用于EMVA 1288成像传感器和相机测试的参考光源 / Reference Light Source for EMVA 1288 Testing of Imaging Sensors and Cameras

选择一个合适的传感器是图像处理系统设计中的一个重要步骤。然而，对于用户来说，选择并不容易，因为不同的传感器制造商提供的信息并不支持对现有产品进行直接比较。这个问题促使欧洲机器视觉协会制定了EMVA 1288标准[1]。其中列出的参数和测量方法的描述为用户在选择成像传感器和相机时提供了必要的可比性

为了测量灵敏度、线性度和非均匀性，EMVA 1288标准建议使用基于积分球的光源作为参考[2]。作为一个特殊的功能，该标准指出，球体必须配置LED光源。

为了测量成像传感器的灵敏度，可以使用具有准单色发射光谱的光源。为此，它们的强度和发射光谱必须通过校准以绝对的测量单位知道。EMVA 1288中描述的灵敏度测量与更为复杂的成像传感器全光谱灵敏度测量不同，后者仅作为一个选项列在标准中。为了确定单色图像传感器的灵敏度，建议使用接近图像传感器最大灵敏度的波长。通常情况下，使用峰值波长为850纳米的近红外LED。对于彩色图像传感器，需要三个光源来测量其灵敏度。它们的波长与彩色传感器RGB通道中每个通道的最大灵敏度相对应。典型的光源是峰值波长为455纳米、532纳米和630纳米的单色红、绿、蓝LED。

为了测量成像传感器的线性度，参考光源的强度被改变，并与传感器或相机的相应响应进行比较。直观地说，使用LED作为光源似乎是理想的选择，因为它们的光通量或辐射量几乎与工作电流成正比。然而，在实践中，必须考虑到允许的工作电流的有限动态范围和温度管理的谨慎实施。

成像传感器的非均匀性是通过比较传感器被均匀照亮时每个像素的信号来测量的。根据EMVA 1288中的规范，所使用的积分球光源的光场必须大于被照亮的传感器表面。来自Gigahertz-Optik GmbH的模块球体概念可以进行配置，为各种尺寸和类型的传感器提供合适的参考源。通过巧妙地安排积分球上的外部光源，确保中空球体的漫射照明，可以实现表面均匀性分布优于97%的光场。  

参考文献

[1] EMVA 1288 Standard for Measurement and Presentation of Specifications for Machine Vision Sensors and Cameras. 

[2] Theory and applications of integrating spheres