2021-07-01 1582

UV作为电磁射线，波长为10nm-400nm，被分为3个等级。300nm-400nm波段是较常见的近UV波段，被分为UV-A(315nm-400nm)，UV-B(280nm-315nm)，UV-C(100nm-280nm)。在机器视觉应用，UV-A波段中365nm和395nm波长是较常用的。

UV光可用来检测可见光看不到的特征。由于UV光可以被大多数材料吸收，所以就可能抓取到产品的表面特征。因为波长比可见光短，UV光会被产品表面特征散射。

UV光可以有两种不同的应用方式，一种是基于表面反射的方式，通过黑白相机或者紫外感光性好的彩色相机获取物体表面的图像；第二种，基于UV荧光的方式，物体表面被荧光照亮。有些产品，比如说油漆、塑料、油墨印刷和染料，它们添加有光学增白剂，这些荧光材料会吸收UV光然后重新发射出弥散的长波。吸收和发射的频谱波段较大值位置的差异称为斯托克斯位移。

荧光应用

哪种UV光源和相机可以在特定应用中使用，常常是不断尝试的过程。即便如此，在UV荧光应用中，尽可能多的光照射到物体是必要的，因为发射出来的波长比吸收的长，具有比吸收的光较低的能量。有时有必要使用彩色带通滤光片使得部分波段通过。较常用的UV带通滤光片有BP470、BP505、BP525、BP590和BP635。在机器视觉应用中，较常用的是BP470-470nm的带通滤光片，当与黑白或者彩色相机使用时，可以增加图像的对比度。 

当然也有一些LED发出UV-A、UV-B、UV-C的光，在机器视觉中，365nm、395nm是较常用到的。然而，至于哪种波长效果较好，还需要实际测试才能知道。SVL光源已经开发出一个测试光源盒，可用来测试365nm和395nm，帮助使用者判断究竟哪种波长更有效（图1）。

举一个例子，生产纸尿裤的厂家希望检测针脚是否完整。由于针线上有荧光，UV光可以用来将肉眼可见但不明显的针线打出高的对比度。由于彩色图像不能显示针脚（左），用365nm的光源照射（中）可以提供比395nm更高的对比度（右）。选取UV滤光片也很重要，如果没有使用滤光片，获取的图像就不能显示出针线（图3 右），然而，使用BP470滤光片，针线就呈现出来了（图3左）。

由于滤光片的重要性，SVL开发了一套滤光片。包括7种分光滤光片-用来选择性通过一定频谱范围的光而反射其他频率的光-2种范围在470nm-850nm的颜色滤光片和一个偏振片。27mm的滤光片提供了两个适配环，25.5mm和30.5mm，传输表描述了每个滤光片的规格。

反射UV

UV荧光图像在很多应用中用到，反射UV图像-没有荧光-也可以呈现物体的瑕疵。这里，使用反射UV光获取图像，用来检测空气袋上的产品标签，增强了对比度。

然而，这样的照明方案毕竟比较昂贵。为了高亮显示信封上的胶水，加入需要使用280nm的UV光，因为胶水吸收280nm的光，在反射图像上呈现黑色（图5）。然而，使用280nm的UV LED并不合适，因为每颗LED就要20美元，为了产生足够的光照，可能就需要上千颗这样的LED。

许多比较新的大电流波长长的LED的包装都是10W，在光照输出上都比以前高10-30倍。这些LED可以频闪来提高光亮-这是在高速应用场合关键的特征。另一个优点是在高的工作距离下，可以设计抛物线反射器和透镜来产生汇聚的光斑。