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背光源：光源中的战斗机

在机器视觉中，背光源是最常见和有用的照明技术之一。它常用于测量物体的尺寸、方向或位置，也会用于判断零件的有无等。

▲背光源通常位于被测物的背面，图上箭头是背光源的打光方向，上方相机捕捉透过被测物的光来成像。

▲背光源产品图片

制药行业中常见的背光源的应用是在将绷带、衬垫或纱布材料包装成无菌包装后，检查其是否存在。由于插入的物体及其包装都是柔软的，并且通常是半透明的，因此我们可以使用标准背光灯轻松检查是否存在。

▲通过背光源的打光，我们可以通过上图准确判断包装中是否存在无菌垫，且可以判断出无菌垫的数量与位置。（左图包装中有1个无菌垫，中图没有无菌垫，右图无菌垫有2个）

波长：靠近我，了解我

当我们应用背光源来获取物体信息时，仅仅靠足够的强光是远远不够的。这时，我们就要考虑通过运用不同波长的光透过物体而获取更多的信息。通过光谱我们可以得知：可见光的波长范围为400 nm至约700 nm，紫外光的范围从400 nm到大约200 nm，红外光的范围从700 nm到更高。

▲可见光谱和近可见光谱

实践出真知，我们可以通过以下几个案例，来了解不同波长的光穿透材料拍摄出来的图像的区别。首先，进行实验的是—半透明PCB板，我们选择了两种不同的背光源，一个是660 nm红光的可见光光源，另一个是880 nm红外的不可见光光源，根据下面两图对比，我们明显看出红外光更能穿透PCB板从而使相机捕捉到更多的光，成像效果更为清晰。

▲左图为使用了660 nm红光拍摄的PCB板，右图为使用了880 nm近红外光拍摄的PCB板，两图对比后我们明显看出近红外光拍出的板子上的线路更为清晰。

第二，我们来进行实验的是—检测白炽灯泡灯丝，分别用470 nm蓝色、660 nm红色和880 nm 红外的背光拍摄被测物。由下图我们可以看出，蓝光不会穿透灯泡玻璃和扩散器涂层，红光可以显示一些细节，最后红外光成像最清晰，我们可以根据拍摄图像看到灯泡里的钨丝。

▲左图为使用470 nm蓝色光拍摄的图像，中图为使用660 nm红色光拍摄的图像，右图为使用880 nm 红外光拍摄的图像。

最后，我们来进行的实验则是—检测瓶子中的液体填充量。用来实验的是日常有色玻璃中的古龙香水，分别用最常见的红色光、880 nm的红外光以及波长最短的蓝色光拍摄瓶子中的香水，由下图可知，红色光依然无法穿透瓶子，红外光同样也不能够达到想要的效果，而当我们使用波长最短的蓝光拍摄瓶子时，成像的效果竟然意外的十分清晰。

▲左图为使用红色光拍摄的图像，中图为使用880 nm的红外光拍摄的图像，右图为使用波长最短的蓝色光拍摄的图像。

以上实验我们可知，当我们使用背光源来检测半透明或不透明物体时，使用不同波长的光其检测的效果完全不同，而具体应用怎样波长的光来拍摄，这与被测物的材质成分有相当大的关联。不同波长的光拍摄出的成像效果可以千差万别。

说到这里，视友们肯定也会有疑问，那我们应该运用什么波长的光来拍摄被测物才能达到最好的成像效果呢？这个可不一定，当检测不透明的物体时，我们通常会使用反射光而不是使用背光源，这时不同波长光的颜色对比度是十分重要的一环；而当面对半透明部件的检测时，我们通常使用背光源，被测物的内部结构以及材质会极大的影响光源波长的选择。

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