在機器視覺系統設(she)計中,最重(zhong)要的是获得较高的圖(tu)像對比度。正確地選擇照明方(fang)式(shi)、孔径大小和镜头性(xing)能,都可以增加圖像對比度及提高系統性能。虽然設計師可能會為了增加系統(tong)性能而考虑升級(ji)照明及镜头,但这種做(zuo)法會(hui)导致系統的成本顯著增加。但是如(ru)果設計師評估(gu)被成像物體的光谱特性便會发現,只需要使用不同的滤光片,就(jiu)能以很低的价(jia)格大大提高成像品質,同(tong)時最大(da)限度地降低對其他設計元素的影響。
根據系統(tong)結構和光谱透過率(lv)曲線,有(you)一系列的滤(lv)光片可供選擇。长波通滤光片設計用(yong)於截止短波光線,透射长波光線。短波通滤光(guang)片則設計用(yong)於透射短波光線,截止长(zhang)波光線。带通(tong)滤光片(pian)透射中心波长光線,截止(zhi)长波和短波光線(xian)。陷波滤光片則與其相反,截止某(mou)特定中心波长的光線,並(bing)透射长(zhang)波和短波光線。
彩色玻璃滤光(guang)片為視覺系(xi)統提供了廉价的、適用於許多應(ying)用的對比度改善(shan)解決方案,但这仅是在很宽(kuan)的光谱範围中(zhong)區分物體特征,如區分橙色(se)與紫色(se)物體。
干(gan)涉滤光片也透射特定波长範围的光線,但较彩(cai)色玻璃滤光(guang)片更為精確。干涉滤光片可提供納米級別的精準控製以透射及(ji)截止不同波长範围的(de)光線。中性密度滤光片和偏振滤(lv)光片也可為特定成像場(chang)景提高性能。
彩色玻璃滤光片
彩色玻璃滤光片所能透(tou)射的光谱範围與其製作過程中所添(tian)加的掺雜物相關,不同的掺(can)雜物(wu)以及所掺雜的程度,都(dou)將決定能透射的光谱範围以及该滤(lv)光片的衰减密度。加入掺雜物后,其余(yu)的製(zhi)作過程都與標準光學玻璃的製造流程一致。
彩色玻璃(li)滤(lv)光片是宽光谱應用最具成本效益的解決方案,且(qie)性能独立於光線的入射角度,即使應用於廣角镜(jing)头或與系統光轴呈(cheng)倾斜角度,其光學傳輸都不會(hui)改(gai)變。不過(guo),一般來 說彩色玻璃滤(lv)光片的透射率曲線较镀膜干涉滤(lv)光片浅,带通範围的透射率也不如干涉滤光(guang)片(pian),截止與透射(she)波长之間的過渡十分缓慢(man)(圖1)。

圖1:彩色玻璃滤光片一(yi)般的透射率曲線较镀膜干涉滤光片(pian)浅,截止與透射(she)波长之間的過渡十分缓慢(man)。
虽然彩色玻璃設(she)計與概念都较為簡(jian)單,但卻能大(da)力改善圖(tu)像質量。它們(men)能够有效地縮小視覺系統所能(neng)看见的波长範围,且价格也比類似的干涉滤光片便宜。彩色玻璃滤光片是截止不被納(na)入彩色(se)轉盘之内顏色的理想之選。

干涉滤光片
如果(guo)您只是單純希(xi)望辨別黄色與紫色平板,您只需使用(yong)玻璃滤光片即(ji)可。但如果您的應用要求识別十分細微的(de)顏(yan)色差异,那麼您將需要干(gan)涉滤光片,其截止與透射波长之間的(de)過(guo)渡十分迅速。
干涉滤光片一般具有较高(gao)的光學密(mi)度,可以有(you)效截止特定(ding)範围的光線。虽然高光學密(mi)度可提高系統(tong)的能力,但許多機器視覺(jue)應用(yong)都不需要这般精確度。一般(ban)而言,光密度高(gao)於4的滤光(guang)片就非(fei)常精確,更高只會(hui)带來额外的不(bu)必要的成本。




