本实用新型公开了一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，包括第一分光镜、第二分光镜和反光镜，3个光学器件依次连接构成一复合式光学组件，第一、二两个照明光源，第一光源对着第一分光镜的一直角面设置，第一光源发射的光线能被第一分光镜的分光面反射至第一物体；第二光源对着第二分光镜直角面设置，第一摄像机与反光镜的一直角面对应设置，第二摄像机设置在第一摄像机的对面，位于反光镜的另一侧；第一摄像机，反光镜和第二摄像机同轴线设置。通过对向下工件位置信息的计算，可以得到上下工件在位置和姿态上的差异，采用两个摄像机可同时取得工件的图像，可提高工作效率。