照明方式一般有临界照明和柯拉照明两种。光源经过聚光镜后,成像于物平面上的照明方式称为临界照明,如图4.3所示。若忽略光能的损失,则光源像亮度与光源本身相同。因此,这种照明方式相当于在物平面上放置光源,所以有结构简单、光能利用率高的优点;其缺点是,如果光源表面亮度不均匀,或明显地表现出细小的结构,如灯丝等,则会使物体表面照度不均匀,从而使接受器上的光能量分布不均匀,而影响成像质量和测量精度。
柯拉照明是将光源成像在物镜的入射光瞳处,如图4.4所示。柯拉照明必须满足以下成像关系。光源1经辅助聚光镜2成像在光阑4处;辅助聚光镜2经聚光镜5成像于物平面6上;聚光镜5把它焦点处的光阑4成像于无限远,与成像物镜的入瞳重合(设物镜的入瞳位于无限远)。
由于柯拉照明不是直接把光源,而是把被光源均匀照明了的辅助聚光镜2 (也称为柯拉镜)成像在物平面上,因此,柯拉照明的优点是可以使物体得到均匀的照明,克服了临界照明中物平面照明不均匀的缺点。柯拉照明的缺点是这种照明系统结构复杂,光能损失较大。