机器视觉光源选型
- 格式：doc
- 大小：184.00 KB
- 文档页数：8
下载文档原格式
合集下载
机器视觉光源选型技巧及应用案例
光源选型技巧及应用案例光源选型技巧及应用案例用一句常说的话来开头：机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断；机器视觉系统主要包含相机、镜头、光源、图像处理系统和执行机构。
而光源作为其中重要组成部分，直接关系到系统的成败。
为什么这样说呢，在视觉系统中图像是核心，选择合适的光源能够呈现一幅好的图像，能够简化算法提高系统稳定性，一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息；出现阴影则会引起边缘误判；图像不均匀则会导致阈值选择困难。
因此要保证有较好的图像效果，就必须要选择一个合适的光源。
机器视觉涉及行业广泛包含电子、汽车、包装、印刷、食品、医疗等。
因而我们面临的检测产品也是多种多样:形状大小不同、颜色材质不一、检测环境和指标各异。
面对种类繁多要求各异的检测产品如何选择光源呢，我们先来看一下常见的光源特性。
目前理想的视觉光源有高频荧光灯、光纤卤素灯、氙气灯、LED 光源。
应用最多是LED光源，这里就详细介绍几种常见的LED光源。
1、环形光源：LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角，有不同照射角度、不同颜色等类型，可以突出物体的三维信息；解决多方向照明阴影问题；图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。
应用：螺丝尺寸缺陷检测，IC定位字符检测，电路板焊锡检查，显微镜照明等。
2、条形光源：LED灯珠排布成长条形。
多用于单边或多边以一定角度照射物体。
突出物体的边缘特征，可根据实际情况多条自由组合，照射角度与安装距离随有较好自由度。
适用较大结构被测物。
应用：电子元件缝隙检测，圆柱体表面缺陷检测，包装盒印刷检测，药水袋轮廓检测等。
3、同轴光源：经面光源采用分光镜设计。
适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域，检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。
需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度，并且不适用于大面积照射。
应用：玻璃和塑料膜轮廓和定位检测，IC字符及定位检测，晶片表面杂质和划痕检测等。
机器视觉选型计算概述
机器视觉硬件选型计算概述V1.0目录1相机 (4)1.1相机光谱类型 (4)1.2相机像素值 (5)1.3图像帧速率和快门速度 (6)1.3.1断续送料的应用 (6)1.3.2连续送料的应用 (7)1.4图像数据传输 (7)1.4.1模拟传输方式 (8)1.4.2数字传输方式 (8)1.5其他要点 (9)1.5.1像素深度 (9)1.5.2传感器尺寸 (9)1.5.3像元尺寸 (10)1.5.4CCD&CMOS (10)2镜头 (10)2.1靶面尺寸 (11)2.1.1面阵相机镜头 (11)2.1.2线阵相机镜头 (11)2.2焦距 (11)2.3镜头分辨率 (12)2.4接口类型 (13)2.5工作距离 (14)2.6镜头其他参数 (14)2.6.1景深 (14)2.6.2工作波长 (14)2.6.3畸变 (15)3光源 (16)3.1光源类型 (16)3.2光源照射方向性 (17)3.2.1反射类型 (17)3.2.2照射角度 (17)3.3光源光谱 (23)3.3.1光源颜色 (23)3.3.2光源波长特性 (24)3.3.3几种光源光谱使用情况汇总对比 (25)3.4光源亮度调整 (26)4其他 (27)4.1各种滤镜/选配件 (27)4.1.1偏光镜 (27)4.1.2锐波滤镜 (28)4.1.3保护镜 (28)机器视觉硬件选型计算概述V1.0本资料主要包括相机、镜头和光源的选型计算概述。
1相机相机选型主要参数包括：相机光谱类型、相机像素值、图像帧速率和快门速度、像素深度、传感器尺寸、像元尺寸。
1.1相机光谱类型相机光谱类型即相机色彩类型主要分为彩色相机和黑白相机。
在处理图像时，彩色照相机使用的是色调（颜色）数据，而黑白照相机使用的是强度（亮度）数据。
首先要强调目前市场上同等分辨率的彩色相机和黑白相机价格差异不大，但是同等条件下仍然优选黑白相机（特别是涉及尺寸测量），主要原因如下：1、在图像边缘检测算法中一般实现先将彩色图片转换为黑白图片然后根据像素之间像素值差异实现边缘检测。
机器视觉光源介绍
监控行业 包装（透过塑料包装） 检测洒瓶异物 电子、半导体检测
可先波长：365-405nm 应用高精度场合
检测金属表面细微划痕 验钞防伪检测 UV固化油墨 烟盒防伪检测
由LED中心波长为850/940nm阵列而成，一般 波长越长穿透性越好，可根据红外相机的 CCD芯片感应波长自由选择，利用穿透性好 的特性来获取理想的图像。适合透过固体或 液体的染料、油墨来观察内容的有无、异物 及字符识别等
显微镜照明
清的部分，是边缘检测、金属表面的刻字和
损伤检测的理想选择
低角度无影光源
独特的照射结构，实现均匀 照射\高效的低角度照明，增 强表面特征\ 提高缺陷对比度 可减反光或耀斑
BGA\QFP位置检测 集成电路料带检测 连接件管教间距及偏移检测 瓶盖裂痕检测
低角度无影光是采用独特的照射结构，从 LED发出的光均匀地扩散照射，柔性线路板 以90度照身角度固定，经漫反射板折射后低 角度照射在被测物体上，对目标区域进行高 效的低角度照明，以强化表面特征。
高亮条形光源
亮度高，方向性好 尺寸灵活多变 结构\角度可自由组合\调整 安装方便、结构紧凑 适用范围广泛
大尺寸液晶面板缺陷检测 金属表面缺陷检测 印刷字符缺检测 连倿器引脚平整度检测 表面裂缝检测 边缘缺陷检测
由高密度直插式LED阵列组成，适合大幅面 尺寸检测。多个条形光源可自由组合，照射 角度也可自由调整，某些情况下可代替环形 光。
均匀性高、尺寸灵活多变 高均匀条形光源 结构\角度可自由组合\调整
安装方便，结构紧凑
大面积尺寸测量 金属表面缺陷检测 印刷字符缺陷检测 边缘缺陷检测
由高密度贴片式LED阵列组成，高亮度高均 匀的特点，可当前向光使用亦可背部光使 用，在某种情况下，用于背部光配套线阵相 机在高速运动时可达到理想的效果。
机器视觉光源选择
机器视觉光源选择在我们的生活中，各种各样的光源给我们带来了光明。
最常见的光源就是灯具了。
而对于机器视觉来说，同样也需要相对应的光源选择。
在机器视觉系统中，光源的作用是非常强大的。
接下来，我们来看下机器视觉光源选择吧。
1、一般情况下，如果使用黑白相机，又对被测物体的颜色选择没有特殊的要求，红色是比较合适的选择。
因为红色LED寿命长、稳定、价格低廉，更重要的是红色LED的波长更接近传感器的灵敏度峰值，而通常的CCD对紫色、蓝色的光敏感程度没有红光强。
2、如果进行彩色成像，则通常考虑使用白色光源。
白色LED光源的制造有几种方法，一种是使用白色LED制造，发光管内部有蓝色发光芯片与受到激发后发出黄色的荧光粉，发出的光按一定比例叠加到一起，看起来形成了白色，这是最为常见的形式。
另一种方法是使用红绿蓝三种不同颜色的LED，按某种顺序或方式在光源上进行排列，并分别控制每种颜色的度，使用相对方便。
此种方法通常使用四个单色RGGB颗粒进行排列，所以其中的绿色分量通常会比较足，之所以多加一个绿色的G通量，是因为人眼对绿色光源（波长555nm）最敏感。
3、机器视觉应用中应注意目标颜色与光源颜色的搭配，我们看到某个物体成某种颜色，是因为其反射了对应的光谱。
我们拍摄物体时，如果要将某种颜色打成白色，那么就得使用与此颜色相同或相似的光源（光的波长一样或接近），而如果要打成黑色，则需要选择与目标颜色波长差较大的光源。
以上就是妈网百科介绍有关机器视觉光源选择的相关内容了。
选择合适的光源成为决定整个系统成败的关键因素，光源的主要目的就是将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像。
希望本文可以帮助到大家。
机器视觉技术与应用实战-光源选型,打光方式和台架
（4）背光照射 特点：光源安置在与相机同轴且位于被测物体的后面。 背光方式用来突出显示不透明物体的外形轮廓， 所 以这种照明方式只适用于待测目标需要的信息可以从其轮廓中获得的场合。例如尺寸测量、 形状判断等。 （背光源、平行背光源）
《机器视觉技术与应用实战》
（5）多角度照射 特点：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球 形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头（AOI光源）
• 观察实验法（Look and Experiment-最常用） 尝试使用不同类型光源在不同位置、角度照射物体，通过相机观察图
• 科像学。分析法（Scientific Analysis-最有效） 分析成像环境及客户需求，综合考虑推荐解决方法。
《机器视觉技术与应用实战》
光源选择的原则和标准
光源选择的原则 1.根据检测产品特征选择，一般选择光源的大小要比产品大，这样照射的光线才能覆盖到整个产品；选择的 光源的形状接近产品形状，可以让整个产品区域光照强度一致；光源颜色选择是要能够让检测目标与背景有 一定对比度，在黑白相机下使用与产品目标区域颜色接近的光源能够该区域呈现更高的灰度，反之则呈现较 低灰度；如果产品表面反光较强可以选用均匀性更好的无影光源，目标特征不明显则选用指向性或平行性更 好的光源。 2.根据机构要求，光源能够满足设备的安装空间，产线的速度快就需要选择亮度更高的光源；在特殊环境 （潮湿、高温）就需要考虑光源性能（防水、散热）。 3.实际测试，光源照射能够呈现有效对比度，也要保证各个区域的均匀性。一般在检测区域目标和背景一个 接近255灰度的峰值，这个时候对比度一般最高加强或减弱光源亮度都会影响对比度差值。当出现较好对比 图像时一定要把检测物体放在视野内的各个位置看看图像是否一致，这样才能保证在实际环境中的稳定性
机器视觉光源
当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这 种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮 或反射的材料上时，会引起像镜面的反光。通 用照明一般采用环状或点状照明。环灯是一种 常用的通用照明方式，其很容易安装在镜头， 可给漫反射表面提供足够的照明。
机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影 散射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影
机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源照明技术基础知识
光谱：光是由单一的或多种成份的光谱组成
的，例如日光的光谱就是由从红外到紫外的 所有光谱组成的，人眼能感觉的光谱范围在 380nm至780nm之间，即从红色780nm到紫 色380nm。
机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
以光源的外形来分类
• • • • • •
条状光源 环状光源 碗状光源 同轴光源 方形光源 点光源
环形直射光 环形漫反射光 环形低角度光 方形低角度光源 方形低角度漫射 方形直射
机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系 统稳定工作的关键。遗憾的是，没有一个通用的照明系统能够适应各种场合。 但由于LED光源多形状及多颜色等特点，我们还是找到一些选光源的方法:
观察试验法(Look and Experiment-最常用的) 尝试着用不同类型的光源在不同的位置照射物体，然后通过相机观察图像 科学分析法(Scientific Analysis-最有效的) 分析成像的环境，推荐最好的解决方法。
【机器视觉】机器视觉光源详解...
【机器视觉】机器视觉光源详解...00. 目录文章目录•o00. 目录o01. 自然光介绍o02. 光的颜色介绍o03. 机器视觉光源o▪ 3.1 环形光源▪ 3.2 条形光源(常规型)▪ 3.3 条形光源(非标型)▪ 3.4 条形组合光源▪ 3.5 高亮高均条形光源▪ 3.6 面光源(背光源)▪ 3.7 平行面光源▪ 3.8 开孔面光源▪ 3.9 侧面道光背光源▪ 3.10 同轴光源▪ 3.11 直角同轴光源▪ 3.12 高亮高均同轴光源▪ 3.13 同轴平行光源▪ 3.14 线性光源▪ 3.15 圆顶光源▪ 3.16 隧道光源o04. 附录01. 自然光介绍在生活中，光主要来自于太阳光，而太阳光的辐射也是最为全面的，虽然太阳光看起来是没有颜色的，但是太阳光的组合成分却是最为复杂，即太阳光是复合光线，接下来介绍下太阳光的组合成分；太阳光主要分为两部分：不可见光，可见光；不可见光主要分为红外区域的不可见光和紫外区域的不可见光：可见光主要是波长为760nm~380nm 的光，而这部分光可以通过对太阳光使用三棱镜色散获取到；在表现不同的可见光中，不同波长的光线呈现不同的颜色，即波长决定特定颜色的特征；在日常生活中，太阳光/白光包含多种颜色波段的光，而这种白光可以通过三棱镜进行分解，这些我们在初级物理中即可了解到；机器视觉光源主要用到的是可见光、部分红外光、部分紫外光；02. 光的颜色介绍机器视觉中光的颜色介绍（1）白色光：机器视觉中白色光分为冷、暖、中间色调颜色，通常在拍摄彩色图像时使用此类光源效果较好，如果对于彩色图像中某一部分有特殊需求，可以另做相关操作；（2）蓝光：三原色光中的其中一种，比较适用于银色背景下的目标物的打光；（3）红光：同属于三原色光中的一种，可以透过一些比较暗的物体，也可以根据颜色的吸收等不同的方法，实现不同打光效果，突出检测目标的特征，并且红色光源能够提高对比度；（4）绿光：主要针对于红色背景、银色背景，并且在3C 应用中，传送带多数为绿色；（5）红外光：属于不可见光之一，透过力强，对于塑料穿透性好，可以将封装好的金属电路等内部元件显示出来，在此种应用场景下，效果和 X 射线一样好，且对于人体无伤害；（6）紫外光：属于不可见光之一，波长较短，且穿透力强，主要应用于证件检测，触摸屏ITO 检测，点胶溢胶检测，金属表面划痕检测等；（7）X-ray 激光：波长短，穿透性好，可以用于透视检测、轮毂划痕及裂纹检测等；可见光的三原色光的三原色包括R 、G 、B （红、绿、蓝）三种颜色的光，生活中以及工业视觉中不同颜色的光均可以通过以上三种光进行合成；如下：红 + 绿 = 黄红 + 蓝 = 青红 + 绿 + 蓝 = 白且红、绿、蓝三种颜色均不能被再次分解，适用这三种颜色基本可以形成所有的颜色；如下示例图像所示的加色规律：根据光的颜色以及光的冷暖，可以将不同颜色形成一个色环，如下图所示，相邻的颜色是相似色，相对颜色是相对色；机器视觉系统中光源的作用1.强化特征，弱化背景2.突出测量特征3.提高图像信息4.简化算法5.减低系统设计的复杂度6.提高系统的检查精度、速度03. 机器视觉光源3.1 环形光源机器视觉光源工业照明检测LED光源环形光源产品描述环形光源采用高柔性基板材质，独特的制作方法，可以任意角度弯曲，以构成具有最佳外径、内径和照射角度的照明系统。
机器视觉光源选型的三大技巧
机器视觉光源选型的三大技巧
随着机器视觉技术的不断发展，光源在其中扮演着重要的角色。
光源的选型直接影响到图像质量、精度和稳定性等方面。
因此，在进行机器视觉光源选型时，需要掌握以下三大技巧：
1.光源亮度选择
光源亮度是指光源发出的光线强度。
在机器视觉应用中，选择合适的光源亮度可以提高图像的清晰度和对比度。
一般来说，光线越亮，对比度越高，但也需要根据实际应用场景进行选择，避免光线过于强烈影响图像质量。
2.光源波长选择
光源波长指光线的特定频率，不同的光源波长对不同的物体有不同的反射和吸收率。
因此，在选择光源波长时，需要考虑待检测物体的特性。
比如，红光可以更好地检测金属表面缺陷，蓝光可以更好地检测塑料零件的缺陷。
3.光源色温选择
光源色温是指光源发出的光线颜色的温度，一般用开尔文(K)来表示。
不同的色温对图像的色彩还原有着不同的影响，因此需要根据具体应用场景进行选择。
在一些要求色彩还原精度较高的场合，需要选择色温稳定的光源。
总之，机器视觉光源选型需要综合考虑多个因素，选择合适的光源才能提高机器视觉应用的效果。
- 1 -。
标准光源选型
无缺损工件，图像为 宜完整的无阴影圆形 亮环。
缺损工件，缺损处无
反射光线进入相机，
圆环内出现阴影。
19
环形光高角度应用
明亮部分光路 示意
阴影部分光路 示意
20
环形光低角度照射方式
产品特点： 90角度光源提供低角 度照射、更能突出物 体的物体表面轮廓 多种紧凑设计，节省 安装空间
示例：检测IC字符
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环形光源内径太小，不 适合大视场的打光。出 现漏灯现象。
组合条形光源尺寸可根 据工件所需随意组合， 是大视场检测比较理想 的光源。
27
RID球积分照明
示例：喷锡PCB板检测
产品特点： 具有积分效果的半球面 内壁，均匀反射从底部 360°发射出的光线，使 整个图像的照度十分均 匀。
应用领域： 适合于曲面，表面凹 凸，弧形表面检测 金属、玻璃表面反光较 强的物体表面检测
OPT光源选型技术要点
1
目录
OPT公司简介 光源的重要性 打光的基础知识 OPT光源的照射方式 OPT非标光源 选择光源的步骤
2
OPT公司简介
OPT公司2005年开始专业从事机器视觉光源设计/生产/销售. 设有对客户开放的视觉实验室 国内有13家合作伙伴 美国/新加坡/以色列等国有代理商 超过12000个实验案例 平均每周设计2款新光源 公司产品具20有多项专利
喷 锡 PCB 板 ， 焊 盘 表 面呈轻微凹凸状，普 通环形光照射，焊盘 图像呈现轻微阴影。
采用球积分无影光照 射，焊盘图像无阴影， 整幅图像对比度高。
28
示例：手机字符检测
示例：易拉罐 底部字符检测
球积分打光，方向和广 度都十分均匀，键盘字 符很清晰背景形状基本 全部滤掉，没有影响。
机器视觉光源选取原则
机器视觉光源选取原则
机器视觉光源选取原则
机器视觉系统是利用光学成像技术对物体进行检测和识别的系统，而光源的选取对于机器视觉系统的成像效果和检测精度有着至关重要的影响。
下面将介绍机器视觉光源选取的原则。
1. 光源稳定性
光源的稳定性是影响机器视觉系统成像质量的重要因素之一，稳定的光源可以使成像质量更为稳定，减少噪声和误差。
因此，在选择光源时应该优先考虑其稳定性。
2. 光源亮度
光源的亮度是影响机器视觉系统成像质量的另一个重要因素，光源亮度越高，成像质量越好，检测精度也会更高。
但是过高的亮度也会导致成像质量下降，因此需要根据具体应用场景选择适当的光源亮度。
3. 光源颜色
光源颜色的选择也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，不同颜色的光源对于不同的物体有着不同的反射特性，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源颜色。
4. 光源方向
光源的方向也会影响机器视觉系统的成像质量，不同方向的光源会导致不同的反射角度和反射强度，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源方向。
5. 光源均匀性
光源均匀性也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，均匀的光源可以使成像质量更为均匀，减少噪声和误差。
因此，在选择光源时应该优先考虑其均匀性。
综上所述，机器视觉光源的选取需要考虑稳定性、亮度、颜色、方向和均匀性等因素，根据具体应用场景选择合适的光源可以提高机器视觉系统的成像质量和检测精度。
Ai 光源---机器视觉专用光源
1) Ai 在为用户定制光源时，比其他 LED 光源供应商的速度更快。 2) Ai 公司开发并取得专利的 Evenlite 对准技术可以使按位置设计出的 LED 光源发出均匀的光； 3) Ai 公司是机器视觉 LED 光源制造商中第一个能制造 RGB 全彩色光源的公司； 4) Ai 公司在光源中较早采用高电流高亮的 LED，比普通 LED 制造的光源在亮度上要高 2--3 倍； 5) Ai 公司可以为用户定制各种照射面大的 LED 光源产品； 6) Ai 公司有丰富的红外线与紫外线光源产品; 7)数字光源控制器，并带有控制软件，控制器连接 PC，通过 PC 用软件可以对光源进行各种高度及颜色测试操作； 8)产品两年质保； 9)实验室光源免费借用，并协助提供解决方案。
一个 LED，光斑不扩散； 高亮； 桶灯 CCS；
3. 背光灯（Back Lights）
4. 线性光源（Line Lights）
BL1520
BL1960 BL18120
LL5806
LL6212
LL6324
BL2850
BL41192 BL47192
EL174 系列 L1068 系列
光源强度低于表面贴片的光源 侧面发光的背光源颜色多，而表面贴片的 背光源颜色只有红色与红外线的； 相同 FOV 及 Color，表面贴片的价格便宜；
超长、宽面积的低角度入射照明 光源整个长度，在横向方向上产生非常均 匀的照明 可获得更宽的覆盖照射
CS300-IC MS220
模拟控制器 数字控制器
地址：西安南二环东段 1 号东方广场 1 号楼 14 层 网址: 邮箱：xamv123@
电话：西安：(029)82306711 82306317 北京：( 010) 51296530 上海：13917389523
一个 LED，光斑不扩散； 高亮； 桶灯 CCS；
3. 背光灯（Back Lights）
4. 线性光源（Line Lights）
BL1520
BL1960 BL18120
LL5806
LL6212
LL6324
BL2850
BL41192 BL47192
EL174 系列 L1068 系列
光源强度低于表面贴片的光源 侧面发光的背光源颜色多，而表面贴片的 背光源颜色只有红色与红外线的； 相同 FOV 及 Color，表面贴片的价格便宜；
超长、宽面积的低角度入射照明 光源整个长度，在横向方向上产生非常均 匀的照明 可获得更宽的覆盖照射
CS300-IC MS220
模拟控制器 数字控制器
地址：西安南二环东段 1 号东方广场 1 号楼 14 层 网址: 邮箱：xamv123@
电话：西安：(029)82306711 82306317 北京：( 010) 51296530 上海：13917389523
机器视觉光源选择方法
机器视觉光源选择方法
选择机器视觉光源的方法取决于所需的应用和要解决的问题。
以下是一些常见的选择方法：
1. 光源亮度：选择光源时，要考虑所需的亮度级别。
亮度级别取决于要检测的目标的反射特性以及环境中的光照条件。
根据需要，可以选择高亮度的光源或调节光源的亮度。
2. 光源颜色：光源的颜色也是一个重要的选择因素。
不同颜色的光源对不同的物体表面有不同的反射特性。
例如，红外光源适用于红外成像，白光光源适用于一般的机器视觉应用。
3. 光源类型：常见的光源类型包括LED光源和激光光源。
LED
光源通常具有较低的功耗、较长的寿命和较低的成本，适用于大多数机器视觉应用。
激光光源则具有高亮度和窄束宽的特点，适用于需要高精度的测量和定位应用。
4. 光源稳定性：光源的稳定性对于机器视觉系统的准确性和重复性非常重要。
选择具有稳定输出的光源可以减少误差和测量的不确定性。
5. 光源调节能力：某些应用可能需要调节光源的亮度、颜色或其他参数。
因此，选择具有调节功能的光源可以更好地满足特定需求。
6. 光源配置：光源的布置和配置也会对机器视觉系统的性能产生影响。
根据应用需求，可以选择单个光源、多个光源阵列或特定的光源布局。
综上所述，选择机器视觉光源需要考虑多个因素，包括亮度、颜
色、类型、稳定性、调节能力和配置等。
根据具体的应用需求，可以选择最适合的光源。
机器视觉系统光源的选择
机器视觉系统光源的选择一、机器视觉光源的种类光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少３０％的应用效果。
由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。
许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。
常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。
但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。
以日光灯为例，在使用的第一个１００小时内，光能将下降１５％，随着使用时间的增加，光能将不断下降。
因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。
另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。
由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用ｘ射线、超声波等不可见光作为光源。
但是在一般的应用中，LED机器视觉光源逐渐成为主角。
二、LED机器视觉光源特点LED光源有以下几个特点：1、使用寿命长，一万到三万小时左右。
2、LED光源是由很多个LED颗粒摆列组成，可以组成不同形状不同角度的光源。
3、LED颗粒有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出检测特征从而达到理想的效果。
4、稳定性好。
LED光源相对其他光源来说，稳定性大大增强，更加有利于为系统提供高品质的图像。
三、LED光源的照明方式由光源构成的照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。
其中，背向照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像，LED面光源和平行光源是这样使用的，常用来突出产品的轮廓，比如工件的尺寸测量就是使用这种方法。
前向照明是光源和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装，比如条形光源，同轴光源，环形光源，圆顶光源，线光源等都是使用这样的用法，这是最常用的照明方式。
机器视觉光源选型及应用案例
机器视觉硬件选型及应用案例烟台致瑞图像技术有限公司高志伟机器视觉典型结构机器视觉技术核心输出特征提取预处理采集图像机器视觉技术主要包括图像采集和图像处理两个过程，整体以图像为中心展开，如何得到一副好的图像，是关乎整个系统成败的关键。
图像采集器件选择相机•分辨率•感光性能•其它镜头•视野•畸变•分辨率•其它光源•成像效果•空间限制•其它配件•滤光•偏振•转向•……相机选型1.根据项目精度要求，确定相机分辨率；2.考虑相机帧率是否满足要求；3.根据项目情况选择合适的数据传输接口；4.确定使用黑白相机还是彩色相机；5.尺寸大小等其他问题。
镜头选型1.根据相机芯片大小和工作空间限制确定使用镜头的焦距或者放大倍数；2.考虑是否需要选用远心镜头；3.确定镜头分辨率；4.确定畸变率能否满足要求；5.景深是否满足要求；6.镜头是否兼容相机芯片尺寸；7.超大视野或超小视野；8.是否需要考虑透过光谱；9.镜头是否要配合其他配件；10.价格是否合理等其他问题。
光源选型Ø了解项目需求，明确要检测或者测量的目标；Ø分析目标与背景的区别，找出两者之间最可能差异大的光学现象；Ø根据光源与目标之间的配合关系，初步确定光源的发光类型；Ø拿实际光源测试，以确定满足要求的打光方式；Ø根据具体情况，确定适用于客户的产品。
常用经典配光方式方向漫射背光平行背光暗场配光明场配光无影光光谱白光单色光混合光近红外近紫外光波动光谱方向背光应用主要用于边缘提取、透明体内部不透明体检测、贯穿型缺陷检测、狭缝和通孔内杂质检测锯齿缺陷检测按键位置检测检测饮料瓶封装检测马达转子检测漫射背光存在的问题和解决办法暗场配光-低角度照射取、冲压、浇铸、浮雕图案识别与检测，光滑表面划伤、裂痕检测低角度照射-常用光源明场配光-高角度照射主要用于表面粗糙程度不同区域的区分、边缘或内部有垂直断差或者比较陡峭（超过60度）边缘检测或测量、光滑表面雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离等高角度照射-常用光源无影光应用可以避免弯曲表面导致的不均匀无影光胶囊缺陷检测平面无影光-银行卡平面无影光-银行卡案例目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测偏振光应用偏振片（偏光片）自然光入射折射光垂直于反射光反射光为线偏振光Brewster定律自然光入射线偏振片线偏振光圆偏振片=线偏振片+1/4波片(45度)光入射圆偏振光偏振光应用反光偏振光应用反光贴膜旋光方案目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测ITO电路检测与定位ITO(铟锡金属氧化物)具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，铟锡氧化物通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外、红外辐射。
光源选型
示例：胶膜MARK点定位
针对反光强的工件，其 他光源能作出一定的效 果，但是感觉对比度不 够高。
利用反光，同轴光源在 此实验中能很清晰的看 到 Mark 点 ， 对 比 度 很 高，效果一目了然.
23
背光照明
产品特点： 用高密度LED阵列面提供高 强度背光照明，能突出物体的 外形轮廓特征，尤其适合作为 显微镜的载物台 红白两用背光源、红蓝多用 背光源，能调配出不同颜色， 满足不同被测物多色要求 应用领域： 机械零件尺寸的测量，电子 元件、IC的外形检测，胶片污 点检测，透明物体划痕检测等。
示例：喷锡PCB板检测
喷锡 PCB 板，表面凹 凸不平，普通环形光 照射，对比度不高。
采用球积分无影光照射， 对比度好，整个视场光 照均匀。
28
示例：手机字符检测
示例：易拉罐 底部字符检测
球积分打光，方向和广 度都十分均匀，键盘字 符很清晰背景形状基本 全部滤掉，没有影响。
反光极强的易拉罐底部成球 面状，球积分光源正好可以 形成一个均匀的球面对它打 光。使得表面看起来非常均 匀且字符清晰可见。
字符和背景对比度不 高，字符很难看清。
字符和背景黑白对比非 常明显，字符轻易可见。
均匀性和对比度是我们评判一幅图 像质量好坏的基本准则，我们是否选 择了正确的光源也是看图片达到以上 所述的好的效果。
9
打光的基本知识
光的反射定律
光的反射定律：反射光线与 入射光线、法线在同一平面 上；反射光线和入射光线分 居在法线的两侧；反射角等 于入射角 。
光源特点：光线从圆锥形发 光表面的各个角度照射，均 匀照射物体表面而没有阴影。 普通打光会在边缘地带 形成一个光圈，字符难 以辨认，对比度不够高。
RIU80W 光 源 漫 射 性 效 果好，能消除边缘的亮 环，适当打光不会在工 件表面形成光环，且能 凸显工件表面信息。 使得工件表面打光非常 均匀，字符清晰可见。
【机器视觉培训】光源主要参数与选型原则
光源主要参数与选型原则一、光源参数光谱：简单地讲，就是光能量在不同频率上的分布。
1，线谱（非连续光谱）：其中又分单色光、复色光，例如激光就是很好的单色光。
2，连续光谱：例如自然光，日光灯发出的荧光。
色温：光源发射光的光谱成分与绝对黑体在某一温度下辐射光谱相同（或最相近）时，绝对黑体的温度就称为该光源的色温。
一般色温高的光源，光谱成分偏蓝，色温低的偏红。
光功率：指单位时间内光源辐射出的各波长光能量总合。
照度场特性：一个光源它有照射范围大小，不同距离上有强弱不同，在特定区域还有不同的照度强弱分布规律。
这些在光源的使用上都要加以考虑。
光谱敏感度（灵敏度）：主要针对CCD，CMOS芯片来说的，指芯片对不同波长光的响应度。
一般的可以查看器件的灵敏度曲线。
光谱光视效率：这个概念与上面光谱敏感度类似，不同的是靠人眼来接收。
指人眼对不同波长光的敏感度。
以波长555nm的绿光对人眼最敏感，规定为1，并以此为参照，统计了其它波长光对人眼的敏感度。
由此定义的人眼对不同波长的敏感度函数称为“视见函数”。
一些其它特性也需要关注：例如外形、体积、重量、寿命（衰减规律）、响应速度等等。
上面是光源的共同属性，在选择时均要加以考虑。
具体应用上，往往是对其某项或某几项要求高，就应该重点关注。
二、光源种类光源种类的区分方式有多种，一般根据发光器件可以分为LED、氙灯、石英灯、高频荧光灯等，根据灯的几何形状分为穹形等、环形灯、方型灯等，而根据发出光线的特征可以分为点光源、线光源、面光源等，根据照射的角度等特性又可以分为直射式、间接式、掠射式、同轴式、平行光等等，目前并没有一个系统的区分方法，而且每一种照明方式都和很多因素有关，使用寿命、体积大小各有不同。
目前一个明显的趋势是，如果可能，即采用LED 或高频荧光灯，特别是LED 光源。
因为LED 效率高，体积小，发热少，功耗低，发光稳定，寿命长，红色LED 寿命可达到10 万小时，而其他颜色可以达到3 万小时，而且通过不同的组合方式可以制造成不同形状和照明方式的光源，例如环形灯、穹形灯、同轴光源、条形灯等等。
机器视觉光源选择
做机器视觉，一定会涉及到光源，它在机器视觉中有重要的作用，直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。
所以我们说光源起到的作用：就是获得对比鲜明的图像。
图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利,具体来说：1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大2、尽量消隐不感兴趣部分3、提高信噪比，利于图像处理4、减少因材质、照射角度对成像的影响图像的边缘锐利程度对比常用的有LED光源、卤素灯（光纤光源）、高频荧光灯。
先简单介绍一下后面两种。
卤素灯也叫光纤光源，因为光线是通过光纤传输的，适合小范围的高亮度照明。
它真正发光的是卤素灯炮，功率很大，可达100多瓦。
高亮度卤素灯炮，通过光学反射和一个专门的透镜系统，进一步聚焦提高光源亮度。
卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的。
适合对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。
但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。
高频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，并且采用高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率，消除图像的闪烁。
适合大面积照明，亮度高，且成本较低。
但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关，国内的高频做的不行，老有闪烁，国外最快可做到60KHz。
相对来说，目前LED光源最常用。
主要有如下几个特点：1、使用寿命长，10000-30000小时。
2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成复杂的结构，实现不同的光源照射角度。
3、有多种颜色可选，包括红、绿、蓝、白，还有红外、紫外。
针对不同检测物体的表面特征和材质，选用不同颜色，也就是不同波长的光源，达到理想效果。
下面我们具体讨论以下LED光源的分类。
LED光源可以分为2大类：一类是正面照明，一类是背面照明。
正面照明用于检测物体表面特征，背面照明用于检测物体轮廓或通明物体的纯净度。
正面光源按照光源结构分，有环形灯、条形灯、同轴灯和方形灯。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
应用领域：
2.环形光源：
应用领域：
3.条形光源：
应用领域：
4.背光源：
应用领域：
5.无影光源
应用领域：
组合条形光源：
应用领域：
6.点光源
应用领域：
光源的选择要素：谈谈光源选择的几个要素:
1.选择的角度
低角度光源主要应用于暗视场检测,也就是被测物体表面大部分反光都不进摄像头，故背景呈黑色，只有物体高低不平之处的反光进入摄像头，比如金属表面划痕的检测，背景呈黑色，划痕呈白色高角度光源主要应用于明照明，也就是被测物体表面大部分反光都能进摄像头，故背景呈白色，比如物体表面突出特征的检测.漫反射角度光源主要是应用于表面形状不规则或发光表面的检测,它会补偿物体表面的角度变化,获得更均匀的图像.
光源可预测：当光源入射到物体表面的时候，光源的反映是可以预测的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收(黑金属材料，表面难以照亮)或者被部分吸收(造成了颜色的变化及亮度的不同)。不被吸收的光就会被反射，入射光的角度等于反射光的角度，这个科学的定律大大简化了机器视觉光源，因为理想的想定的效果可以通过控制光源而实现。
低角度光源选择范围有:低角度,零角度,,组合,方形光源
高角度代表性光源有:高角度,90度,,,组合等
漫反射代表性光源有:环形无影光源,圆顶无影光源,平面无影光源等
2.选择LED光源照射方向
根据照射方向,可分为前向光照明,背向光照明,结构光照明,正向光照明是光源和相机位于被测物体的同一侧，其优点是便于安装,主要是体现物体的表面细节特征,背向光照明是将被测零件放在光源和相机之间,主要是体现物体的轮廓边缘信息,其优点是可以获得高对比度的图像,结构光照明是将光栅或结构光源投射到被测物上，根据结构光路，确定出三维信息。
亮度：当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮的那个。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够;由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。
均匀的光源会补偿物体表面的角度变化，即使物体表面的几何形状不同，光源在各部分的反射也是均匀的。 光源技术的应用：光源技术是设计光源的几何及位置以使图像有对比度。光源会使那些感兴趣的并需要机器视觉分析的区域更加突出。通过选择光源技术，应该关心物体使如何被照明及光源是如何反射及散射的。
光源的种类：
1.环形光源：
光源选型
背景：是构建机器视觉系统首要考虑的因素，一个合适的视觉光源能够对整个机器视觉检测项目起到事半功倍的作用。
目的：为了使视觉检测过程变得更加的方便，效果更加的明显，效率更加的高，才有了光源的选型。
光源的基本要素：
对比度：对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。
鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光源，增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性，这不利于后面的特征提取。在很多情况下，好的光源需要在实际工作中与其在实验室中的有相同的效果。好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。光源选择好了，剩下来的工作就容易多了!机器视觉应用关心的是反射光(除非使用背光)。物体表面的几何形状、光泽及颜色决定了光在物体表面如何反射。机器视觉应用的光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。如何能够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。因此，在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体表面的时候，明白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。
表面形状：一个球形表面反射光源的方式与平面物体不近相同。物体表面的形状越复杂，其表面的光源变化也随之而复杂。对应一个抛光的镜面表面，光源需要在不同的角度照射。从。均匀关系到三个方面。第一，对于视野，在摄像头视野范围部分应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，而亮点就是此处反射太强了。不均匀的光会使视野范围内部分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀(假设物体表面的对光的反射是相同的)。
物体表面：如果光源按照可预测的方式传播，那么又是什么原因使机器视觉的光源设计如此的棘手呢?使机器视觉照明复杂化的是物体表面的变化造成的。如果所有物体表面是相同的，在解决实际应用的时候就没有必要采用不同的光源技术了。但由于物体表面的不同，因此需要观察视野中的物体表面，并分析光源入射的反映。
控制反射：本文前面提到了，如果反射光可以控制，图像就可以控制了。这点再怎么强度也不为过。因此在涉及机器视觉应用的光源设计时，最重要的原则就是控制好哪里的光源反射到透镜及反射的程度。机器视觉的光源设计就是对反射的研究。在视觉应用中，当观测一个物体以决定需要什么样的光源的时候，首先需要问自己这样的问题：“我如何才能让物体显现?”“我如何才能应用光源使必须的光反射到镜头中以获得物体外表?” 影响反射效果的因素有：光源的位置，物体表面的纹理，物体表面的几何形状及光源的均匀性。 光源的位置：既然光源按照入射角反射，因此光源的位置对获取高对比度的图像很重要。光源的目标是要达到使感兴趣的特征与其周围的背景对光源的反射不同。预测光源如何在物体表面反射就可以决定出光源的位置。
表面纹理：物体表面可能高度反射(镜面反射)或者高度漫反射。决定物体是镜面反射还是漫反射的主要因素是物体表面的光滑度。一个漫反射的表面，如一张不光滑的纸张，有着复杂的表面角度，用显微镜观看的时候显得很明亮，这是由于物体表面角度的变化而造成了光源照射到物体表面而被分散开了。而一张光滑的的纸张有光滑的表面而减小了物体表面的角度。光源照射到光源的表面并按照入射角反射。
2.环形光源：
应用领域：
3.条形光源：
应用领域：
4.背光源：
应用领域：
5.无影光源
应用领域：
组合条形光源：
应用领域：
6.点光源
应用领域：
光源的选择要素：谈谈光源选择的几个要素:
1.选择的角度
低角度光源主要应用于暗视场检测,也就是被测物体表面大部分反光都不进摄像头，故背景呈黑色，只有物体高低不平之处的反光进入摄像头，比如金属表面划痕的检测，背景呈黑色，划痕呈白色高角度光源主要应用于明照明，也就是被测物体表面大部分反光都能进摄像头，故背景呈白色，比如物体表面突出特征的检测.漫反射角度光源主要是应用于表面形状不规则或发光表面的检测,它会补偿物体表面的角度变化,获得更均匀的图像.
光源可预测：当光源入射到物体表面的时候，光源的反映是可以预测的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收(黑金属材料，表面难以照亮)或者被部分吸收(造成了颜色的变化及亮度的不同)。不被吸收的光就会被反射，入射光的角度等于反射光的角度，这个科学的定律大大简化了机器视觉光源，因为理想的想定的效果可以通过控制光源而实现。
低角度光源选择范围有:低角度,零角度,,组合,方形光源
高角度代表性光源有:高角度,90度,,,组合等
漫反射代表性光源有:环形无影光源,圆顶无影光源,平面无影光源等
2.选择LED光源照射方向
根据照射方向,可分为前向光照明,背向光照明,结构光照明,正向光照明是光源和相机位于被测物体的同一侧，其优点是便于安装,主要是体现物体的表面细节特征,背向光照明是将被测零件放在光源和相机之间,主要是体现物体的轮廓边缘信息,其优点是可以获得高对比度的图像,结构光照明是将光栅或结构光源投射到被测物上，根据结构光路，确定出三维信息。
亮度：当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮的那个。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够;由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。
均匀的光源会补偿物体表面的角度变化，即使物体表面的几何形状不同，光源在各部分的反射也是均匀的。 光源技术的应用：光源技术是设计光源的几何及位置以使图像有对比度。光源会使那些感兴趣的并需要机器视觉分析的区域更加突出。通过选择光源技术，应该关心物体使如何被照明及光源是如何反射及散射的。
光源的种类：
1.环形光源：
光源选型
背景：是构建机器视觉系统首要考虑的因素，一个合适的视觉光源能够对整个机器视觉检测项目起到事半功倍的作用。
目的：为了使视觉检测过程变得更加的方便，效果更加的明显，效率更加的高，才有了光源的选型。
光源的基本要素：
对比度：对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。
鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光源，增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性，这不利于后面的特征提取。在很多情况下，好的光源需要在实际工作中与其在实验室中的有相同的效果。好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。光源选择好了，剩下来的工作就容易多了!机器视觉应用关心的是反射光(除非使用背光)。物体表面的几何形状、光泽及颜色决定了光在物体表面如何反射。机器视觉应用的光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。如何能够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。因此，在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体表面的时候，明白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。
表面形状：一个球形表面反射光源的方式与平面物体不近相同。物体表面的形状越复杂，其表面的光源变化也随之而复杂。对应一个抛光的镜面表面，光源需要在不同的角度照射。从。均匀关系到三个方面。第一，对于视野，在摄像头视野范围部分应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，而亮点就是此处反射太强了。不均匀的光会使视野范围内部分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀(假设物体表面的对光的反射是相同的)。
物体表面：如果光源按照可预测的方式传播，那么又是什么原因使机器视觉的光源设计如此的棘手呢?使机器视觉照明复杂化的是物体表面的变化造成的。如果所有物体表面是相同的，在解决实际应用的时候就没有必要采用不同的光源技术了。但由于物体表面的不同，因此需要观察视野中的物体表面，并分析光源入射的反映。
控制反射：本文前面提到了，如果反射光可以控制，图像就可以控制了。这点再怎么强度也不为过。因此在涉及机器视觉应用的光源设计时，最重要的原则就是控制好哪里的光源反射到透镜及反射的程度。机器视觉的光源设计就是对反射的研究。在视觉应用中，当观测一个物体以决定需要什么样的光源的时候，首先需要问自己这样的问题：“我如何才能让物体显现?”“我如何才能应用光源使必须的光反射到镜头中以获得物体外表?” 影响反射效果的因素有：光源的位置，物体表面的纹理，物体表面的几何形状及光源的均匀性。 光源的位置：既然光源按照入射角反射，因此光源的位置对获取高对比度的图像很重要。光源的目标是要达到使感兴趣的特征与其周围的背景对光源的反射不同。预测光源如何在物体表面反射就可以决定出光源的位置。
表面纹理：物体表面可能高度反射(镜面反射)或者高度漫反射。决定物体是镜面反射还是漫反射的主要因素是物体表面的光滑度。一个漫反射的表面，如一张不光滑的纸张，有着复杂的表面角度，用显微镜观看的时候显得很明亮，这是由于物体表面角度的变化而造成了光源照射到物体表面而被分散开了。而一张光滑的的纸张有光滑的表面而减小了物体表面的角度。光源照射到光源的表面并按照入射角反射。