Interazioni tra lunghezze d’onda
Luce monocromatica
Il modo più efficiente per illuminare un oggetto è di illuminarlo con una luce dello stesso colore dell’oggetto.
Se invece si vuole avere una riflessione scura, si deve illuminare con il colore complementare a quello dell’oggetto, così da far assorbire tutta la luce all’oggetto.
Viene anche utilizzata una telecamera monocromatica, così da massimizzare il contrasto. Luce monocromatica è spesso preferibile perché evita problemi relativi all’aberrazione cromatica, e evito problemi dovuti a diverse riflessioni per via delle diverse lunghezze d’onda.
title: Attenzione
Quando si cambia lunghezza d'onda, bisogna pensare che potrebbe esserci una differenza di messa a fuoco, specialmente per ingrandimenti molto grandi. La luce blu va a fuoco ad una distanza minore rispetto alla luce rossa.
Luce bianca
Somma di tutte le luci visibili, ed è quella che si avvicina di più alla luce ambientale. Usata quando si usa un sensore a colori, o quando si ispezionano parti colorate con camere monocromatiche.
Usata per controllo qualità in ingresso, soprattutto quando si usano componenti da fornitori diversi. Con luce bianca si ha quindi una immagine non dipendente dal colore dell’oggetto, rispetto alla luce monocromatica.
Luci IR
Spesso usate tra i 780-1000nm perché le telecamere standard riescono a vedere anche questo spettro. Camere non ottimizzate, quindi efficienza spettrale inferiore rispetto al visibile.
Comodo se ci sono persone, perché non stanca l’occhio. Plastiche e inchiostri possono apparire trasparenti sotto IR, cosa che non succede sotto a luce normale.
Luce UV
Nel range 190-380nm. Non molto usata, per alti costi e rischi.
Usata principalmente per oggetti che emettono fluorescenza sotto a questo tipo di luce (plastiche o colle) o sensori pensati appositamente per questa luce.
Filtri ottici
Vetri senza potere ottico con coating speciale. Componenti ottici aggiunti ad un sistema di visione per selezionare la lunghezza d’onda in cui si vuole lavorare. Rimuovono quindi le componenti della luce non necessarie.
Usati con luce bianca per creare effetto monocromatico.
Caratterizzati da una funzione di trasmissione (spettro) che ne descrive il comportamento.
- Sull’asse delle y si trova la percentuale di trasmissione. Valore da 0 a 1 e indica quanta luce passa attraverso il filtro. Rapporto tra quantità di luce che passa e quella che entra.
- Sull’asse delle x si trova la lunghezza d’onda per cui leggiamo il valore di trasmissione
- frequenza di cutoff/cuton. Indica le lunghezze d’onda a cui il filtro taglia il proprio contributo di luce. Solitamente si prendono punti di Half Powe Point, o con trasmissività di 0.05.
Halp Power Point: punti dove la trasmissione è la metà della massima raggiungibile. lunghezza d’onda centrale. Calcolata come dove i punti usati sono HPP. BW è la larghezza di banda. Larghezza del filtro specificati due punti. Solitamente si usano HPP, e quindi prende il nome di HBW - Halp Bandwidth.
Questo filtro è detto passabanda, ovvero permette il passaggio di un certo intervallo di frequenze definito dal filtro.
Conoscendo lo spettro dell’illuminagore, si può calcolare la quantità di luce che arriva sul sensore come moltiplicazione tra lo spettro dell’illuminatore e lo spettro del filtro.
Funzioni filtro:
- sistemi ottici con più luci di colori diversi. Filtri usati per assicurare che le diverse illuminazioni vadano a finire nel sistema corretto
- IR+UV cutoff, tagliano le onde di IR e UV, per assicurarsi di vedere solo la componente del visibile.
- ambienti rumorosi dal punto di vista di illuminazione, per avere solo il contributo di luce dell’illuminatore nella camera.
Filtri UV blocking
Blocca la componente UV della luce, dato che i sensori non sono troppo sensibili alla luce UV, non impattano sulla luminosità dell’immaigne. Usati principalmente per proteggere la lente.
Filtri daylight suppression
Elimina la luce visibile, e lascia passare solo le lunghezze IR. Usata se la luce ambientale è rumore per la foto. Bisogna stare attenti perché spesso le fotocamere hanno un filtro per la luce IR, e quindi con l’aggiunta di questo filtro si rischia di eliminare tutte le lunghezze d’onda.
Filtri IR suppression
Blocca le componenti IR dello spettro. Solitamente implementato nella camera, dato che la luce IR penetra nei substrati di silicio del sensore causando immagini meno contrastate.
Usato per:
- buon contrasto
- eliminare interferenze non volute di IR
- aumentare la resa del colore sulle camere a colori
Filtri neutral density
Diminuisce in maniera costante lungo lo spettro la quantità di luce che entra nell’obiettivo. Permette di:
- diminuire la quantità di luce quando non si vuole/puù cambiare F# dell’ottica
- utile quando la sorgente è troppo luminosa e non si può controllare intensità
- ridurre la luce senza diminuire il tempo di esposizione della camera
Filtri monocromatici
Ampiezza di banda stretta in quanto riescono a accettare solo l’informazione relativa ad un singolo colore. Limitato a telecamere monocromatiche.
Usati per:
- simulare un illuminatore monocromatico combinati con luce bianca. Si spreca potenza sull’illuminatore!
- enfatizzare/sopprimere informazioni colore dell’oggetto che si analizza