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光源的基本参数

发布时间:2017-10-29

光源的基本参数                                                                           
1. 辐射效率和发光效率  
在给定λ1 ---λ2波长范围内,某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率比,称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。
    在机器视觉系统设计中,在光源的光谱分布满足要求的前提下,应尽可能选用辐射效率较高的光源。
    某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比,称为该光源的光效率。
在照明领域或者光度测量系统中,一般应选用发光效率较高的光源。
2. 光谱功率分布        
自然光源和人造光源大都是由单色光组成的复色光。不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率,常用光谱功率分布来描述。若令其最大值为1,将光谱功率分布进行归一化,那么经过归一化后的光谱功率分布称为相对光谱功率分布。
3. 空间光强分布        
对于各向异性光源,其发光强度在空间各方向上是不相同的。若在空间某一截面上,自原点向各径向取矢量,矢量的长度与该方向的发光强度成正比。将各矢量的断电连起来,就得到光源在该截面上的发光强度曲线,即配光曲线。
4. 光源的色温          
黑体的温度决定了它的光辐射特性。对非黑体辐射,它的某些特性常可用黑体辐射的特性来近似的表示。对于一般光源,经常用分布温度、色温或相关色温表示。
 分布温度
辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱功率分布,与黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致,那么该黑体的温度就称为辐射源的分布温度。
 色温
辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同,则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。由于某一种颜色可以由多种光谱分布产生,所以色温相同的光源,它们的相对光谱功率分布不一定相同。
 相关色温
对于一般光源,它的颜色与任何温度下的黑体的黑体辐射的颜色都不相同。这时的光源用相关色温表示。在均匀色度图中,如果光源的色坐标点与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近,则该黑体的温度称为该光源的相关色温。

5. 光源的颜色           
光源的颜色包含了两方面的含义,即色表和显色性。用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表。例如高压钠灯的色表呈黄色,荧光灯的色表呈白色。当用这种光源照射物体时,物体呈现的颜色(也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉)与该物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性,称为该光源的显色性。国际照明委员会(CIE)规定了14种特殊物体作为检验光源显色性的“试验色”。
6. 光源的寿命           
机器视觉系统多用于工业现场,系统与器件的维护时用户关心的重要问题。采用长寿命光源降低后期维护费用是用户的广泛需求。常用的集中可见光源白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯,这些光源的一个最大缺点是光不能保持长期稳定,衰减较快。以日光灯为例,在使用的第一个100小时内,光能将下降15%,随着使用时间的增加,光能还将不断下降。因此,如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中亟需解决的问题。
  发光二极管(LED)光源作为一种新型的半导体发光材料,在寿命方面具有非常明显的优势。
  根据纽约特洛伊照明研究中心所进行的独立研究测试所获得的结果可知,普通5mm LEDzai 20mA驱动电流下工作,光衰情况如下所示:
 2000-2500小时,光衰到70%;
 6000小时,光衰到50%;
另据资料显示,如果驱动电流降低到10mA,普通5mm LED的衰减速度将会大大降低,半衰期可达到10000-30000小时。
   新型的大功率LED在寿命上又达到了一个新的高度,20000小时光衰到80%,并且伺候的衰减非常缓慢,半衰期可达到100000小时以上。用作工业检测设备的光源优势非常明显,是今后机器视觉系统光源制作的首选器件
            组合光源.jpg

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