光的偏振特性被广泛应用于视觉检测里的图像采集，在进行图像采集时，由于金属或绝缘表面反射光线时会产生部分偏振，造成镜面反射，影响成像效果。解决的方法是，在相机前面加上偏振滤镜，旋转偏振滤镜到一定位置可以抑制部分偏振。但由于非偏振光被物体反射后会产生部分偏振，所以更好的解决方法是使光线到达检测物时先转换成偏振光。这样我们用2个偏振片，安装在镜头上的偏振片起到检偏镜的作用，光源上的偏振片起到起偏镜的作用。只要将检偏镜和起偏镜呈90度，反射造成的偏振光就会被消除或减弱了。

偏振光原理

偏振光检测原理图如图所示

旋转检偏器P2一周，可以看到屏幕上会逐渐交替显现两次最明两次最暗，其光强变化分析如下：

自然光经过起偏器P1后，得到振动平面平行于P1偏振化方向的平面偏振光，其振幅为Ａ。在经过晶片其光强为

Ａo＝Ａsinα，Ａe＝Ａcosα，

α为起偏器主界面与晶片光轴的夹角。过检偏P2器后，只存在振动平面平行于检偏器P2主截面的分量Ａoe和Ａee。

Ａoe＝Ａosinβ＝Asinαsinβ， （１）

Ａee＝Ａecosβ＝Acosαcosβ，（２）

这两束光是同频率、不等振幅、振动平面在同一平面的相干光。透射光的光强为

I2＝A2oe＋A2ee＋2ＡoeＡeecosδ＝I1[cos2(α-β)-sin2αsin2βsin2(δ/2)] , （3）

若强度为 I 的平面偏振光直接通过检偏器，即δ＝０，出射光强为

I=Icos2（α-β）=Icos2θ

其中θ为平面偏振光偏振面和检偏器主截面的夹角。

LED偏振光源在机器视觉中的应用

在机器视觉检测系统中，LED偏振光源克服了大量的工件反光问题。在视觉基础实验平台上进行打光实验，采用LED光源结合偏光镜片和偏光板，可以消除打光时产生的反光现象。在对金属螺钉进行打光实验时，金属螺钉纹理光滑且有部分突起特征。左图为采用普通LED环光照明时，检测目标与背景对比不够突出，检测目标较为模糊。右图为采用 LED双偏振环光打光的效果，金属螺钉与背景对比突出，便于图像处理。

在工业应用上，以工件表面字符检测为例。左图的工件上包着包装膜。若用常规LED光源照明，会因为薄膜上的强反光而阻止大部分光进入到工件，而使工件模糊不清。右图为采用LED双偏振光源能克服反光，增加漫反射，让大部分光进入到工件从而使工件更清楚。因此，采用偏振光源进行打光可以消除或减弱光滑工件表面的反光或亮斑。