）。
4、误区4：“一种光源通吃所有缺陷”
用环形光测金属划痕（测不出），用背光测PCB线路（线路透不过，全暗），正确做法：按缺陷类型选光源，比如同一产品有划痕+杂质，可组合用条形光（显划痕）+环形光（显杂质）。
五、总结：选型+打光口诀+互动口诀
平面均匀环形找，凹凸缺陷条形照；
透明杂质背光好，曲面柔和漫反射；
高反光用同轴光，角度亮度色选对；
环境遮光别忘掉，缺陷清晰跑不了。 您在光源选型或打光时遇到过难题吗？比如“金属划痕怎么打光才显”“玻璃杂质用什么光源”“PCB线路看不清”，欢迎留言您的行业、产品和缺陷类型，帮您定制光源加打光方案～
在机器视觉项目里，很多人花几万买相机、调算法，却栽在“光源”上——金属划痕拍不清、玻璃杂质看不见、PCB线路辨不明，其实问题不是设备不行，是没选对光源、没调好打光。机器视觉的光源不是“照亮就行”，核心是造对比、显缺陷：让划痕出阴影、让杂质显暗点、让线路和背景分清。以下就是光源选型方法和打光技巧，帮你避开“光不对，检测废”的坑。
一、先搞懂：光源的核心不是“亮”，而是“造对比”
很多人以为光源的作用是“把产品照亮”，这是最大误区！工业视觉中，光源的真正价值是制造“缺陷与背景的差异”；
• 金属划痕：用斜射光打阴影，让划痕（暗）和光滑表面（亮）对比；
• 玻璃杂质：用背光，让杂质（挡光显暗）和玻璃（透光显亮）对比；
• PCB线路：用环形光均匀照，让线路（反光亮）和基板（暗）对比。
简单说：好的光源能让缺陷“主动跳出来”，差的光源会让缺陷“藏进背景里”。
二、5类核心光源选型：特点+场景+打光要点
工业里90%的场景，都能在这5类光源里找到方案，每类都附“打光关键动作”，照着做就能出效果：
1. 环形光源：平面产品“万能款”，360°均匀补光。
• 核心特点：灯珠绕镜头呈环形，光线从四周均匀包裹目标，无局部明暗差，像“阴天的柔和光”；
• 适配场景：平面、低反光产品的表面缺陷，尤其适合“怕反光、要均匀”的检测：
◦ 电子：PCB板线路（短路/断路）、手机外壳划痕、芯片丝印；
◦ 五金：螺丝头部缺陷、塑料卡扣表面杂质；
• 打光要点： a. 光源内径要比相机视野大10%（避免边缘照不到）； b. 距离目标5-15cm，垂直照射（斜了会出阴影，反而干扰）；
• 案例：检测PCB板线路断路——环形光垂直照PCB，铜线路反光亮，断路处（无铜）显暗，相机一眼抓出暗区，误判率＜0.5%。
2. 条形光源：凹凸缺陷“显形器”，斜射打阴影 • 核心特点：长条状灯珠，可单条/多条组合，主打“斜射光”，能给凹凸缺陷（划痕、凹陷）打出清晰阴影；
• 适配场景：金属、塑料等有一定反光的产品，需突出“高低差”缺陷：
◦ 金属：不锈钢板划痕、汽车轮毂凹陷、轴承毛刺；
◦ 新能源：电池极片褶皱、金属外壳磕碰；
• 打光要点：
角度45°-60°（太陡反光强，太缓阴影弱，建议先试45°）；
光源对准缺陷易出现的区域（如零件边缘易磕碰，就照边缘）；
• 案例：检测汽车冲压件凹陷——条形光45°斜射零件，凹陷处挡光出暗阴影，正常表面反光亮，哪怕0.1mm的小凹陷也能显形。
3. 背光光源：透明件“透视镜”，穿透显杂质/轮廓
• 核心特点：从产品“背面”发光，光线穿透目标，像“看X光片”，透明件的杂质、孔洞会挡光显暗；
• 适配场景：透明/半透明产品，或需抓轮廓的检测：
包装：玻璃瓶盖杂质、塑料薄膜破洞、口服液瓶异物；
电子：玻璃盖板气泡、透明连接器针脚位置（看是否偏移）；
• 打光要点：
光源要和产品平行（歪了会导致局部过亮/过暗）；
产品离光源5-10cm（太近杂质阴影模糊，太远亮度不够）；
• 案例：检测矿泉水瓶内杂质——背光从瓶后照，瓶身透光显亮，杂质挡光显暗点，相机轻松定位，0.05mm的小纤维也漏不了。
4. 漫反射面光源：曲面/粗糙面“救星”，无反光干扰
• 核心特点：通过乳白色面板发光，光线柔和无方向，像“均匀的面光灯”，能包裹曲面、粗糙表面，避免局部反光；
• 适配场景：曲面、粗糙表面，或对反光敏感的检测：
汽车：汽车灯罩（曲面划痕）、保险杠（粗糙面杂质）；
日用品：塑料水杯（曲面凹陷）、橡胶密封圈裂纹；
• 打光要点：
光源面积要比产品大（确保全包裹，无死角）；
距离目标10-20cm（太近会有面板纹理干扰）；
• 案例：检测塑胶玩具色差——漫反射光均匀照玩具（粗糙表面），无反光亮点，色差区域的灰度差异清晰，不会误判反光为色差。
5. 同轴光源：高反光平面“神器”，抑制反光显细微缺陷
• 核心特点：光线和相机镜头“同方向”（通过半透半反镜反射后垂直照目标），能抑制高反光，像“用镜子反射光照物体”；
• 适配场景：高反光平面的细微缺陷，尤其精密零件：
半导体：晶圆表面针孔、芯片封装划痕；
电子：手机钢化膜细划痕、金属铭牌刻字模糊；
• 打光要点：
必须垂直照射（歪了会失去抗反光效果）；
亮度不宜过高（高反光表面易过曝，建议从低到高调）；
• 案例：检测晶圆1μm针孔——同轴光垂直照晶圆（高反光），晶圆表面反光亮，针孔处光线散射显暗点，相机精准捕捉，精度达0.5μm。
三、打光3大关键技巧：做好这3点，缺陷显形率提80%。
选对光源只是第一步，打光细节没做好，缺陷还是看不清，这3个技巧是“点睛之笔”：
1. 角度：跟着“缺陷类型”调
• 要显凹凸（划痕/凹陷）：斜射45°-60°（条形光源）；
• 要均匀无反光（平面/线路）：垂直照射（环形/同轴光源）；
• 要透明显杂质（透明件）：背面照射（背光光源）；
反例：用垂直光测金属划痕，划痕被反光掩盖，换成45°斜射立刻显形。
2. 亮度：“够对比就行，不是越亮越好”
• 亮度太高：会导致产品过曝（全白一片，缺陷消失），比如玻璃用强光背光，杂质被过亮的背景掩盖；
• 亮度太低：缺陷和背景差异小，比如PCB用暗环形光，线路和基板分不清；
• 正确做法：从低亮度开始调，直到“缺陷清晰、背景不曝”，建议保留10%的亮度冗余（避免环境光波动影响）。
3. 颜色：“选对比色，突出缺陷”，光源颜色要和缺陷、背景形成反差，常见搭配：
• 检测深色产品（如黑色PCB）：用白色/蓝色光源（线路反光更亮）；
• 检测浅色产品（如白色塑料）：用红色/绿色光源（杂质显暗更明显）；
• 检测金属表面：用蓝色光源（抑制金属反光，划痕阴影更突出）；
案例：检测黑色电池极片漏涂——用白色条形光，正常涂层反光白，漏涂区显暗，对比强烈。
四、避坑4点：别让这些错误毁了检测
1、 误区1：“越亮越好”
把光源亮度调到最大，导致产品过曝（比如金属表面全白，划痕看不见），正确做法：按“缺陷清晰”调，而非“最大亮度”。
2、误区2：“不看环境光”
车间的日光灯、窗户强光会干扰光源效果（比如条形光斜射金属时，窗外强光抵消划痕阴影），正确做法：加遮光罩，或在暗箱里检测。
3、误区3：“光源离产品越近越好”
光源太近会导致“局部过亮”（比如环形光贴太近，中心亮、边缘暗），正确做法：按光源类型保持距离（环形5-15cm，漫反射10-20cm）。
4、误区4：“一种光源通吃所有缺陷”
用环形光测金属划痕（测不出），用背光测PCB线路（线路透不过，全暗），正确做法：按缺陷类型选光源，比如同一产品有划痕+杂质，可组合用条形光（显划痕）+环形光（显杂质）。
五、总结：选型+打光口诀+互动口诀
平面均匀环形找，凹凸缺陷条形照；
透明杂质背光好，曲面柔和漫反射；
高反光用同轴光，角度亮度色选对；
环境遮光别忘掉，缺陷清晰跑不了。 您在光源选型或打光时遇到过难题吗？比如“金属划痕怎么打光才显”“玻璃杂质用什么光源”“PCB线路看不清”，欢迎留言您的行业、产品和缺陷类型，帮您定制光源加打光方案～
