机器视觉光源基础知识简介

　　机器视觉光源基础知识简介

　　我们知道机器视觉中，各种光源对图像扑捉起着很重要的作用。但为什么机器视觉需要这么多种颜色的光了? 为什么机器视觉中常用红色LED灯了?这就需要我们对光的一些基本知识有所了解。

　　一、光的本质

光是一种电磁波，具有波粒二重性。我们使用波的特性解释光的传播，而使用粒子的特性解释关的能量变化。光的不同颜色关键是其波长不同，下图是光作为电磁波的频谱：

　　对人类眼睛可见的光只有很小的范围，但对机器视觉应用而言，非可见的红外和紫外光也是非常重要的。

　　这是我们机器视觉应用光的一个重要理论基础。

　　二.光的频谱响应

　　随着波长的不同，不同物体产生或接受的光波能量作用是不同的，光的频谱响应就是描述这一特性。下图就是机器视觉中从应用到光波频谱响应：

　　人眼只对可见光敏感，以下是对人类眼睛而言的光谱响应图：

　　可以看到对人类而言最敏感的是绿色光。

　　下图光谱响应图中你能猜出那个是金属铝、那个是金的光谱响应图吗?

　　你猜对了吗?

　　上面绿色的线代表的是铝的频谱响应，紫色线代表的是金的频谱响应图。因为铝对我们来说一般表现出白色，说明对每种颜色波长它反应都很均匀，没有那种波长很突出，但对金而言其呈现黄色，因此在黄色波段其频谱响应变化是很大的。

　　下图是太阳光的频谱响应图：

　　太阳光有相当能量在常见光波段之外。

　　我们常用的钨灯频谱怎样了? 下图是钨灯的频谱响应：

　　可以看到其大部分能量是集中在红外区，从这点说，其作为日常照明是有很大的能量浪费。

　　作为机器视觉的红色LED灯频谱如何了?下图是红色LED灯的频谱响应图：

　　我们可以看到LED灯波段集中，大约在15个纳米左右的范围内，而且能量效率高，除此之外LED灯寿命也长。因此机器视觉中我们经常使用LED光源。