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光源的基本參數(shù)

發(fā)布時(shí)間:2017-10-29

光源的基本參數(shù)                                                                           
1. 輻射效率和發(fā)光效率  
在給定λ1 ---λ2波長范圍內(nèi),某一光源發(fā)出的輻射通量與產(chǎn)生這些輻射通量所需的電功率比,稱為該光源在規(guī)定光譜范圍內(nèi)的輻射效率。
    在機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,在光源的光譜分布滿足要求的前提下,應(yīng)盡可能選用輻射效率較高的光源。
    某一光源所發(fā)射的光通量與產(chǎn)生這些光通量所需的電功率之比,稱為該光源的光效率。
在照明領(lǐng)域或者光度測量系統(tǒng)中,一般應(yīng)選用發(fā)光效率較高的光源。
2. 光譜功率分布        
自然光源和人造光源大都是由單色光組成的復(fù)色光。不同光源在不同光譜上輻射出不同的光譜功率,常用光譜功率分布來描述。若令其最大值為1,將光譜功率分布進(jìn)行歸一化,那么經(jīng)過歸一化后的光譜功率分布稱為相對(duì)光譜功率分布。
3. 空間光強(qiáng)分布        
對(duì)于各向異性光源,其發(fā)光強(qiáng)度在空間各方向上是不相同的。若在空間某一截面上,自原點(diǎn)向各徑向取矢量,矢量的長度與該方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比。將各矢量的斷電連起來,就得到光源在該截面上的發(fā)光強(qiáng)度曲線,即配光曲線。
4. 光源的色溫          
黑體的溫度決定了它的光輻射特性。對(duì)非黑體輻射,它的某些特性??捎煤隗w輻射的特性來近似的表示。對(duì)于一般光源,經(jīng)常用分布溫度、色溫或相關(guān)色溫表示。
? 分布溫度
輻射源在某一波長范圍內(nèi)輻射的相對(duì)光譜功率分布,與黑體在某一溫度下輻射的相對(duì)光譜功率分布一致,那么該黑體的溫度就稱為輻射源的分布溫度。
? 色溫
輻射源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光的顏色相同,則黑體的這一溫度稱為該輻射源的色溫。由于某一種顏色可以由多種光譜分布產(chǎn)生,所以色溫相同的光源,它們的相對(duì)光譜功率分布不一定相同。
? 相關(guān)色溫
對(duì)于一般光源,它的顏色與任何溫度下的黑體的黑體輻射的顏色都不相同。這時(shí)的光源用相關(guān)色溫表示。在均勻色度圖中,如果光源的色坐標(biāo)點(diǎn)與某一溫度下的黑體輻射的色坐標(biāo)點(diǎn)最接近,則該黑體的溫度稱為該光源的相關(guān)色溫。

5. 光源的顏色           
光源的顏色包含了兩方面的含義,即色表和顯色性。用眼睛直接觀察光源時(shí)所看到的顏色稱為光源的色表。例如高壓鈉燈的色表呈黃色,熒光燈的色表呈白色。當(dāng)用這種光源照射物體時(shí),物體呈現(xiàn)的顏色(也就是物體反射光在人眼內(nèi)產(chǎn)生的顏色感覺)與該物體在完全輻射體照射下所呈現(xiàn)的顏色的一致性,稱為該光源的顯色性。國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定了14種特殊物體作為檢驗(yàn)光源顯色性的“試驗(yàn)色”。
6. 光源的壽命           
機(jī)器視覺系統(tǒng)多用于工業(yè)現(xiàn)場,系統(tǒng)與器件的維護(hù)時(shí)用戶關(guān)心的重要問題。采用長壽命光源降低后期維護(hù)費(fèi)用是用戶的廣泛需求。常用的集中可見光源白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈,這些光源的一個(gè)最大缺點(diǎn)是光不能保持長期穩(wěn)定,衰減較快。以日光燈為例,在使用的第一個(gè)100小時(shí)內(nèi),光能將下降15%,隨著使用時(shí)間的增加,光能還將不斷下降。因此,如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定,是實(shí)用化過程中亟需解決的問題。
  發(fā)光二極管(LED)光源作為一種新型的半導(dǎo)體發(fā)光材料,在壽命方面具有非常明顯的優(yōu)勢。
  根據(jù)紐約特洛伊照明研究中心所進(jìn)行的獨(dú)立研究測試所獲得的結(jié)果可知,普通5mm LEDzai 20mA驅(qū)動(dòng)電流下工作,光衰情況如下所示:
? 2000-2500小時(shí),光衰到70%;
? 6000小時(shí),光衰到50%;
另據(jù)資料顯示,如果驅(qū)動(dòng)電流降低到10mA,普通5mm LED的衰減速度將會(huì)大大降低,半衰期可達(dá)到10000-30000小時(shí)。
   新型的大功率LED在壽命上又達(dá)到了一個(gè)新的高度,20000小時(shí)光衰到80%,并且伺候的衰減非常緩慢,半衰期可達(dá)到100000小時(shí)以上。用作工業(yè)檢測設(shè)備的光源優(yōu)勢非常明顯,是今后機(jī)器視覺系統(tǒng)光源制作的首選器件
            組合光源.jpg

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