自中国的制造2025、德国的工业4.0概念提出以来，全球范围内的工业生产、生活加快了向“智能工厂”、“智能生产”、“智能物流”方向发展的步伐，对技术的自动化和智能化提出了更高的要求，更加快了机器视觉科技在工业生产生活领域中的广泛应用和深度开发。重构物体表面的三维形貌一直是机器视觉中的一项重要的研究方向，物体表面的光反射特性更是机器视觉下三维形貌重构技术的重要影响因素。为获得到结构光源照射下微表面光反射的特性，本文以单目视觉系统为研究平台，对常见的微小金属器件微表面的光反射特性进行了探索和研究。　　（1）对反射模型进行了研究，介绍了反射模型的发展及其通用模型。　　（2）基于 LED的光照特性，数学分析了系统光源结构，建立该机器视觉系统下的光源光照强度分布模型。系统光源因其结构特性而引起的光强在目标物体表面的分布特性及其光照特性对于成像特征具有重要影响，从而影响物体表面的光反射特性分析，继而影响三维重构的精度。　　（3）分析、总结了不同材质表面光反射特性对简单结构光源光照强度分布的影响。分别对红色、绿色、蓝色LED构成的简单结构光源照射下的纸表面、芯片表面、锌垫圈表面的光反射特性进行了分析，总结出物体表面特征，包括表面粗糙度和表面反射系数对简单结构光源的光照分布的影响。　　（4）分析、总结了不同材质表面光反射特性对环形结构光源光照强度分布的影响。分别对第一层红色、第二层绿色、第三层蓝色的LED组的环形结构光源照射下的纸表面、芯片表面、锌垫圈表面的光反射特性进行了分析，总结出物体表面特征，包括表面粗糙度和表面反射系数对环形结构光源的光照分布的影响。　　（5）分析、建模了光源出射角度对物体表面的光反射特性的影响，建立光源出射角与物体表面光反射特性的数学模型，确定光源结构特性对物体表面反射特性的影响。　　（6）分析、总结了物体表面光反射特性与物体表面高度变化的关系。在两种结构光源的分别照射下，对物体的高度变化引起的物体表面光照分布变化的影响进行了研究、分析，从而得出光反射特性与光源结构和物体高度的变化关系。