【導讀】當光穿過介質（玻璃

、水、空氣等）時，不同的波長會以不同的角度彎曲。這通常是在陽光穿過棱鏡並產生彩虹效果時觀察到的；較短的波長比較長的波長彎曲得更多。當試圖在成像係統中解析細節和獲取信息時，同樣的情形會產生問題。

光的波長對視覺成像性能的影響

當光穿過介質（玻璃、水
、空氣等）時，不同的波長會以不同的角度彎曲。這通常是在陽光穿過棱鏡並產生彩虹效果時觀察到的；較短的波長比較長的波長彎曲得更多。當試圖在成像係統中解析細節和獲取信息時，同樣的情形會產生問題。

為了避免這個問題，成像和機器視覺係統通常使用單色照明，它隻涉及單一波長或光譜的窄帶。單色照明
，例如來自660nmLED，實際上消除了成像係統中所謂的色差。

波長的影響

單色照明通過消除色焦偏移和橫向色差來增強對比度。很容易以LED照明、激光和通過使用過濾器的形式獲得。但是
，不同波長在係統中可能產生不同的MTF效應。衍射極限定義了完美透鏡可以產生的最小理論光斑
，例如艾裏斑直徑與波長相關的定義。

對於普通鏡頭而言，使用相同的鏡頭在相同的工作距離和f/#下，使用白光和使用470nm波長的光源進行照明會有不一樣的結果。在圖中，白光下的鏡頭的奈奎斯特極限下的所有性能均不高於50%；470nm光波長情況下
，奈奎斯特極限下的所有性能均高於白光下的。此外，470nm下的係統中心的性能高於白光下的衍射極限。

這一提升得益於以下兩方麵原因：1
、使用單色光消除了係統中的色像差；2
、470nm波長的光是用於可見範圍成像光線的最短波長之一。所以較短的波長能夠實現較高的分辨率。

光的波長對成像性能具有顯著的影響，這種影響主要體現在視覺成像
、色差消除
、鏡頭性能以及不同波段範圍成像應用等多個方麵。

首先
，光的波長會影響視覺成像的性能。當光穿過不同介質（如玻璃、水、空氣等）時shi，不bu同tong波bo長chang的de光guang會hui以yi不bu同tong的de角jiao度du彎wan曲qu，這zhe在zai陽yang光guang穿chuan過guo棱leng鏡jing並bing產chan生sheng彩cai虹hong效xiao果guo時shi尤you為wei明ming顯xian。較jiao短duan的de波bo長chang相xiang比bi較jiao長chang的de波bo長chang會hui彎wan曲qu得de更geng多duo。在zai成cheng像xiang係xi統tong中zhong
，這zhe種zhong彎wan曲qu可ke能neng會hui導dao致zhi細xi節jie解jie析xi和he信xin息xi獲huo取qu的de困kun難nan。為wei了le避bi免mian這zhe種zhong問wen題ti，成cheng像xiang和he機ji器qi視shi覺jiao係xi統tong通tong常chang會hui采cai用yong單dan色se照zhao明ming，這zhe種zhong照zhao明ming方fang式shi隻zhi涉she及ji單dan一yi波bo長chang或huo光guang譜pu的de窄zhai帶dai，從cong而er消xiao除chu色se差cha，提ti高gao成cheng像xiang質zhi量liang。

其qi次ci，波bo長chang還hai會hui影ying響xiang鏡jing頭tou的de性xing能neng。不bu同tong波bo長chang的de光guang在zai使shi用yong同tong一yi個ge鏡jing頭tou時shi會hui產chan生sheng不bu同tong的de效xiao果guo，這zhe與yu鏡jing頭tou的de透tou光guang率lv和he色se差cha等deng有you關guan。例li如ru，使shi用yong短duan波bo長chang的de光guang與yu鏡jing頭tou配pei合he時shi，其qi理li論lun分fen辨bian率lv和he性xing能neng往wang往wang會hui更geng好hao。此ci外wai
，鏡jing頭tou的de設she計ji也ye需xu要yao考kao慮lv波bo長chang因yin素su
，通tong過guo選xuan擇ze合he適shi的de鏡jing頭tou結jie構gou，可ke以yi將jiang光guang波bo長chang的de影ying響xiang降jiang到dao最zui低di，從cong而er優you化hua圖tu像xiang質zhi量liang。

再者，不同波長的波段範圍成像具有不同的應用。例如，在新冠肺炎疫情期間，長波紅外（LWIR）成cheng像xiang被bei廣guang泛fan應ying用yong於yu非fei接jie觸chu式shi溫wen度du測ce量liang。這zhe種zhong成cheng像xiang方fang式shi利li用yong特te定ding波bo長chang的de紅hong外wai光guang，能neng夠gou準zhun確que地di測ce量liang物wu體ti的de溫wen度du，為wei疫yi情qing防fang控kong提ti供gong了le重zhong要yao的de技ji術shu支zhi持chi。

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