机器视觉成像中的光偏振技术

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视频和机器视觉系统依赖于电子成像仪，这些成像仪通常显示从8位到12位的信噪比。虽然这类相机适用于许多应用场合，但在视场包含极亮区域或热点的情况下，可能会出现问题。有些物体具有反射性极强的某些特征，或者物体可能从产生强烈反射的角度被照亮。光偏振滤波器可以解决这些和其他常见的成像问题。

一、了解极化轴

我们通常把光看作电磁波，在我们认识到在三维空间中，波可以上下、左右振荡。白炽灯、荧光灯、LED和许多激光光源都是随机偏振的。换句话说，光源上每个点的光的摆动角度或平面是随时间变化的。因此，取时间平均值，随机偏振光源连续输出所有偏振光角度。

偏振器吸收入射光在除偏振轴以外的所有平面上振荡，从而产生线性偏振。偏振的另一个例子是来自平面反射的光的部分偏振，这种效应没有偏振元件那么显著。随机偏振光的线性偏振理论上使光源的强度降低了50%，在实际中接近60-65%。光通过两个偏振器与正交偏振轴将完全衰减。然而，几乎完全消除热点和眩光正是使偏光器在夜间有效的照明水平在一个领域。

二、应用实例

所示是一些在成像应用中常用的光偏振技术的例子。通过在光源、透镜或两者上使用线性偏振器，可以消除反射表面的眩光，暴露表面缺陷或在透明物体上显示应力。关于哪种类型的偏光器适合您的应用的更详细的信息可以在我们的偏光器选择指南中进行了解。

消除热点:热点是在一个更漫反射领域内的高反射区域。偏振光照射到这些反射区域，在镜头上使用交叉偏振器，有效地消除了热点，同时均匀地照亮了其余的领域。

没有偏振器            光源和透镜上的偏光器

来自平面的眩光:通过在镜头上放置偏光器来消除来自高反射表面或光学窗口的眩光。由于光的部分偏振，光源在这种情况下可能需要偏振滤波器，也可能不需要。

没有偏振器            光源和透镜上的偏光器

对比度增强:环形光波导因其均匀的漫射照明而受欢迎。然而，环本身可能会出现眩光或反射。将环形输出和透镜分开偏振可以减少这些影响，并能显示出表面细节。

没有偏振器            光源和透镜上的偏光器

应力评估:应力，或不需要的折射率变化，导致偏振角的旋转。在交叉偏振镜之间观察一个无应力的清晰物体应该会产生一个完全黑暗的场。然而，当存在应力时，折射率的局部变化实际上会使偏振角旋转，从而产生不同程度的透射——甚至不同颜色的透射量也不同。

透明物体前后的偏振器

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