在机器视觉检测领域，光源颜色的挑选对图像的对比度、特征分辨率以及检测的准确性有着至关重要的影响。不同颜色的光源，通过其波长特性与物体表面的材质相互作用，能够增强或抑制某些特定的特征。以下是对不同检测表面光源选择策略及原理的详细阐述：

一、光源颜色选择的根本逻辑

1. 波长与材料特性

短波长光（蓝/紫光，450-500nm）：穿透力较弱，易于被表面反射，适用于检测划痕和凹凸纹理。

长波长光（红/红外光，600-900nm）：穿透力较强，能够穿透部分材料（如塑料薄膜、液体），适用于检测内部缺陷。

互补色原理：当光源颜色与物体表面颜色互补时，可以最大化特征对比度（例如，红色物体使用绿色光）。

2. 材质类型与反射特性

二、典型场景光源选型方案

1. 高反光表面（金属、玻璃）

问题：镜面反射导致过曝，掩盖缺陷。

解决方案：

低角度环形光（红色/蓝色）：倾斜入射角减少镜面反射，突出划痕（如手机玻璃盖板检测）。

偏振光（白色+偏振片）：消除眩光，增强氧化层或镀膜缺陷对比度。

案例：铝合金外壳划痕检测，采用30°低角度蓝色环形光，波长470nm，缺陷检出率提升至99.7%。

2. 透明/半透明物体（塑料瓶、薄膜）

问题：透射光干扰表面特征提取。

解决方案：

同轴背光（白色）：穿透材料显示内部气泡或杂质（如药液灌装检测）。红外光（850nm）**：能够穿透PET瓶身进行液位检测，有效避免可见光的干扰。

案例：在矿泉水瓶盖密封性检测中，利用红外背光技术，能够穿透瓶盖显现密封圈的完整性。

3. 复杂纹理表面（如织物、电路板）

问题：背景纹理可能会干扰目标特征的识别。

解决方案：

多色组合光：通过交替使用红光和蓝光来分离不同颜色的特征，例如PCB焊点与绿油的对比。

结构光（绿色激光）：投射条纹以增强三维形变的检测，如芯片引脚的共面性。

案例：在纺织物污渍检测中，使用波长为520nm的绿色LED线阵光源，污渍的对比度可以提高3倍。

4. 深色/吸光表面（如橡胶、碳纤维）

问题：表面吸光性可能导致图像的信噪比低。

解决方案：

高亮度红光（630nm）：长波长光能够穿透表面的微小凹凸，增强纹理细节。

紫外光（365nm）：激发荧光材料以显示隐形缺陷，如轮胎裂纹的荧光标记。

案例：在汽车轮胎胎纹检测中，使用亮度达到5000lux的高功率红色条形光，磨损识别精度可达0.1mm。

三、光源选型技术参数对照表

四、实战技巧

1.快速验证法：

采用可调RGB光源（例如CCS的HX-R系列），实时切换颜色，观察缺陷对比度的变化。在测试中优先采用互补色彩：如果物体是红色，则先尝试使用绿色光源；如果物体表面具有反光特性，则尝试使用相同颜色的光源加上偏振片。

2.环境光隔离：

在阳光干扰的场合，应使用红外光（850nm）配合带有滤光片的工业相机。

例如：在户外物流分拣时，采用红外光源可以避免阳光对条码识别的干扰。

3.混合光源策略：

通过组合不同角度和颜色的光源（例如，正面使用蓝色光加上侧面红色光），从多个维度捕捉物体的特征。

案例：在电子连接器检测中，正面蓝光可以突出引脚间距，而侧面红光则可以显示焊锡的高度。

五、常见错误观念

错误观念1：亮度越高越好→实际上，需要平衡亮度和信噪比，过高的亮度会导致细节丢失。

错误观念2：单色光即可解决所有问题→解决复杂场景需要多色组合或结构光。

错误观念3：角度不影响效果→同一颜色的光源，低角度和垂直照射会产生完全不同的效果。

总结：在选择光源颜色时，应考虑材料的特性（反射/透射）、缺陷的类型（表面/内部）以及环境条件（干扰光）这三个关键因素，并通过实验确定最佳的光源组合。记住：“没有一成不变的标准答案，只有最适合当前场景的解决方案”。