[发明专利]一种光谱共焦测量系统及方法

权利要求书

1.一种光谱共焦测量系统，其特征在于，包括：宽光谱线光源、分光镜、色散透镜组、滤光器、聚焦透镜组、线光谱仪和处理器；

所述宽光谱线光源，用于输出线型宽光谱光束；

所述分光镜，用于透射出所述线型宽光谱光束中的部分光线，输出透射光束；

所述色散透镜组，用于接收所述分光镜透射出的透射光束，并将所述透射光束色散，不同波长的光聚焦到不同的高度；当被测物体表面位于色散透镜组的色散聚焦范围内时，色散透镜组接收所述被测物体表面反射回的反射光束，并将所述反射光束透射到所述分光镜；

所述分光镜，还用于接收所述色散透镜组透射的反射光束，并将所述反射光束反射至滤光器；

所述滤光器，用于接收所述分光镜反射出的反射光束，并过滤出目标波长范围的反射光束；

聚焦透镜组，用于接收所述滤光器过滤出的反射光束，并将所述反射光束聚焦到线光谱仪上；

所述线光谱仪，用于接收反射光束，获取所述反射光束的光谱信息和共焦线上不同点的位置信息，并将获取的所述光谱信息和共焦线上不同点的位置信息传输至处理器；

所述处理器，用于根据所述光谱信息和共焦线上不同点的位置信息得到被测量物体的位置信息和高度信息。

2.根据权利要求1所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述滤光器设置在所述分光镜的一侧，所述分光镜的另一侧设置有吸光部件，所述吸光部件用于吸收入射到其表面上的反射光线。

3.根据权利要求1或2所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述宽光谱线光源包括：多个光纤组、连接在多个所述光纤组一端的光纤总集束器，和对应连接在各个所述光纤组另一端的光纤分集束器，各个光纤分集束器的一端对应连接有一个LED灯组，各个LED灯组发出的光为宽光谱复色光。

4.根据权利要求3所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，每个光纤组内设置至少一个光纤，各个光纤组中的光纤在光纤总集束器中交错排列，并且所述各个LED灯组中的LED灯发出的光为宽光谱复色光。

5.根据权利要求4所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，各个光纤组内若干个光纤在光纤分集束器中的排列方式为线型排列、方阵排列或圆形阵列。

6.根据权利要求1所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述宽光谱线光源包括：多个表面上涂覆有荧光粉层的线型LED晶圆。

7.根据权利要求6所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述宽光谱线光源还包括：基板和柱面镜；

所述线型LED晶圆设置在所述基板上，并且所述线型LED晶圆激发所述荧光粉层发出的光束入射至所述柱面镜，形成线型宽光谱光束。

8.根据权利要求1所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述宽光谱线光源为发出线型激光的激光器，以及设置在所述激光器前方的荧光板，所述激光器发出的线型激光照射到所述荧光板上得到线型宽光谱光束。

9.一种光谱共焦测量方法，其特征在于，包括：

利用宽光谱线光源输出线型宽光谱光束；

利用分光镜从所述线型宽光谱光束中分出透射光束；

通过色散透镜组接收所述分光镜透射出的透射光束，并将所述透射光束色散，不同波长的光聚焦到不同的高度；当被测物体表面位于色散透镜组的色散聚焦范围内时，所述色散透镜组接收所述被测物体表面反射回的反射光束，并将所述反射光束透射到所述分光镜；

所述反射光束经过所述分光镜后，反射至滤光器，利用所述滤光器过滤出目标波长范围的反射光束，并利用聚焦透镜组将所述反射光束聚焦到线光谱仪上；

利用所述线光谱仪接收反射光束，以及获取所述反射光束的光谱信息和共焦线上不同点的位置信息，并将获取的所述光谱信息和共焦线上不同点的位置信息传输至处理器；

利用所述处理器根据所述光谱信息和共焦线上不同点的位置信息得到被测量物体的位置信息和高度信息。

10.根据权利要求9所述的光谱共焦测量方法，其特征在于，所述利用宽光谱线光源输出线型宽光谱光束的步骤包括：

对所述宽光谱线光源中输出的线型宽光谱光束进行调节，得到不同发光强度或不同光谱分布的线型宽光谱光束。