3.1. ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Источник лучистой энергии описывается спектральной плотностью  - скоростью испускания энергии в единичном интервале длин волн. Полная мощность излучения источника определяется интегралом спектральной плотности – лучистым потоком

                                              (3.1.1)

Эта величина обычно измеряется в ваттах.

Тело, имеющее более высокую температуру, чем окружающая среда, излучает электромагнитную энергию. Чем выше температура, тем сильнее излучение. Идеальный тепловой излучатель называется абсолютно черным телом. Лучистый поток абсолютно черного тела при любом значении длины волны достигает максимума, возможного для заданной температуры. Спектральная плотность излучения определяется законом Планка [1]

              (3.1.2)

где  - длина волны излучения, - температура тела, ,  - постоянные. На рис. 3.1.1, а показаны графики спектральной плотности для разных значений температуры. В видимой области электромагнитного спектра спектральная плотность излучения абсолютно черного тела может быть аппроксимирована законом Вина [1]:

                        (3.1.3)

График функции Вина для видимой области спектра приведен на рис. 3.1.1, б.

Главнейшим источником света является, конечно, солнце. На рис. 2.1.1,  приведен график измеренного спектрального распределения энергии солнечного света [2]. Пунктирная линия на этом рисунке, аппроксимирующая результаты измерений, представляет собой график спектральной плотности излучения абсолютно черного тела при  К . Лампы накаливания также часто приближенно рассматривают как абсолютно черное тело при  К [3].

Рис. 3.1.1 Излучение абсолютно черного тела [1]: а - закон Планка; б - закон Вина.

Международная комиссия по освещению (МКО) утвердила несколько стандартных источников света, спектральные плотности излучения которых графически представлены на рис. 3.1.2 [4]. Источник  есть лампа накаливания с вольфрамовой нитью. Источник  дает свет, близкий к прямому солнечному свету в диапазоне 400-700 нм. Свет источника  близок к свету при облачном небе. Источник  с равномерной спектральной плотностью излучения часто применяется при колориметрических расчетах.

В системах обработки изображений в качестве источников света часто используются люминофоры кинескопов. На рис. 3.1.3 представлены спектральные плотности излучения нескольких обычных люминофоров [5].

Рис. 3.1.2. Стандартные источники МКО [4].

Рис. 3.1.3. Спектральная плотность излучения люминофоров кинескопов [5].

В одноцветных телевизионных приемниках обычно применяют люминофор Р4, который обеспечивает воспроизведение довольно яркой голубовато-белой картинки. Люминофор Р16 используется в видеодатчиках бегущего луча, так как имеет короткое послесвечение. Для видеодатчиков бегущего луча цветного телевидения выбирают люминофор Р24, излучающий в относительно широкой спектральной полосе и имеющий довольно короткое послесвечение. В приемниках цветного телевидения используют кинескопы с красным, зеленым и синим люминофорами, расположенными в виде триад точек или полос. Люминофор Р22 представляет собой типичную комбинацию трех люминофоров.