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光源知识介绍

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目录

TOC\o1-1\h\z\u一、 光源作用 2

二、 常见光源 2

三、 关于光的度量参数 2

四、 可见光的波长与颜色 3

五、 可见光颜色合成与互补 4

六、 颜色空间 5

七、 光学基础 6

八、 光源选择过程 7

九、 不同结构光源介绍 7

十、 应用案例 9

光源知识介绍

图像质量对整个视觉系统的图像处理来说，至关重要。选择正确的光源，对图像的质量至关重要。

一、 光源作用

1、照亮物体，提高亮度；

2、得到便于处理的图像；

3、克服环境干扰。

二、 常见光源

种类 特点

使用寿命约1000小时；

优点：亮度高，色温与日光接近；

氙灯

荧光灯

光纤卤素灯

LED

缺点：响应速度慢，发热量大，寿命短，工作电流大，供电安全要求严格，易碎。

使用寿命约1500-3000小时；

优点：扩散性好，适合大面积均匀照射；缺点：响应速度慢，亮度较暗。

使用寿命约1000小时；优点：速度高；

缺点：响应速度慢，几乎没有光亮度和色温的变化。寿命约30000-100000小时；

可以使用多个LED达到高亮度，同时可组合不同形状，响应速度快，波长可以根据用途选择。

三、 关于光的度量参数

1、辐射能和光能

辐射能是以辐射形式发射、传播或接受的能量，单位：J（焦耳），是辐射通量对时间的积分。

光能单位：Lm.s，是光通量对时间的积分。

2、辐射通量和光通量

辐射通量是以辐射形式发射、传播或接受的功率，单位：W（瓦）。

光通量指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积，单位：Lm（流明）。

范围名称缩写

范围

名称

缩写

真空波长（nm）

紫外

可见光

近红外

红外

中红外

远红外

IR-A

IR-BIR-C

780-1400

1400-3000

3000-50000

50000-1mm

4、辐射强度和发光强度

5、辐射亮度和亮度

6、辐射效率和发光效率

7、辐照度和照度

8、辐照量和曝光量

四、 可见光的波长与颜色

真空紫外

UV-V

100-200

远紫外

UV-C

200-280

中紫外

UV-B

280-315

近紫外

UV-A

315-380

蓝紫

BP

380-430

蓝

B

430-480

绿蓝

GB

480-490

蓝绿

BG

490-510

绿

G

510-530

黄绿

YG

530-570

黄

Y

570-580

橙

O

580-600

红

R

600-720

红紫

RP

720-780

五、 可见光颜色合成与互补

可见光颜色的本质是电磁波的震动频率，每一种波长对应一种颜色。其中红、绿、蓝色均不能由其他颜色的光调配出来，而他们按一定比例混合，可以组成包括白光在内的任意颜色，因此称此三种颜色为三基色。

相同色——两种颜色包含完全相同的基色成分

相近色——两种颜色的组合成分有差异，但差异不大对比色——两种颜色没有任何共同成分

互补色——两种颜色相加恰好组成白色光

配合色

生成色

互补色

红+绿

黄

蓝

红+蓝

紫

绿

绿+蓝

青

红

为了方便应用、理解，可以把可见光波段的颜色首位相接组成一个圆环，也就是所谓的

24色相环，简称色环。

可见光具有下列特性：

互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理，青光和橙光混合得到的也是白光。

颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光混合成为黄光。

如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三基色光。光学中的三基色为红、绿、蓝。这里应注意，颜料的三原色为品黄、青、洋红。但是，三原色的选择完全是任意的。

当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸取了，则物体显示的颜色（反

射光）为该色光的补色。如太阳光照射到物体上，若物体吸取了波长为

400～435ntn的紫光，则物体呈现黄绿色。

互补色对比——指24色相环上距离180°左右的颜色对比。对比色对比——指24色相环上间隔120°左右的三色对比。

注：与物体表面自然色相同或相近颜色的光照射到物体上，反射率较高，对比色照射，反射率低。

六、 颜色空间

常见的颜色空间有：RGB、HSV、HSL、CIE、CMY、CMYK（印刷）等。

根据我们常用的“平均色/色差”“面积重心”，来介绍RGB、HSV（也叫HSB，B指brightness明度）。

1、RGB空间

RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(