發(fā)光二極管（LED）無閃爍、低功耗和更長的使用壽命等優(yōu)勢，令這一技術(shù)成為機器視覺系統(tǒng)應用的首選。為了恰當?shù)貫?/span>視覺檢測設(shè)備提供照明，需要了解被照明產(chǎn)品的類型、這些產(chǎn)品被檢測的速率，以及如何借助LED照明裝置在圖像中突出產(chǎn)品的具體特征。
在很多情況下，恰當?shù)恼彰骺梢栽黾訄D像特征的對比度，便于檢查，減少了對昂貴的高精度相機和復雜圖像處理軟件的需求。這是在開發(fā)機器視覺系統(tǒng)時優(yōu)先考慮照明問題的主要原因。
由于在實際生產(chǎn)中每種應用都不盡相同，因此視覺檢測設(shè)備對應的照明器件的選擇、使用光的顏色（或頻率）、運行模式都有所不同。
因為每種特定產(chǎn)品的屬性大相徑庭。為了使每種特定的圖像都能獲得最大對比度，需要配備特定的照明元件，如背光源、環(huán)形光源、穹頂光源、線性光源，這些光源可能配置了運作在紫外（UV）到紅外（IR）波段的LED。
不同頻率
在測量特定部件（如汽車墊圈）參數(shù)的系統(tǒng)中，通常會用到漫反射背光。當使用漫反射背光時，LED光源的顏色或波長將影響獲得的分辨率，因為單色光可以提供更好的特性對比度。單色光可以減少相機透鏡中任何軸向與橫向的色差，從而能獲得更高的分辨率。
具有不同頻率的光源同樣適用于測量不透明容器中存儲的液體水平。在這些應用中，700~1000nm的長波長紅外光可以穿透紙和塑料等材料。紅外光同樣可用于食品檢測。在這個應用案例中，紅外背光被用于檢測藍莓中的金龜子。
圖1：a）使用白色背光照明檢測藍莓中的金龜子，藍莓和金龜子可以同時被看到。b）使用紅外背光照明，紅外光可穿透藍莓，被金龜子吸收，因此即使是被藍莓遮住的金龜子也能被檢測出來。
因為紅外光波長可以穿透藍莓，被金龜子吸收，因此即使是被藍莓遮住的金龜子也能被檢測出來。采用單一波長背光可以提升圖像系統(tǒng)的潛在分辨率，此外還可通過平行照明技術(shù)降低標準背光產(chǎn)生的漫反射，進一步提升分辨率。
平行光
實現(xiàn)平行光照明的一種方法是使用平行背光照明器，將LED陣列發(fā)出的散射光準直到與透鏡光軸相同的光軸上，這些同軸照明器從被檢測物體背后發(fā)射出平行光，抑制光的散射。
圖2：同軸照明器從待檢測物體的背后發(fā)射平行光，抑制光的散射。同軸照明能夠提升圖像的分辨率。
用背光源和同軸照明器兩種光源照射一個圖釘。當用背光照明圖釘時，光穿透透明物體，能夠檢查出圖釘內(nèi)部的構(gòu)造和缺陷；但如果需要測量圖釘?shù)某叽?，則采用同軸光，同軸光被折射生成銳利的黑色輪廓。
圖3：a）當用背光照亮圖釘時，光透過透明物體，能夠檢查到圖釘內(nèi)部的構(gòu)造和缺陷。b）照射到圖釘上的平行光被折射，產(chǎn)生銳利的黑色輪廓。
同軸照明器為視覺檢測設(shè)備開發(fā)者提供了一種照明小型配件的方法；相比之下，遠心背光則提供了一種價格更高的替換方案。當物體需要超高精度測量時，通常選用遠心照明。
遠心照明
在遠心照明系統(tǒng)的設(shè)計中，LED的發(fā)散光被聚焦，從而降低照射物體輪廓時可能產(chǎn)生的漫反射。為了獲得盡可能高的分辨率，配備了遠心透鏡的相機會捕捉到檢測過程中越過或穿過物體的光線。隨后，被捕捉到的來自物體的光線被聚焦、并且與光軸平行。
當遠心照明被當作背光使用時，系統(tǒng)工程師可以為相機系統(tǒng)配備三種不同類型的遠心鏡頭。遠心鏡頭的種類有：物方遠心鏡頭、像方遠心鏡頭和雙遠心鏡頭。當使用物方遠心鏡頭時，在鏡頭的遠心深度內(nèi)，物體與鏡頭之間微小的距離變化不會改變物體的放大率。
當需要對物體進行精密測量時，該特性尤為重要，特別是在物體沒有被精確地放在像平面中時。同樣地，在像方遠心設(shè)計中，鏡頭到CCD或CMOS成像器之間的微小距離變化，并不會影像圖像測量的精度。
雙遠心鏡頭集成物方遠心鏡頭和像方遠心鏡頭的優(yōu)勢，能夠提供最高的測量精度。與其他類型的背光一樣，遠心照明系統(tǒng)可以提供不同的尺寸和波長。
眾多選擇
盡管背光是最為常用的物體照明方式，但它并不是視覺檢測設(shè)備的唯一選擇。通常，條形碼、瑕疵、打印質(zhì)量和色彩測量等2D特性，均能在物體表面被觀測到。需要再次指出的是，不論是同軸照明系統(tǒng)還是離軸照明系統(tǒng)，都可以采用多種照明光源，如各種不同配置和波長的點光源、環(huán)形光源、穹頂光源及線性光源。
每種光源都有其特定的檢測照明適用范圍。在合適的波長選擇正確的照明方案，將極大地提高被測對象的對比度，確保更高效地實現(xiàn)更加精密的視覺檢測設(shè)備
