[发明专利]一种基于三角测量法的彩色三角位移传感器及其测量方法

说明书

本发明提供了一种基于三角测量法的彩色三角位移传感器及其测量方法，采用复色点光源为入射光线，实现了用像面能量最高点的位置来表征被测物体高度信息的方法，由于采用复色点光源代替现有技术中的激光点光源，因此彩色三角位移传感器可以具有更高的分辨率，同时利用圆孔对被测物体表面非聚焦波长的反射光线进行过滤，使得仅仅聚焦在被测物体表面上的特定波长的反射光线可以传输到线型探测器，从而使得彩色三角位移传感器具有更高的信噪比，因此本实施例所提供的彩色三角位移传感器及其测量方法，有效的提高了信噪比，可获取到更为准确的物体表面高度信息。

技术领域

本发明涉及高精度测量技术领域，尤其涉及的是一种基于三角测量法的彩色三角位移传感器及其测量方法。

背景技术

随着工业技术发展，技术人员对测量精度的要求也越来越高，激光三角位移法作为一种高精度的无损检测方式，已广泛应用于物体的厚度、形状等物理量的测量。

激光三角位移法实现了线阵或面阵感光元件上信号波峰的位置和被测物体表面的高度信息直接对应，通过提取线阵或面阵感光元件上采集到的信号波峰位置来表征出被测物体的高度信息，但对于被测物体表面形状较为复杂的区域，激光三角位移传感器接收到的信号往往会出现波峰位置偏移或者出现多个波峰的问题，从而导致被测物体表面高度信息不准确。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明提供了一种基于三角测量法的彩色三角位移传感器及其测量方法，克服了现有技术中的激光三角位移传感器测量表面形状较复杂区域的物体表面高度时准确度低的缺陷。

第一方面，本实施例公开了一种基于三角测量法的彩色三角位移传感器，其中，包括：复色点光源、第一色散透镜组、第二色散透镜组，滤光器、聚焦透镜组、线阵探测器和处理器；

所述复色点光源，用于发出复色光；

所述第一色散透镜组，用于对所述复色光进行轴向色散，并将色散出的含有不同波长的光线聚焦到被测物体表面上；

所述第二色散透镜组，用于接收所述被测物体表面反射的反射光束，并将所述反射光束投射到滤光器；

所述滤光器，位于所述第二色散透镜组的焦平面上，用于接收所述第二色散透镜组透射的反射光束，并过滤出特定波长范围的反射光束；其中，特定波长范围为聚焦在所述被测物体表面上光线的波长范围；

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阵探测器上；

所述线阵探测器，用于接收反射光束，获取所述反射光束像点的位置信息，并将获取的所述位置信息传输至处理器；

所述处理器，用于根据所述位置信息得到被测物体表面的高度信息。

可选的，所述复色点光源包括：白光LED和用于对所述白光LED发出的白光进行整形的整形镜片组。

可选的，所述第一色散透镜组和第二色散透镜组结构对称。

可选的，所述第一色散透镜组或第二色散透镜组包括至少一个球面透镜。

可选的，所述滤光器为圆孔，所述圆孔设置在所述第二色散透镜组的焦平面上，用于滤除被测物体表面反射出的非聚焦波长的光线。

可选的，所述线阵探测器为线阵CCD或CMOS。

第二方面，一种彩色三角位移传感器的测量方法，其中，包括：

利用第一色散透镜组对复色光进行色散，并将色散出的含有不同波长的光线聚焦到被测物体表面上；

利用线阵探测器获取所述被测物体表面反射的反射光束像点的位置信息，并将所述位置信息发送至处理器；