Skip to main content

Đặc Tính Vật Lý Của Ánh Sáng

"Fiat lux" - hãy có ánh sáng. Nhưng ánh sáng không chỉ đơn giản là 'ánh sáng' đối với các chuyên gia thị giác máy. Ngay cả nhà vật lý nổi tiếng Isaac Newton đã nghiên cứu các tính chất của ánh sáng mặt trời với các lăng kính vào thế kỷ 16 và phát hiện: "Ánh sáng màu ẩn trong ánh sáng trắng".

Thị giác máy sử dụng ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc có màu cụ thể, nhưng cũng sử dụng bức xạ UV hoặc hồng ngoại. Những bức xạ này không nhìn thấy được bằng mắt người, nhưng có thể dễ dàng được thu nhận bởi các camera công nghiệp.

Phổ Điện Từ​

Vùng nhìn thấy (VIS)​

Dải bước sóng mà mắt người có thể nhận biết, thường từ 400nm đến 780nm.

Tia cực tím (UV)​

  • Dưới 400 nanomet được gọi là bức xạ cực tím (UV)
  • UV cứng cực độ xuống đến 10nm
  • Dải UV trong ánh sáng mặt trời:
    • UV-B: 280nm đến 320nm
    • UV-A: 320nm đến 400nm

Tia hồng ngoại (IR)​

  • Trên vùng nhìn thấy được gọi là bức xạ hồng ngoại
  • IR gần: 780nm đến 2500nm
  • IR trung: 2.5µm đến 50µm

Tính Chất Sóng và Hạt Của Ánh Sáng​

Tính chất của ánh sáng có thể được mô tả theo cả đặc tính sóng và hạt, và nhiều hiện tượng cũng như hiệu ứng có thể được suy ra trực tiếp cũng xảy ra trong thị giác máy.

Quang học hình học (Tính chất sóng)​

  • Đường đi của tia sáng qua thấu kính do khúc xạ
  • Các kỹ sư thị giác máy sử dụng các nguyên tắc này để chọn quang học và tính toán khoảng cách làm việc
  • Phản xạ từ bề mặt tuân theo nguyên lý quang học hình học
  • Khi làm việc với cấu trúc có kích thước trong phạm vi bước sóng ánh sáng: giao thoa, nhiễu xạ và phân cực

Quang học lượng tử (Tính chất hạt)​

Các khía cạnh cơ học lượng tử của ánh sáng giải thích:

  • Hiệu ứng phát xạ và hấp thụ của các vật thể
  • Tán xạ Compton/Raman
  • Sự hình thành các vạch phổ từ các nguồn chiếu sáng như đèn LED, đèn huỳnh quang hoặc đèn halogen kim loại

Các Hiện Tượng Quan Sát Trong Thực Tế​

Hầu hết các nguyên lý lý thuyết này có thể được người dùng quan sát trong thực tế thị giác máy, vì các đối tượng được kiểm tra:

Hiện tượngMô tả
Hấp thụHấp thụ các bước sóng ánh sáng nhất định (nghĩa là chúng có màu)
Phát xạPhát ra các dải bước sóng nhất định
Phản xạPhản xạ ánh sáng tới
Giao thoaĐôi khi tạo ra các mẫu giao thoa (thường gây nhiễu)
Khúc xạKhúc xạ ánh sáng tại bề mặt của chúng
Phân cựcTạo ra các hiệu ứng phân cực

Kết Luận​

[!NOTE] Một số hiệu ứng này không mong muốn và gây khó khăn cho việc đánh giá kiểm tra chi tiết.

Mặt khác, các tính chất cụ thể của đối tượng có thể được sử dụng kết hợp với chiếu sáng, thấu kính hoặc bộ lọc phù hợp để phát hiện khuyết tật hoặc lỗi trong đối tượng được kiểm tra. Một cảm biến camera phù hợp cũng có thể giúp giải quyết vấn đề.