不同的机器视觉系统的照明设计是不同的，因为影响照明方案的因素太多了。如光强、颜色、均匀性、光源结构、大小、照射方式，以及被测物体光学特性、距离、物体大小、背景特性等。同时，也与被检测对象的特性、工作环境等因素有关。

照明设计主要涉及三个方面：光源的种类和特性;目标及其背景的光反射和传送特性;以及光源的结构。光源和照明方式的选择需要理论知识，但实践经验以及反复的大量试验也很重要。

机器视觉系统中光源的设计涉及到五个重要因素，即方向、光谱、强度、偏振性及均匀性。下面对各个因素的相关知识做以简介。

方向：选择不同的视觉光源，控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置。一般来说有二种基本的方式，所有其它的方式都是从这二种方法中延伸出来的，即直射光和散射光。

直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影;

散射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影。

光谱：光是由单一的或多种成份的光谱组成的，例如日光的光谱就是由从红外到紫外的所有光谱组成的，人眼能感觉的光谱范围在380nm至780nm之间，即从红色780nm到紫色380nm。光的颜色，取决于光源所产生的光的类型，以及覆盖在光源或摄像机镜头上的光学滤色镜。

可见光光谱

偏振性：(偏振)又称偏振光，是光波的一种特征。当光传播时，它像电磁波一样振荡。一般光波的振荡方向是不确定的，光的偏振方向在一定的平面内，如线偏振光的振荡轴垂直于传播方向。光波的这种方向在镜面反射中被保留，而漫反射则丢失了。这允许光的偏振被用来使镜眩光通过相机镜头，消除镜反射的影响。

强度：光线的强度会影响相机的曝光。光线不足意味着对比度低，因此需要增大放大系数，这可能会放大噪声的同时，也可能增大镜头的孔径，但景深减小，增加了散热的可能性。另一方面，强度过大会浪费能量，造成散热问题。

均匀性：在所有的机器视觉应用中，都会要求均匀的光照，因为所有的光源随着距离的增加和照射角的偏离，其照射强度减小，所以在对大面积物体照明时，会带来较大的问题，有时只能做到视场的中心位置保持均匀。