机器视觉光源按照波长分类可以分为可见波长光源，特殊波长光源。可见波长光源也就是现代工业机器视觉中最常用的红绿蓝LED光源。特殊波长光源一般是指红外或紫外波长光源，一些特殊材料在可见光范围内吸收差别不大。
灰阶变化不明显时可以考虑采用特殊波长光源，比如说利用紫外光能量高可以激发荧光材料的原理，检测具有荧光发光特性物质微残留时紫外光源就是一种比较有效的手段，因材料成分与红外光谱有对应关系的原理，红外光源对不具有发光性质的有机化合物残留缺陷检出就有很大的作用，甚至可以实现成分分析。
特殊光源中，利用偏振光与物体相互作用后偏振态的变化，利用光学干涉原理的白光干涉在特定缺陷检测中的得到了应用，例如通过相干光的干涉图案计算出对应的相位差和光程差，可以测量出被测物体与参考物体之间的差异，且分辨率与精度为可以达到亚波长，测量三维物体形貌与高度也正成为机器视觉检测的新需求。
同轴光源的灯源排列密度高，亮度高且均匀，能够凸显物体表面不平整，克服表面反光造成的干扰，主要用于检测物体平整光滑表面的碰伤、划伤、裂纹和异物。 同轴光基本是红、绿、蓝三色光源，也可以是不同波长光源的任意组合。
侧光源与同轴光源的平行照射理念正好相反，低角度光源从很小的角度将光线直接照射到被检测物体上。由于光的方向几乎与物体表面平行，物体表面高度的任何变化都会改变反射光到光电传感器的光路，从而突出变化，适合有一定高度的缺陷物检出。
侧光源的角度与高度变化时，有一定高度的被检出物体的强反射面(阳面)和弱反射面(阴面)的角度和反射光强度都会有变化。为检出结果的判定提供了丰富的信息。背光源的原理则是利用被检测物体中不同部分光透过率差异实现检出的方法，硬件上与其他光源的摆放位置不同，光源不与光电传感器同侧，而是置于光电传感器的对面，接受被检测物体透过光的强弱，适合被检测物体中有缺失部分检出。
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