发(fa)光二極管（LED）无闪(shan)烁(shuo)、低功耗(hao)和更长的使用寿命等優勢，令这一技術成為機器視覺系統應(ying)用的首(shou)選。為了恰当(dang)地為視覺檢測設備提供照明，需要了(le)解被(bei)照明產品的類型、这些產品(pin)被檢測的速(su)率，以及如何借助LED照明(ming)裝置在圖像中突出產(chan)品的具體特征。
在很多情况下(xia)，恰当的照(zhao)明可以增加(jia)圖像特征的對比度，便於檢查，减少了對昂貴的高精度相機和复雜圖(tu)像處理软件的需求(qiu)。这是在開(kai)发機器視覺系統(tong)時優先考虑照明問題的主要原因。
由於(yu)在實际生產中每種應用都不(bu)盡相同，因此視覺檢測設備對應的照明器(qi)件的選擇、使用光的顏色（或頻率(lv)）、運行模式都有所(suo)不同。
因為每種特定(ding)產品的屬性大(da)相径庭。為(wei)了使每種特定(ding)的圖像都能获得最大對比度，需要配(pei)備特定(ding)的照明元件，如背光源、環形光源、穹(qiong)顶光源(yuan)、線(xian)性光源，这些光源(yuan)可能(neng)配置了運作在紫外（UV）到紅外（IR）波段的LED。
不同頻率
在(zai)測量(liang)特定部件（如汽车垫圈）參数的系統中，通常會用到(dao)漫反射背(bei)光。当使用漫反(fan)射背光(guang)時，LED光源(yuan)的顏色或波长將影響获得的分辨率(lv)，因為單色光可以提供更好的特性對比度(du)。單色光可以减少相機透镜中任何轴(zhou)向與橫向的色差，从(cong)而(er)能获得更高的分辨率。
具有不同頻率的光源同樣適用於測量不透(tou)明(ming)容器中存储的液體水平。在这些應用中，700~1000nm的长波长紅(hong)外光可以穿透紙和塑料等材料。紅外光同樣可用於食品檢測(ce)。在这個應用案例中，紅外(wai)背(bei)光被用於檢測藍莓中的金龟子。
圖1：a）使用白(bai)色背光照明檢測(ce)藍莓中的金龟子，藍莓和金龟子可以同時被看到。b）使用紅外(wai)背光照明，紅外光可穿(chuan)透(tou)藍莓，被金龟子吸收，因此即使是被藍莓遮(zhe)住的金龟(gui)子也能被檢測出來。
因為(wei)紅外光波长可(ke)以穿透藍莓，被金龟子吸收，因此即使是被藍莓遮(zhe)住的金龟(gui)子也能被檢測出來。采用單一波长背光可以(yi)提升圖像系統的(de)潜在分辨率，此外還(hai)可通過平行照明技術降低標準背光產生(sheng)的漫反射，進一步提升分辨率。
平行光
實現平行光照明的一種方法是使用平行(xing)背光照明器，將LED阵列发出的散射光準直到與透镜光轴相同的光轴(zhou)上(shang)，这些同轴照(zhao)明器从被檢測物體背后发射出平行光(guang)，抑製光的散射。
圖2：同轴照明器从待檢測物體的背(bei)后发射平行光，抑製光的散射。同轴照明能够(gou)提升圖像的分辨率。
用背(bei)光源和同轴照明(ming)器兩種光源照射一個圖钉。当用背光照明(ming)圖钉時，光穿透透明物體，能够檢查出圖钉内部的構造和缺陷；但如果需要(yao)測量圖钉(ding)的尺寸，則采用同轴光，同轴光被折射生成銳利的黑色轮廓。
圖3：a）当用背光照亮圖钉時，光透過透明(ming)物(wu)體，能够檢(jian)查到圖钉内部的構造和缺陷。b）照射到圖钉上的平行(xing)光被折(zhe)射，產生銳利的黑色轮廓。
同轴照明器為視覺檢測設備開发(fa)者提(ti)供了一種照明小型配件的方法；相比之下，远心背光則提供了一(yi)種价格更高的(de)替换方案。当物體(ti)需要超高精度測量時(shi)，通(tong)常選(xuan)用远心照明。
远心照明
在远心照明(ming)系統的(de)設計中，LED的发(fa)散(san)光被聚焦，从(cong)而降低照射物體轮廓時可能產生的漫反(fan)射。為了获得(de)盡可能高的分(fen)辨率，配(pei)備了远心透镜的相機會(hui)捕捉到檢測過程中越過或穿過物體的光線。随后，被捕捉到的(de)來自物體的(de)光線被聚焦、並且與光轴平行(xing)。
当远心(xin)照(zhao)明被当作背光使用時，系統工程師可以為相機系統配(pei)備三種不同類型的远(yuan)心镜头。远(yuan)心镜头的種類有：物方远心(xin)镜头、像方远心镜头和雙远心镜头。当使用物(wu)方远心镜头時，在镜头的远心深度内，物體與镜头之間(jian)微(wei)小的距离變化不會改變物體的放大率。
当需要(yao)對物體進行精(jing)密測量時，该特(te)性尤為重要，特別是在物體没有被精確地放在像平面中時。同樣地，在像方远(yuan)心設計中，镜头到CCD或CMOS成(cheng)像(xiang)器之間的微小距离變化，並不會影像(xiang)圖像測量的精度。
雙远心镜头集成物(wu)方远心镜头和像方远心(xin)镜头的優勢，能够提供最高的測量(liang)精度。與其他類型的背光一(yi)樣(yang)，远心照明系統可以提供不同的尺寸和波长。
衆多選擇
盡管背光是最為常用的物體照明方(fang)式(shi)，但它並不(bu)是視覺檢測設(she)備的唯一選擇。通常，条形碼、瑕疵、打印質量(liang)和色彩測(ce)量等2D特性，均(jun)能在物體表面被觀測到。需要再次指出的(de)是，不论是同(tong)轴(zhou)照明系統還是离轴照明系統，都可以采用(yong)多種照明光源，如各種不同配置和波长(zhang)的點光源、環形光源、穹顶光源及線性光源(yuan)。
每種(zhong)光(guang)源都有其特定的檢測照明適用範围。在合適的波长選擇正確的照明方(fang)案，將極大地提高被測(ce)對(dui)象的對比度，確保更高效地實現更加精密(mi)的視覺檢測設備
