共焦传感器光谱共焦传感器：迈向超高精度测量的关键技术

发布时间：2024-11-25 18:11:02

光谱共焦传感器：迈向超高精度测量的关键技术

光谱共焦传感器是一种先进的测量技术，它利用光学色散原理建立距离与波长之间的对应关系，并通过光谱仪解码光谱信息来获取位置信息。这项技术因其高精度、非接触性、高效率以及在线测量等优势，在精密测量领域中发挥着重要作用，并被广泛应用于各种工业和科研场合。

光谱共焦技术通过使用宽光谱光源，如白光LED，发射出的复色光经过色散物镜后，不同波长的光聚焦在不同的位置上。只有聚焦在待测物体表面的波长光线能够通过检测孔并被光谱仪检测到，从而提取峰值波长，实现对物体表面位置的精确测量。

为了实现超高精度测量，光谱共焦传感器在关键技术方面不断取得进展。例如，通过优化色散物镜的设计，可以限制入射角度并改善光斑质量，从而提高测量的分辨率和准确性。此外，通过采用创新的共光路自参考策略扫描待测表面，可以高效提取反射光谱响应，进一步增强测量的稳定性和可靠性。

随着光谱共焦传感器技术的发展，其应用范围也在不断扩大。除了传统的位移测量、三维重建、表面粗糙度检测和厚度检测外，新型传感器如海伯森3D线光谱共焦传感器HPS-LCX1000采用同轴式设计，有效克服了传统光学检测中的遮挡盲区问题，能够对透明、镜面、高反光等材质的表面进行精确检测。

总之，光谱共焦传感器技术正通过不断的创新和改进，迈向超高精度测量的新高度，为先进制造业和科学研究提供了强有力的测量工具。

4月28日，熵智科技在西安推出SZ-Spec系列3D线共焦传感器，可应用于晶圆检测、芯片焊珠、玻璃曲面、PCB板等3C电子与半导体等产业的工业检测，其精度可达0.3微米，线扫速度达到2000Hz，适用于包括反光金属、透明玻璃等多种类型材料。

熵智科技成立于2018年，是36氪持续关注的创业公司，公司此前曾获字节跳动、拓金资本、松禾资本、远望资本等投资。目前公司团队约有60-70人，在深圳、武汉、西安设有办公地点。

光谱共焦技术是一种光学检测方法，由传感器发射端发出复色光色散为波长连续的光谱，通过色彩编码，将波长映射到被测物与传感器的距离。此后，通过软件系统的后处理，可实现3D图像的高精度重建。

熵智科技产品运行展示，36氪拍摄

相较于激光、结构光、X射线等方案，3D线光谱共焦方案有使用材料种类广泛、分辨率高、2D/3D数据同时采集等优点。

此前，3D线光谱共焦传感器市场相对较小，每年出货量约为上千台，长期被德国、芬兰等少数几家海外企业垄断。据熵智科技数据，目前，熵智的产品在性能上可以达到海外竞品的同等甚至更高，市场价格则仅为海外竞品的60%-70%，并且可以在产品接口上实现无缝对接。

熵智科技产品参数，图源：企业官方

熵智科技CEO赵青表示，海外竞品在市场销售方面常常采用软硬件分离的方案，3D图像的后处理软件不仅需要单独付费，而且在适配性、易用性方面有所欠缺。熵智不仅能提供软硬一体的全套解决方案，还能够和设备厂深度合作，针对客户需求进行定制化的服务。

与此同时，随着当前3C与半导体产品加工精度越来越高（比如胶涂层越来越薄），市场对3D线光谱共焦这种高精度检测的产品需求正在不断扩大，原来可以靠激光完成的任务，现在需要如3D线光谱等精度更高的检测方案。

赵青介绍，当前，AI视觉算法的工业化依旧存在大量挑战，纯软件与纯算法的发展受制于硬件的成像能力、成像精度、成像信息维度等多方面因素。因此，软硬件一体化也成为了当今机器视觉行业的重要发展方向。