光源控制模块是机器视觉应用最关键的部分之一，在很大程度上能够直接影响图像的质量和应用效果，包括光源控制器和照明光源两部分。

其主要目标是以合适的方式将光线投射到被测物体上，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，同时还应保证足够的整体亮度，当光源不够亮时，可能有三种不好的情况出现：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；并且当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响也会增大。另外物体位置的变化也不应该影响成像的质量，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。

照明光源的好坏直接影响着图像的成像质量、边缘提取及拟合的效果，影响最后的测量结果。好的设计能够改善整个系统的分辨率，简化软件的运算，它直接关系到整个系统的成败。

不合适的照明，则会引起很多问题，例如花点和过度曝光会隐藏很多重要信息；阴影会引起边缘的误检；而信噪比的降低以及不均匀的照明会导致图像处理闽值选择的困难。实际测量或检测过程中，需要针对不同的场合选择合理的照明方案。通常，为了获得良好的照明效果需要进行大量的实验。由于CCD或CMOS是通过物体表面的反射光成像的，影响反射效果的因素有：光源位置，物体表面纹理，物体表面的几何形状及光源的均匀性，这些都是在实际测量中要考虑的因素。

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摄像机之间，这种照明方式能突出不透明物体的阴影或观察透明物体的内部，获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装，主要是照射物体的表面缺陷、表面划痕和重要的细节特征等。前向照明和背向照明的示意图如图所示。

结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,照像机拍摄要求与光源同步，通常用于观测高速旋转或运动的物体。背向照明的优点在于可将被测物的边缘轮廓清晰地勾勒出来。由于在图像中，被测物被所遮挡的部分为黑色，未被遮挡的部分为白色，因此形成黑白分明易于分析的图像，该方法 90%用于精密测量系统中。如果条件不允许，也可以考虑同轴光照明。将光源置于相机和被测物之间，构成同轴光照明。一般来说，相同条件下，同轴光的照明效果不如背向照明的照明效果，而且同轴光源的价格要比背景光源高，所以对于尺寸测量，应首先考虑背景光源。

在实际应用中绝大部分都采用前向照明方式，前向照明又分为“高角度”(75度以上)和“低角度”(25度以下)两种，其区别在于光源发射光线与被测物待测表面法线方向夹角大小的不同。在考虑使用“高角度照明”或“低角度照明”时，首先要考虑被测物表面待测部分，即背景部分机理的不同。所以，在对物体进行照明时，要确定被照物体的特征。如果是显示轮廓，那么用背向照明；如果要显示表面划痕，那么用前向照明。

结构光三维视觉是基于光学三角法原理，一定模式的结构光投影于物体表面，在表面上形成由被测物体表面形状所调制的光栅光条三维图像。该三维图像由处于另一位置的摄像机探测，从而获得光栅条二维畸变图像。光条的畸变程度取决于结构光与摄像机之间的相对位置和物体表面轮廓(高度)。直观上，沿光条显示出的位移(或偏移)与物体表面深度成比例，扭结表示了平面的变化，不连续显示了表面的物理间隙。当结构光与摄像机之间的相对位置一定时，由畸变的光条图像坐标便可以重现物体表面形廓，即构成了三维视觉。

目前投射的结构光有多种形式和类型，如单点，点列，点阵，单直线，多条平行线，单圆环，同心圆环，网格，十字叉丝等等。投射结构光的光源类型有激光光源，白炽灯光源等。根据测量的精度要求和投射光装置的设计结构而采用不同的光源。不同的光源的光谱特性是不同的，导致投射出的结构光的光强分布特性不同，从而直接关系到结构光图像的处理和分析方法的选择。目前，由于激光具有良好的方向性、准直性、单色性及高亮度等物理特性，在许多结构光视觉检测系统中采用激光作结构光的光源。