偏振光在機器視覺中的應用：消除反光與增強對比度偏振光技術是解決物體表面鏡面反射（眩光）和增強特定特征對比度的有效光學手段。其基本原理是利用偏振片控制光波的振動方向。典型應用模式有兩種：第一種是“光源+偏振片，相機鏡頭前加偏振片”：光源發出的非偏振光經起偏器變為線偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射（通常保持原偏振方向）和漫反射（偏振方向隨機）。相機鏡頭前的檢偏器若旋轉至與起偏器方向垂直，則可有效阻擋鏡面反射光，同時允許部分漫反射光通過，從而突出抑制眩光，使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現。第二種是只相機鏡頭前加偏振片，用于過濾環境光中的偏振干擾。偏振照明特別適用于檢測光滑表面（金屬、玻璃、塑料、漆面）的劃痕、凹陷、異物、油污等。配置時需仔細調整光源與相機偏振片的相對角度（通常正交效果比較好），并考慮光線入射角的影響。雖然會增加成本并損失部分光強，但在解決棘手反光問題時效果突出。碗狀光源適合深腔體內部照明。大同高亮條形光源

光源顏色（波長）選擇策略光源的顏色（即發射光譜的中心波長）是機器視覺照明設計中至關重要的策略性選擇，直接影響目標特征與背景的對比度。選擇依據的重要點是被測物顏色及其光學特性：互補色原理：照射的顏色與物體顏色互為補色時，物體吸收多光而顯得暗，背景（若反射該光）則亮，從而比較大化對比度。例如，用紅光照射綠色物體，綠色物體會吸收紅光，而白色背景反射紅光；反之，用綠光照射紅色物體亦然。同色增強：有時用與物體顏色相近的光照射，能增強該顏色的飽和度（如藍光照射藍色標簽）。特定波長響應：某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性（如紅外穿透塑料、紫外激發熒光）。濾鏡協同：結合相機前的帶通濾鏡，只允許特定波長的光進入相機，可有效抑制環境光干擾并增強目標光信號。常用單色光源波長包括：紅光（630-660nm）：通用性好，穿透霧霾略強，對金屬劃痕敏感；綠光（520-530nm）：人眼敏感，相機量子效率高，常用于高分辨率檢測；藍光（450-470nm）：對細微紋理、劃痕敏感（短波長衍射效應弱），常用于精密檢測；白光：提供全光譜信息，適用于顏色檢測、多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應曲線，確保所選波長能被相機有效捕捉。呼和浩特光源多光譜環形光源提供均勻照明用于精確定位。

結構光照明：主動三維輪廓重建結構光（StructuredLight）是一種主動式光學三維測量技術，通過將已知的、精密的二維光圖案（如條紋、網格、點陣、編碼圖案）投影到被測物體表面，然后由相機從另一角度觀察該圖案因物體表面高度變化而產生的形變，通過三角測量原理或相位分析算法計算出物體表面的三維輪廓（點云）。結構光光源的重點是投影模組，常用技術有：數字光處理（DLP）投影儀：可高速、高精度地動態投射各種復雜編碼圖案（二進制、灰度、正弦條紋、彩色編碼）；激光線發生器：投射一條或多條銳利的激光線（常用紅色或藍色），通過激光線的扭曲變形計算高度（線激光三角測量）；LED結合光柵（Grating）：產生平行條紋。結構光的優勢在于非接觸、高精度、高速度（尤其DLP）、能獲取密集點云數據。其應用非常大：三維尺寸測量（復雜曲面、間隙面差）；缺陷檢測（凹坑、凸起、變形）；機器人引導（抓取、定位）；逆向工程；體積測量；生物識別等。選擇結構光方案需權衡測量范圍、精度、速度、環境光魯棒性（常需濾光片）、成本以及抗物體表面光學特性（如高反光、吸光、透明）影響的能力。它是獲取物體三維空間信息主流的技術之一。

背光照明：輪廓與尺寸測量的黃金標準背光照明（Backlighting）是機器視覺中用于獲取物體清晰、高對比度輪廓圖像的經典方法。其原理是將高亮度、高均勻性的光源（通常是面光源或大面積漫射板）置于被測物體后方，相機從物體前方拍攝。此時，不透明的物體會在明亮的背景上呈現為剪影（Silhouette）。這種照明方式的重要價值在于它能比較大化物體邊緣與其背景的對比度，幾乎完全消除了物體表面紋理、顏色或反光特性的干擾。因此，背光成為高精度尺寸測量（如孔位、直徑、間距）、輪廓檢測、形狀驗證以及透明物體（如玻璃瓶、薄膜）內部雜質或氣泡檢測的理想選擇。背光光源通常要求極高的均勻性（>90%），以避免輪廓邊緣亮度梯度影響測量精度。常見的背光類型包括LED面板背光（集成漫射層，均勻性好）和遠心背光（結合遠心鏡頭，消除通透誤差，實現真正平行的輪廓投影）。應用時需精確控制光源尺寸（需大于被測物并覆蓋視場）、亮度以及物體與光源的距離，確保輪廓清晰銳利且無光暈效應。對于非平面物體或需要內部特征信息的場景，背光則不適用。紅外光源可穿透某些材料檢測。

點光源與光纖導光：精細聚焦與微距應用在機器視覺中，當需要極高亮度、極小光斑或深入狹窄空間進行照明時，點光源結合光纖導光技術成為關鍵解決方案。點光源指能產生高度匯聚光束的單元，而光纖則負責將光線從發生器高效、靈活地傳導至遠端微小區域。其重點優勢在于：極高的光強密度，可將強大光能匯聚于微小目標點；出色的靈活性與可達性，光纖細小柔韌，可輕易伸入設備內部、深孔、縫隙或復雜結構周圍進行照明，不受空間限制；有效的熱隔離，光源發生器可遠離檢測點，避免熱量影響敏感被測物或光學元件；光斑形狀可控，通過在光纖輸出端加裝微型透鏡或光闌，可精確控制光斑的大小、形狀和照射角度。點光源光纖照明在微電子（芯片、引線鍵合、焊點檢測）、精密機械（微型齒輪、鐘表零件）、生物醫學以及需要局部高亮照明的場景（如微小劃痕、特定標記點檢查）中不可或缺。選擇時需平衡光強需求、光斑尺寸、光纖長度和光源的穩定性。點光源用于局部重點區域的照明。大同高亮條形光源

LED光源壽命長且響應快。大同高亮條形光源

環境光（日光、車間頂燈、其他設備光）是機器視覺系統的主要干擾源，可能導致圖像亮度不穩定、對比度降低、顏色失真、引入噪聲，嚴重影響檢測的一致性和可靠性。應對策略是系統設計的關鍵環節：物理屏蔽：有效的方法。使用遮光罩、圍欄、隧道將檢測區域與環境光隔離，營造受控照明環境。成本較高且可能影響產線布局。光源強度壓制：使用遠強于環境光的主動光源（通常配合頻閃），使環境光的貢獻在圖像中占比變得微不足道。需要高亮度光源和足夠功率。光譜過濾：在相機鏡頭前加裝窄帶通濾光片（Bandpass Filter），其中心波長與光源波長精確匹配，帶寬很窄（如±10nm）。環境光中與該波段不匹配的光被大量阻擋，而光源發出的光則高效通過，提升信噪比（SNR）。這是性價比極高的常用方案。同步檢測（鎖相放大）：對光源進行高頻調制（如強度正弦波變化），相機采集圖像后進行同步解調提取信號。能有效抑制非同步的環境光噪聲，但系統復雜，適用于特定高要求場景。軟件補償（有限效果）：如背景減法，效果不穩定且依賴環境光恒定。實際應用中常組合使用多種策略（如遮光罩+強光源+窄帶濾鏡）以達到比較好的抗環境光干擾效果，確保系統在變化的工業現場穩定運行。大同高亮條形光源