[实用新型]一种线光谱共焦传感器

说明书

本实用新型涉及一种线光谱共焦传感器，包括线光源、色散组件、接收组件、狭缝及处理组件，线光源用于输出连续、均匀的线型宽光谱光束；色散组件包括第一准直元件、第一色散元件及第一聚焦元件；接收组件包括第二聚焦元件、第二色散元件及第二准直元件，与色散组件对称设置；狭缝，用于滤除被测物体表面非聚焦波长反射光线；处理组件，包括第三准直元件、第三色散元件、第三聚焦元件及图像传感器。本实用新型以线光源作为传感器照明光源，实现了一条线上共焦波长测量，可一次测量一条线的高度位置信息，测量速度快，精度高，稳定性高,操作简单方便；同时,通过增设反射镜，传感器结构更紧凑，在同等测量性能的前提下，可有效减小传感器体积。

技术领域

本实用新型涉及一种光谱共焦测量装置，特别是一种线光谱共焦传感器。

背景技术

光谱共焦技术是一种基于共焦显微技术衍生的一种测量方法，主要原理是将光源不同波长聚焦到不同高度面上，实现高度和波长对应，通过检测共焦波长来实现高度测量。具有高精度，高速度、高稳定性特点，常用于工业检测技术领域，尤其对于透明物体的测量更具优势。

目前，现有技术中常规光谱共焦技术大部分是单点测量，对于一条线或者一个平面高度信息的测量需要通过移动被测物体或者光谱共焦传感器探头来实现，一方面会影响测量效率，另一方面多次移动也会引入一些其它测量误差，降低了系统测量的稳定性及精度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可实现一条线上共焦波长测量，一次测量一条线的高度位置信息，测量速度快，精度高，稳定性高,操作简单方便的线光谱共焦传感器。

本实用新型采用如下技术方案：

一种线光谱共焦传感器，包括有：

线光源，用于输出连续、均匀的线型宽光谱光束；

色散组件，包括依次承接设置的第一准直元件、第一色散元件及第一聚焦元件，用于对线光源发出的光进行色散并使不同波长光聚焦在不同高度处；

接收组件，包括依次承接设置的第二聚焦元件、第二色散元件及第二准直元件，与色散组件对称设置，用于接收被测物体表面反射的光线并聚焦到不同位置；

狭缝，承接接收组件设置，用于滤除被测物体表面非聚焦波长反射光线；

以及处理组件，包括依次承接设置的第三准直元件、第三色散元件、第三聚焦元件及图像传感器，用于接收通过狭缝的不同波长光线并将其聚焦在图像传感器上不同位置处。

进一步地，所述线光谱共焦传感器还包括有处理器，用于通过检测图像传感器上光斑位置来计算得出被测量物体表面高度信息。

进一步地，所述处理组件还包括有第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜设置于狭缝与第三准直元件之间，用于将通过狭缝的光线偏折至第三准直元件，第二反射镜设置于第三准直元件与第三色散元件之间，用于将第三准直器射出的光线偏折至第三色散元件。

进一步地，所述第一反射镜相对于狭缝倾斜45°角并沿狭缝长度方向设置。

进一步地，所述线光源由白光LED构成。

进一步地，所述线光源前设置有用于管控线光源发散角度的光阑。

进一步地，所述狭缝包括两黑色板，狭缝长度与线光源长度相同，狭缝宽度可调节。

进一步地，所述第一准直元件、第二准直元件、第三准直元件均包括至少一个准直镜片。

进一步地，所述第一色散元件、第二色散元件、第三色散元件采用棱镜和/或光栅。

进一步地，所述第一聚焦元件、第二聚焦元件、第三聚焦元件均包括至少一个聚焦镜片。