什么是3D扫描技术,原理介绍。色散共焦检测也是高精度非接触式检测方式的一种,特殊的光源会发出一道白色的复色光,在分光镜和色散镜头等光学器件的作用下形成了多个波长各异的单色光,这些单色光在被测物体表面发生反射,再经由针孔到达光谱仪中。这时候不满足光谱共焦条件的单色光将无法被光谱仪接收,这样光谱仪就能够得到经过筛选的单色光的波长,再经过相关计算就能得到被测物体表面对应位置的高度数据值。该方法主要基于两个原理:1、共焦成像;2、光轴的彩色编码。共焦成像会在下文中详细介绍,下面对光轴和光轴的彩色编码原理进行介绍。
首先,光轴通俗来说就是指光束的中心线,也被称为光学系统的对称轴。当光束沿着光轴发生转动时不会出现任何光学特性的变化。光轴在航天、航空光学系统中有广泛的应用。光轴的彩色编码意味着光学系统具有轴色差:沿此轴每个波长聚焦在不同的点。现在假设样本是在彩色编码范围内,λ是聚焦在其表面的波长。当反射(或散射)束到达针孔的平面,指定波长的光线聚焦在针孔,它们可以穿过针孔到达光谱仪的敏感区。其他波长的光线成像为大斑点,因此它们被针孔阻挡,无法被光谱仪感测到。光谱仪通过识别波长“解码”换算得到距离值,从而得知客观物体的位置。
本系统选用的是CCS色散共焦位移传感器,下面将以此为例详细介绍其检测原理。首先,CCS色散共焦位移传感器主要由光谱仪、光源、分光镜、色散镜头和测量探头组成,其中可使用多个可互换的光源。首先一道白色的复色光由光谱仪中的特殊光源发出,连接光谱仪与测量探头的光纤负责传输,在分光镜和色散镜头等光学器件的作用下形成了多个波长各异的单色光,这些单色光依次照射到中心光轴上,波长的不同决定了这些单色光在光轴上的位置。这些单色光在被测物体表面发生反射后,只有满足光谱共焦条件的光纤可以通过针孔被光谱仪接收到。其他波长的光线因为不满足色散共焦条件成像为大斑点,无法通过针孔。色散共焦位移传感器在接收到满足条件的单色光后,就会根据其波长经过相关计算换算成被测物体的实际高度值。
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