[发明专利]一种光谱编码距离传感器系统

权利要求书

1.一种光谱编码距离传感器系统，其特征在于：包括白光光源、第一导光光纤、第二导光光纤、第一分光棱镜、第二分光棱镜、滤光通道和光谱仪，以一条假想的竖直向下的直线为所述光谱编码距离传感器系统的中心，所述白光光源、所述第一导光光纤和所述第一分光棱镜位于所述直线的一侧，所述第二分光棱镜、所述滤光通道、所述第二导光光纤和所述光谱仪位于所述直线的另一侧，且所述第一分光棱镜和所述第二分光棱镜关于所述直线对称，所述第一导光光纤和所述滤光通道均平行于所述直线；所述滤光通道呈实心的圆柱形，径向截面为同心圆结构，由内到外依次由同轴的内层、中间层和遮光层组成，所述内层的材料的折射率小于所述中间层的材料的折射率；

所述第一分光棱镜和所述第二分光棱镜均为几何尺寸相同的等边三角棱镜，所述第一分光棱镜的第一侧面和所述第二分光棱镜的第一侧面相互平行且平行于所述直线并对称分布于所述直线的两侧，所述第一分光棱镜和所述第二分光棱镜在所述光谱编码距离传感器系统中的高度也相同；

当将被测平面置于所述光谱编码距离传感器系统中检测其位置时，所述白光光源发出的光束经过所述第一导光光纤传导后从所述第一分光棱镜的第二侧面入射，光束与所述第一分光棱镜的第二侧面相交的点作为入射点；光束从所述第一分光棱镜的第三侧面出射经过被测平面反射后从所述第二分光棱镜的第三侧面入射，并从所述第二分光棱镜的第二侧面出射，从所述第二分光棱镜的第二侧面出射的光束中能通过所述滤光通道的光束与所述第二分光棱镜的第二侧面的交点作为出射点，通过所述滤光通道的光束被所述第二导光光纤导入所述光谱仪进行检测；其中，所述入射点和所述出射点关于所述直线对称。

2.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于，所述白光光源为连续光谱光源，其光谱特性覆盖整个可见光范围；其中从所述入射点入射的光束的直径的范围为50μm至5mm，发散角在0.1°至10°。

3.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于：所述第一导光光纤的中心轴线与所述滤光通道的中心轴线关于所述直线对称。

4.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于：所述滤光通道的内层的直径范围在50μm至5mm之间，外层的径向厚度在10nm至5mm之间。

5.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于：靠近所述第二分光棱镜的第二侧面的所述滤光通道的下端的端部距离所述出射点的竖直距离在10μm至5mm之间。

6.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于：所述滤光通道的长度不小于100μm。

7.根据权利要求1所述的光谱编码距离传感器系统，其特征在于：当被测平面是镜面时，所述被测平面与所述直线垂直相交。