光谱共焦传感器可以用于数码相机的相位测距,可大幅提高相机的对焦精度和成像质量。同时,还可以通过检测相机的微小振动,实现图像的防抖和抗震功能。光谱共焦传感器可以用于计算机硬盘的位移和振动测量,从而实现对硬盘存储数据的稳定性和可靠性的实时监控。在硬盘的生产过程中,光谱共焦传感器也可用于进行各种机械结构件的位移、振动和形变测试。光谱共焦传感器在3C电子行业中的应用领域极其大量,可用于各种控制和检测环节,实现高精度、高可靠性、高速的测量与检测。光谱共焦技术的发展将有助于解决现实生产和生活中的问题。国产光谱共焦优势
随着机械加工水平的不断发展,各种微小而复杂的工件都需要进行精确的尺寸和轮廓测量,例如测量小零件的内壁凹槽尺寸和小圆角。为避免在接触测量过程中刮伤光学表面,一些精密光学元件也需要进行非接触式的轮廓形貌测量。这些测量难题通常很难用传统传感器来解决,但可以使用光谱共焦传感器来构建测量系统。通过二维纳米测量定位装置,光谱共焦传感器可以作为测头,以实现超精密零件的二维尺寸测量。使用光谱共焦位移传感器,可以解决涡轮盘轮廓度在线检测系统中滚针涡轮盘轮廓度检测的问题。在进行几何量的整体测量过程中,还需要采用多种不同的工具和技术对其结构体系进行优化,以确保几何尺寸的测量更加准确。国产光谱共焦优势基于白光LED的光谱共焦位移传感器是一种新型的传感器。
光谱共焦传感器通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面上来工作。透镜的排列方式是通过控制色差(像差)将白光分散成单色光。每个波长都有一定的偏差(特定距离)进行工厂校准。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。经过共焦孔径从目标表面反射回来的光进入光谱仪进行检测和处理。在整个传感器的测量范围内,实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸,通常小于10微米。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔内壁面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。
高像素传感器的设计取决于对焦水平和图像室内空间NA的要求。同时,在光谱共焦位移传感器中,屏幕分辨率通常采用全半宽来进行精确测量。高NA可以降低半宽,提高分辨率。因此,在设计超色差摄像镜头时,需要尽可能提高NA。高图像室内空间NA可以提高传感器系统的灯源使用率,并允许待测表面在相对大的角度或某些方向上倾斜。但是,同时提高NA也会导致球差扩大,并增加电子光学设计的优化难度。传感器的检测范围主要取决于超色差镜片的纵向色差。因为光谱仪在各个波长的像素应该是一致的,如果纵向色差与波长之间存在离散系统,这种离散系统也会对传感器的像素或灵敏度在不同波长上造成较大的差别,从而损害传感器的特性。通过使用自然散射的玻璃或者衍射光学元件(DOE)可以形成足够强的色差。然而,制造难度和成本相对较高,且在可见光范围内透射损耗也非常高。光谱共焦技术有着较大的应用前景。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的结合。白色光源和光谱仪可以完成一个相对高度范围的准确测量。光谱共焦位移传感器的准确测量原理如图1所示。在光纤和超色差镜片的帮助下,产生一系列连续而不重合的可见光聚焦点。当待测物体放置在检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表面并反射回来,产生波峰信号。其他波长将失去对焦。使用干涉仪的校准信息可以计算待测物体的位置,并创建对应于光谱峰处波长偏移的编码。超色差镜片通过提高纵向色差,可以在径向分离出电子光学信号的不同光谱成分,因此是传感器的关键部件,其设计方案非常重要。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能,精度可以达到纳米级别。在线管道壁厚检测光谱共焦供应链
光谱共焦位移传感器可以用于材料的弹性模量、形变和破坏等参数的测量。国产光谱共焦优势
本文提出了一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度集成在线测量方法,适用于一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求。该方法利用三坐标测量机平台对零件进行轮廓扫描,并记录测量扫描位置的空间横坐标,然后根据空间坐标关系,将微观高度信息和采样点组合成微观轮廓,通过高斯滤波和评价得到表面粗糙度信息。三坐标测量机具有通用性强、精度可靠,自动化程度高等优点,这种方法可以实现在线测量,提高测量效率和精度。 国产光谱共焦优势