CST機器視覺中偏振光源的應用

在日常生活中，經常會遇到各種各樣的問題“反光”這種現象使我們在觀察事物或攝影時有一定的障礙。例如，在水中觀察動植物時，水面上經常會有光點影響視線；在陽光充足的瀝青路面上，司機的眼睛里經常會有耀眼的強光……因此，在機器視覺中，我們經常會遇到類似的情況:因為工件表面的油漆.鍍膜.玻璃.由于包裝膜或其他反光材料的影響，工業相機無法成功收集高質量的圖像。由于圖像對比度低或關鍵特征無法完全呈現，往往會導致機器視覺系統中的誤檢.誤判.精度低.出現不穩定等現象，甚至輸出錯誤的數據。然而，我們可以利用光的偏振特性來解決這些問題。

2.介紹偏振光

偏振是指水平波的振動向量（垂直于波的傳播方向）偏轉到某些方向的現象。法國工程師馬魯斯于1808年發現了光8年發現的。眾所周知，自然光是一種電磁波，屬于水平波。它包含垂直于傳播方向的平面上的所有可能方向的振動，平均而言，它在任何方向上都具有相同的振幅，即振動方向是對稱的，如圖1所示。然而，當光的振動方向對傳輸方向不對稱時，它就變成了偏振光。偏振現象水平波是區別于其他縱波的明顯跡象之一。

根據其性質，偏振光可分為平面偏振光（或線性偏振光）、圓形偏振光、橢圓偏振光和部分偏正光。例如，在自然光通過某種介質（偏振片）后，只有一個固定振動方向的光可以通過該介質獲得線性偏振光。

為了更好地理解光的偏振現象，我們可以借助實驗裝置進行生動的闡述。在圖3.圖4中，P1（起偏器）.P2(檢偏器)是兩個相同的偏振片。在圖3中，自然光(如光或陽光)通過偏振片P1之后，形成偏振光。然而，人類的眼睛無法識別偏振光。如果我們把偏振片放進去，P1的方向是固定的，而偏振片是固定的P2緩慢旋轉，可以發現透射光的強度隨之而來P2.周期性變化性變化，每轉90次°發光強度將逐漸從降低到暗。繼續旋轉P2.光強從接近零逐漸增強到?？梢钥闯?，通過P1的透射光不同于初的入射光，這表明經典P1.透射光的振動對傳播方向不對稱。圖3中的偏振光通過旋轉檢偏器P2、光強發生變化，在P2平行于線偏振光方向時，光強；在P2垂直于線偏振光方向，光強幾乎為零。

在機器視覺光源中應用光的偏振特性，通過合理設計改變光源發射光波的振動方向，限制反射回相機光波的振動方向，可以消除機器視覺中常見的強反射現象。由此產生了偏光光源。

3.偏振光源光路原理

3.偏振片/偏振鏡

偏振片是一種由人工方法制成的薄膜。它是通過特殊方法在透明膠層中定期排列選擇性吸收強的顆粒晶體制成的。它允許光通過一定的矢量振動方向（這個方向稱為偏振方向），并吸收與其垂直振動的光，即具有二向色.因此，自然光通過偏振片后，透射光基本上變成平面偏振光。它是一種常用的偏振器，因為它很容易制造。通過調整兩個偏振片的相對方向，可以過濾掉一些強反射。