光譜共焦測(cè)量技術(shù)為什么選用LED的普通光源？

時(shí)間：2018-05-15

光譜共焦測(cè)量技術(shù)采用的是LED光源

眾所周知，自然界的日光屬白光一種，白光不是純潔的光，而是許多單色光組成的。光在不同介質(zhì)中傳播可能會(huì)有角度偏差的現(xiàn)象產(chǎn)生，而實(shí)際的白光照射下不同介質(zhì)將有很多單線光的折射。光學(xué)材料（透鏡）對(duì)于不同單色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波長(zhǎng)愈短折射率愈大，波長(zhǎng)愈長(zhǎng)折射率愈?。ㄟ@也是不同望遠(yuǎn)鏡所謂的色差不同的原因），同一薄透鏡對(duì)不同單色光，每一種單色光都有不同的焦距，按色光的波長(zhǎng)由短到長(zhǎng)，它們的像點(diǎn)離開(kāi)透鏡由近到遠(yuǎn)地排列在光軸上（不同的單色光的波長(zhǎng)是不同的）這樣成像就產(chǎn)生了所謂色差透鏡錯(cuò)誤。色差透鏡錯(cuò)誤使成像產(chǎn)生色斑或暈環(huán)。在攝影器材中，應(yīng)通過(guò)特殊處理，盡量消減色差透鏡錯(cuò)誤導(dǎo)致的成像問(wèn)題。常用的消除方法有雙膠合系統(tǒng)與雙分離系統(tǒng)。

混色光是由眾多不同波長(zhǎng)光線組成的，我們稱(chēng)之為光譜。所有不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光重疊在一起，形成白光。人類(lèi)肉眼可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍從400nm (藍(lán)光)到700nm (紅光)。通過(guò)透鏡，不同顏色的光不會(huì)聚焦到同一個(gè)點(diǎn)上。這種現(xiàn)象稱(chēng)為色差透鏡錯(cuò)誤或者叫色差透鏡偏差。

而光譜共焦測(cè)量方法恰恰利用這種物理現(xiàn)象的特點(diǎn)。通過(guò)使用特殊透鏡，延長(zhǎng)不同顏色光的焦點(diǎn)光暈范圍，形成特殊放大色差，使其根據(jù)不同的被測(cè)物體到透鏡的距離，會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)精確波長(zhǎng)的光聚焦到被測(cè)物體上。通過(guò)測(cè)量反射光的波長(zhǎng)，就可以得到被測(cè)物體到透鏡的精確距離。這一過(guò)程與攝影器材通過(guò)各種方法消減色差的過(guò)程正好相反。

為了得到上述特殊的色差，需要在傳感器探頭內(nèi)使用若干特殊透鏡，用來(lái)根據(jù)所需量程將光線分解。后使用一個(gè)凸透鏡，將傳感器探頭射出的光線聚攏在一條軸線上，形成所謂的焦點(diǎn)軸線。如果不使用凸透鏡，傳感器探頭射出的光將分散開(kāi)來(lái)，測(cè)量也就無(wú)法進(jìn)行了。

白色光通過(guò)一個(gè)半透鏡面到達(dá)凸透鏡。上述特殊色差就在這里產(chǎn)生。光線照射到被測(cè)物體后發(fā)生反射,透過(guò)凸透鏡，返回到傳感器探頭內(nèi)的半透鏡上。半透鏡將反射光折射到一個(gè)穿孔蓋板上，小孔只允許聚焦好的反射光通過(guò)。透過(guò)穿孔蓋板的光是一組模糊光譜，也就是說(shuō)若干不同波長(zhǎng)的光都有可能穿過(guò)小孔照在CCD感光矩陣單元上。但是只有在被測(cè)物體上聚焦的反射光擁有足夠光強(qiáng)，在CCD感光矩陣上產(chǎn)生一個(gè)明顯的波峰。在穿孔蓋板后面，需要一個(gè)分光器測(cè)量反射光的顏色信息。分光器類(lèi)似一個(gè)特制光柵，可以根據(jù)反射光的波長(zhǎng)，增強(qiáng)或減弱折射率。因此，CCD矩陣上的每一個(gè)位置，對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量物體到探頭的距離。

在整個(gè)量程上，共可以得到**過(guò)30,000個(gè)測(cè)量點(diǎn)。這里只計(jì)算光線波長(zhǎng)，用以產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)。反射光產(chǎn)生的信號(hào)波峰振幅并不在信號(hào)測(cè)量依據(jù)之內(nèi)。也就是說(shuō)反射光的光強(qiáng)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。這意味著，無(wú)論有多少反射光從被測(cè)物體反射回來(lái)，測(cè)量的距離結(jié)果可能是不變的。因?yàn)榉瓷涔獾墓鈴?qiáng)僅僅取決于反射物體的反光程度。因此，采用ERT公司的光譜共焦傳感器，即使被測(cè)物體是強(qiáng)吸光材料，如黑色橡膠；或者是透明材料，如玻璃或者液體，都可以進(jìn)行正?？煽康臏y(cè)量。

詞條
詞條說(shuō)明
光譜共焦傳感器-控制器系統(tǒng)操作說(shuō)明
ERT傳感器之控制器介紹說(shuō)明 1.?CCS-100?介紹 CCS-100?是由一個(gè)控制器（光電模塊）和一個(gè)或多個(gè)可更換的測(cè)頭（色散物鏡）組成。測(cè)頭由一根光纖連接到控制器上。 1.1?單通道CCS-100?控制器 CSS-100?控制器主要控制信號(hào)采集，計(jì)算位移數(shù)據(jù)，可以通過(guò)RS232?接口，或USB2.0?接口，
光譜共焦傳感器之外部觸發(fā)信號(hào)
光譜共焦傳感器之外部觸發(fā)信號(hào) CCS-100與其他設(shè)備同步可以作為主（Sync?out），也可以作為從（用Sync?in），或者混合模式（兩種類(lèi)型都用）。觸發(fā)模式*傳感器對(duì)Sync?in信號(hào)上升或下降沿做出響應(yīng)的方式。所有觸發(fā)模式共同特點(diǎn)是傳感器停止測(cè)量并且等待Sync?in接口上的啟動(dòng)邊沿。信號(hào)輸入：0-5V?TTL信號(hào)，即5V為高電平，0
光譜共焦測(cè)量技術(shù)為什么選用LED的普通光源？
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光譜共焦傳感器Start觸發(fā)模式
?光譜共焦傳感器Start觸發(fā)模式觸發(fā)模式*傳感器對(duì)Sync in信號(hào)上升或下降沿做出響應(yīng)的方式。所有觸發(fā)模式共同特點(diǎn)是傳感器停止測(cè)量并且等待Sync in”接口上的“active”邊沿。觸發(fā)模式可以在“CCS manager軟件”的“Trigger”界面中啟用和禁用，可以通過(guò)DLL或底層指令命令。默認(rèn)情況下，所有的觸發(fā)模式是關(guān)閉的，傳感器啟動(dòng)后立即沒(méi)有中斷的傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)觸發(fā)模式未