光學(xué)頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不受限制,并且可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。例如,可以使用諸如孔和準(zhǔn)直透鏡等的其它透鏡。在本實(shí)施例中,可以通過(guò)No.1光學(xué)頭和第二光學(xué)頭來(lái)測(cè)量待測(cè)物體上的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置。換句話說(shuō),可以同時(shí)對(duì)作為No.1 光學(xué)頭和第二光學(xué)頭的測(cè)量對(duì)象的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)和進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量。當(dāng)然,本發(fā)明不限于在同一待測(cè)物體0上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量的情況,并且可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的待測(cè)物體。將從No.1光學(xué)頭和第二光學(xué)頭射出的測(cè)量光和經(jīng)由光纖和引導(dǎo)至控制器。射出綠色光作為測(cè)量光和。當(dāng)然,本發(fā)明不限于射出同一波長(zhǎng)光的情況,并且可以射出分別與測(cè)量點(diǎn)和的位置相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)光。該傳感器可用于微納制造、生物醫(yī)學(xué)和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域的精密測(cè)量。浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器
隨著精密和超精密制造業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)高精密的檢測(cè)需求也越來(lái)越高,因此高精密的位移傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。超精密的位移傳感器精度可達(dá)到微納米級(jí)別;傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量雖然也有較高的精度,但是由于其可能會(huì)劃傷被測(cè)物體表面,而且當(dāng)被測(cè)物體為弱剛性或是輕軟材料時(shí),接觸式測(cè)量也會(huì)造成彈性形變,引入測(cè)量的誤差,而且接觸式測(cè)量速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量,基于接觸式測(cè)量存在的諸多不足,因此非接觸式位移傳感器受到了更大的關(guān)注。如今非接觸式測(cè)量主要有電磁式和光電式兩類(lèi),電磁式位移傳感器對(duì)被測(cè)物體的材料類(lèi)型有要求,因此不具有wide適用性,而且外界的電磁信號(hào)的干擾也會(huì)對(duì)測(cè)量的精度造成影響;高精密光電式位移傳感器,目前常用的是基于激光三角法的位移傳感器,其測(cè)量原理是激光光源打在被測(cè)物體表面,反射的光經(jīng)過(guò)收光鏡簡(jiǎn),在光電探測(cè)器CCD上成像通過(guò)算法標(biāo)定可以推算出被測(cè)物體的位移。目前的光譜共焦位移傳感器大多采用分光鏡和線陣CCD采集干涉條紋的方法,通過(guò)兩束光源產(chǎn)生干涉,干涉條紋的寬度信息可以反映被測(cè)物的位移量測(cè)量信息,此種方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本相對(duì)較高;傳統(tǒng)的激光三角法光路容易出現(xiàn)遮擋,導(dǎo)致接收反射光困難,對(duì)透明玻璃或表面有凹坑的材料等更是難以測(cè)量。南充光譜共焦位移傳感器源頭直供廠家它使用光譜共焦技術(shù)來(lái)測(cè)量物體的微小位移，能夠達(dá)到亞微米級(jí)的高精度。
本發(fā)明提供一種光譜共焦傳感器和測(cè)量方法。該光譜共焦傳感器包括:光源部,用于射出具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)光束;多個(gè)光學(xué)頭,用于將從所述光源部射出的所述多個(gè)光束會(huì)聚于不同的聚焦位置處,并且射出在所述聚焦位置處被測(cè)量點(diǎn)反射的測(cè)量光:分光器,其包括:線傳感器,以及光學(xué)系統(tǒng),其包括用于使從所述多個(gè)光學(xué)頭射出的多個(gè)測(cè)量光束發(fā)生衍射的衍射光柵,并且向所述線傳感器的不同的多個(gè)受光區(qū)域射出通過(guò)所述衍射光柵所衍射的所述多個(gè)測(cè)量光束:以及位置計(jì)算部,用于基于所述線傳感器的所述多個(gè)受光區(qū)域各自的受光位置來(lái)計(jì)算作為所述多個(gè)光學(xué)頭的測(cè)量對(duì)象的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置
上三棱鏡上背向所述反光鏡的一面設(shè)置為啞光面，探頭殼體的末端固定設(shè)置有用于對(duì)光線進(jìn)行色散聚焦的色散鏡頭，色散鏡頭包括有準(zhǔn)直鏡組和色散聚焦鏡組，準(zhǔn)直鏡組設(shè)置在多色光光源的一側(cè)，用于多色光源的準(zhǔn)直；色散聚焦鏡組設(shè)置在被測(cè)物體的一側(cè)，用于將多色光分別聚焦，并產(chǎn)生軸向色散。光譜儀包括有機(jī)殼，固定設(shè)置在機(jī)殼中并位于接收光纖出光端的軸向上且用于對(duì)反射光進(jìn)行色散的棱鏡組，固定設(shè)置在所述棱鏡組的出光端并用于對(duì)色散后的光進(jìn)行聚焦的聚焦透鏡組，感光元件設(shè)置在聚焦透鏡組的出光端并用于接收聚焦后的多色光。該傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括高精度、非接觸式和抗溫度、抗振動(dòng)等效應(yīng)。
被測(cè)物體表面反射的反射光通過(guò)探頭接收并由接收光纖選擇性的傳輸?shù)焦庾V儀，光譜儀對(duì)反射光進(jìn)行聚焦并通過(guò)設(shè)置在光譜儀中的感光元件對(duì)反射光進(jìn)行量化處理，量化后的光波在光譜儀上產(chǎn)生一個(gè)光譜波峰，光譜曲線的峰值位置與聚焦于被測(cè)物體表面的波長(zhǎng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系；光譜儀將波長(zhǎng)、被測(cè)物體的位移和光譜波峰位置三者建立對(duì)應(yīng)關(guān)系后進(jìn)行分析，通過(guò)光譜波峰反推出被測(cè)物體的位移，實(shí)現(xiàn)利用光譜共焦原理測(cè)量位移的過(guò)程；因此本方案中的光譜共焦位移傳感器通過(guò)光譜共焦工作原理，避免使用激光直接照射到物體表面而呈現(xiàn)顆粒狀的散斑，克服不易確定像點(diǎn)的質(zhì)心位置的缺陷。光譜共焦位移傳感器是一種高精度、高分辨率的位移測(cè)量技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。成都光譜共焦位移傳感器主要功能與優(yōu)勢(shì)
光譜共焦技術(shù)消除了光學(xué)像差和色差的影響，提高了測(cè)量精度。浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器
本實(shí)用新型的工作原理如下:1)鹵素?zé)艄庠窗l(fā)出的光,通過(guò)Y型光纖后,一端經(jīng)光譜共焦透鏡組后,照射到被測(cè)物體表面,經(jīng)過(guò)光譜共焦透鏡組后買(mǎi)不同波長(zhǎng)的光產(chǎn)生光譜的色散。2)光源通過(guò)光譜共焦透鏡組后,照射到某一位置的被測(cè)物體,經(jīng)被測(cè)物體表面反射的某一波長(zhǎng)的單色光,反向回到Y(jié)型光纖的另一端,單色光到達(dá)共焦小孔,由于小孔濾波的作用,only有被測(cè)物體表面反射的該波長(zhǎng)單色光,通過(guò)共焦小孔后進(jìn)入光譜儀,采集光譜信息;并通過(guò)調(diào)整被測(cè)物體的位置,利用光譜儀來(lái)收集反射回來(lái)光的光譜信息。3)對(duì)采集到的光譜信息進(jìn)行光強(qiáng)的歸一化處理,并對(duì)原始的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪平滑等預(yù)處理后,擬合出一條符合平滑的曲線,然后采用高斯擬合的算法來(lái)進(jìn)行峰譜定位,高斯函數(shù)的峰值位置為其一階導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn),可以認(rèn)為找到了高斯函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)零點(diǎn)就找到了高斯函數(shù)的峰譜位置。4)利用超精密的運(yùn)動(dòng)控制臺(tái),來(lái)標(biāo)定不同位置對(duì)應(yīng)的光譜譜峰值,找出一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;標(biāo)定完成后,通過(guò)讀取軟件上峰譜值的大小,就可以測(cè)出被測(cè)物離光源的精確位置。以上only為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例,但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本實(shí)用新型為基礎(chǔ),為實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果,所作出地簡(jiǎn)單變化、等同替換或者修飾等。浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器