基础：光的反射定律（理解所有光源的底层逻辑）
这张图是所有工业视觉打光的物理基础，它讲了光的反射定律：
反射光线、入射光线、法线三者在同一平面；
反射光线和入射光线分居法线两侧；
反射角 = 入射角。
核心意义：工业视觉里，镜面反射、漫反射、光路设计全靠这个定律。我们选光源的本质，就是利用 / 控制光的反射路径，让相机拍到我们想要的信息（轮廓、纹理、缺陷），同时过滤掉干扰（反光、杂光）。
二、背光源（Back Light）：专门拍轮廓的 “剪影大师”
- 原理
光源放在被测物体正下方，光线向上发射。物体挡住了部分光线，相机拍到的就是：
背景：亮（光源直接照射）
物体：黑（被挡住，没有光线到达相机） - 特点
对比度极高，边缘清晰
光源损失极少，效率高
只显示物体轮廓，看不到表面纹理 - 应用场景
最适合做轮廓、尺寸、孔位检测：
左图 Ring Light（环形光）：塑料件表面反光、干扰严重，孔位边缘模糊不清
右图 Back Light（背光）：孔位和轮廓变成纯黑剪影，边缘锐利，算法可以直接识别尺寸和位置
三、同轴光（Coaxial Light）：专治镜面反光的 “平面扫描仪” - 原理
光源通过一个50% 半透半反的分光镜，将光线垂直打在物体表面；物体反射的光线再原路穿过分光镜，进入相机。
它的特点是：
只有垂直镜面反射的光才能原路返回相机
漫反射的杂光、斜向反光会被过滤掉 - 应用场景
专门用来拍镜面、高反光表面的细节：
左图环境光：金属表面反光严重，二维码几乎看不见
右图同轴光：镜面反光被压下去，二维码清晰可见，非常适合打码、读码、刮伤检测
四、非同轴漫射光（CDI / 穹顶光）：均匀打光的 “无影灯” - 原理
用一个半球形 / 穹顶结构，内壁是漫反射材料，光源从四周向内照射，形成一个360° 均匀柔和的漫射光场。光线从各个角度均匀照射物体，几乎没有明显的阴影和反光。 - 应用场景
适合曲面、复杂纹理、印刷品检测：
左图直向型前光：铝箔表面反光强烈，纹理细节被淹没
右图 CDI 漫射光：反光被消除，铝箔上的文字、纹理清晰可见，适合做包装印刷、标签检测
五、偏振光（Polarized Light）：过滤眩光的 “反光克星” - 原理
在光源前加一个偏振片（Polarizer），在镜头前加一个检偏片（Analyzer）。
光线经过偏振片后，变成单一方向的偏振光
物体表面的镜面反射会让偏振方向改变，被镜头前的检偏片过滤掉
只有漫反射的光线（携带表面纹理信息）能进入相机 - 应用场景
专门解决高反光表面的眩光问题：
左图无偏振环形光：瓶盖表面反光刺眼，文字几乎看不清
右图带偏振环形光：眩光被完全过滤，瓶盖上的文字、条码清晰可辨 - 红外光（IR）光源
原理
红外光（IR）的波长在700nm 以上，属于可见光之外的波段，人眼不可见。
工业相机（CCD/CMOS）对红外光敏感，所以相机能拍到，但操作人员看不到，不会被晃眼或影响作业。
红外光的穿透性很强，能穿透薄塑料、烟雾、灰尘，适合透过包装检测内部物体。
核心特点
不影响人眼，适合需要长时间连续打光的产线
穿透性强，能穿过薄包装、粉尘，检测内部轮廓
抗环境光干扰能力强，适合光线复杂的车间 - 紫外光（UV）光源
原理
紫外光（UV）的波长在400nm 以下，人眼同样不可见。
很多物质（墨水、胶水、标签、荧光材料）在紫外光照射下会发出荧光（从 UV 吸收能量，再释放出可见光）。
相机镜头前可以加高通滤光片，把入射的 UV 光过滤掉，只让物体发出的荧光进入相机，背景是黑的，目标信息特别清晰。
应用场景
左图（不滤光）：背景和目标都有杂光，文字不突出
右图（带 UV 滤光器）：背景 UV 光被过滤，墨水发出的荧光文字 “A2” 非常清晰
典型用途：
检测隐形墨水打码、防伪标签
检测胶水、密封胶是否均匀涂覆
荧光材料缺陷检测 - 彩色光源（红 / 绿 / 蓝）
原理：色彩与灰度的关系
工业相机拍到的是灰度图，物体在不同颜色光下的灰度表现不同：
物体反射和光源同色的光，所以会显得亮（灰度高）
物体吸收和光源互补色的光，所以会显得暗（灰度低）
比如：
红光照射红色物体：反射多 → 亮
红光照射绿色 / 蓝色物体：吸收多 → 暗
白光照射：所有颜色物体的灰度差异很小，不明显
应用场景
左图（环境光）：瓶盖的彩色文字在自然光下不突出，和背景融合
右图（蓝光）：蓝色背景被蓝光打亮，变成浅灰色；红色文字吸收蓝光，变成深黑色，文字瞬间被凸显出来
典型用途：
彩色印刷品、标签的文字 / 缺陷检测
利用互补色增强目标与背景的对比度 - 色环原理（互补色选型法）
核心概念：互补色
色环上正对面的颜色就是互补色（比如红 - 青、绿 - 品红、蓝 - 黄）。
用互补色光照射物体时，物体颜色会被压暗，接近黑色
用同色光照射物体时，物体颜色会被提亮，接近白色
应用示例
图中红绿蓝三色图案的测试结果：
绿光照射：绿色被提亮，和背景融合，看不清
红光照射：绿色和蓝色被压成黑色，红色图案也不突出
蓝光照射：蓝色被提亮，绿色和红色被压暗，对比度最好
选型口诀
“要亮用同色，要暗用补色”
想突出某个颜色的文字 / 图案 → 用它的互补色光（比如红文字用蓝光打）
想让背景变亮、目标变暗 → 用目标的互补色 - 环形光低角度照射（暗场照明）
原理
环形光的光源以 ** 低角度（接近 90° 切线方向）** 照射物体：
物体平坦的部分会把光线反射出去，相机收不到，所以背景是黑的
物体凸起、边缘、划痕、字符会把光线反射进相机，这些部分会变亮
应用场景
左图（普通光源）：IC 芯片表面的字符和背景灰度差不多，几乎看不见
右图（低角度环形光）：字符的边缘被照亮，和背景形成强烈对比，文字清晰可见
典型用途：
芯片、PCB 板的字符、丝印检测
表面划痕、凹坑、边缘轮廓检测
微小缺陷（如裂纹、毛刺）的放大检测 - LIM 条形组合光源
原理与特点
这是一种四边条形光组合的模块化光源：
四个边都安装了独立的条形 LED 灯，每边的亮度、角度都可以单独控制
可以根据被测物体的大小、反光特性，灵活调整照射方向和角度
照射面积大，均匀性好，能避免镜头边缘渐晕带来的打光不均问题
应用场景：药片检测
难点：视场大、背景是强反光铝箔，药片和背景亮度接近，边缘很难区分
效果：用四边条形光从不同角度照射，药片边缘会形成清晰的阴影，和反光背景隔开，同时避免了眩光干扰，边缘轮廓一目了然
其他用途：PCB 板、IC 元件、Mark 点定位、条码识别等 - RID 球积分照明（穹顶光）
原理与特点
半球形内壁是高反射漫射材料，光线从底部 360° 照射到内壁，再均匀反射到被测物体上
相当于一个工业级 “无影灯”，能把所有方向的光线均匀打在物体上，彻底消除阴影和反光
照度均匀度极高，特别适合曲面、凹凸不平的表面
应用场景：喷锡 PCB 板检测
难点：喷锡 PCB 板表面凹凸不平，普通环形光照射会出现亮斑、阴影，对比度差
效果：球积分无影光照射后，整个视场光照均匀，焊盘、线路的对比度大幅提升，缺陷清晰可见
其他用途：金属、玻璃等强反光表面的划痕、缺陷检测 - 条形光源照射方式
原理与特点
由多根独立的条形光源组成，安装角度、亮度都可以自由调整
可以根据被测物体的形状，灵活组合成不同的照射角度（比如低角度、侧打光）
颜色也可以自由搭配，适配不同的检测需求
应用场景：电池盖子字符检测
难点：电池盖表面反光强，字符和背景对比度低，直接打光会被反光淹没
效果：用两根条形光源从低角度侧打光，让直接反光无法进入镜头，而字符、划痕的漫反射光可以被捕捉，形成明显的灰度差，字符 “Power 770” 清晰可见
其他用途：金属表面检测、LCD 面板、图像扫描、表面裂纹检测 - 同轴光源照射方式
原理与特点
光源通过半透半反分光镜，垂直照射到物体表面，再原路反射回相机
可以消除物体表面不平整带来的阴影，减少光损失，成像清晰度高
特别适合高反光、镜面物体的检测
应用场景：胶膜 MARK 点定位
难点：胶膜表面反光强，普通光源照射下 MARK 点对比度低，定位困难
效果：同轴光源利用物体的镜面反射，把 MARK 点清晰地凸显出来，对比度极高，定位效果一目了然
其他用途：金属、玻璃、晶片的划痕检测，芯片破损检测，Mark 点定位 - 背光照明
原理与特点
光源放在被测物体的正下方，光线向上照射，物体挡住光线，形成剪影效果
物体轮廓会变成黑色，背景是亮白色，对比度极高，边缘极其清晰
可以看清物体的外轮廓、孔位、缺口等特征，不受表面纹理影响
应用场景：手机按键检测
难点：用前光照射时，按键的边缘模糊，细小的孔位难以看清
效果：背光照射下，按键的轮廓和孔位都变成了清晰的黑色剪影，边缘分明，所有细节都能看清楚
其他用途：机械零件尺寸测量、电子元件外形检测、透明物体划痕检测