光谱共焦传感器

米铱光谱共焦位移传感器测量手机曲面屏幕

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发布日期:2017-11-16 浏览:




 
智能手机的同质化一直是整个行业面临的最大难题之一,自从乔布斯凭借着iPhone革了手机的命之后,似乎一夜之间所有手机的外观都一样了,偶尔有一些“异类”也迅速被淹没。但这个行业最不缺的就是勇敢的开拓者和创新者。当前曲面玻璃显示屏,也常被称为2.5D玻璃屏幕手机逐渐称为智能手机新热点。

曲面屏具有很多优势:

(1)材质不容易损坏,弹性上比普通手机更强;外形看上去个性,至于实用性,鉴于手机尺寸有越做越大的趋势,曲面屏幕可能更加方便操作。

(2)曲面屏幕更易于人眼观看。专家表示这种屏确实更加符合人类视网膜弧度,能改善感官体验。这一点也许在曲面电视屏幕上的感受更直接一些。

(3)曲面屏幕厚度低,重量轻且功耗低。这与柔性屏幕采用的AMOLED——有源矩阵有机发光二极管技术有关。这种二极管省电、能耗低、支持弯曲显示。这对智能手机继续向着更加轻、薄且续航长来说十分有利。

随着曲面屏幕手机的推出,如何测量曲面玻璃的弧度,平面度,厚度以及三维轮廓成为业界新的技术难题。德国米铱公司采用光谱共焦位移传感器,对曲面玻璃屏幕进行测量,达到了良好的效果。

什么是光谱共焦测量原理呢?

白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜,返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上,小孔只允许聚焦最好的反射光通过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱,也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强,在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。

在穿孔盖板后面,需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅,可以根据反射光的波长,增强或减弱折射率。因此,CCD矩阵上的每一个位置,对应一个测量物体到探头的距离。在整个量程上,共可以得到超过30,000个测量点。

这里只计算光线波长,用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。 这意味着,无论有多少反射光从被测物体反射回来,测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此,采用德国米铱公司的光谱共焦传感器,即使被测物体是强吸光材料,如黑色橡胶;或者是透明材料,如玻璃或者液体,都可以进行正常可靠的测量。

与激光三角反射式位移传感器相比,采用光谱共焦式位移传感器测量曲面玻璃的优势:
1)由于光谱共焦传感器采用分析光谱成分对应距离变化的原理,相比激光三角反射式传感器通过反射光斑在CCD上的位置换算距离变化的原理,光谱共焦传感器测量结果更加稳定,分辨率和线性度更好。实际的测量项目中,采用米铱光谱共焦位移传感器后,整个测量机台的重复性甚至可达亚微米级别。
2)对于曲面玻璃边沿较大角度的位置,光谱共焦位移传感器可以获得更大可测量区域。
3)激光三角反射式传感器更加适合测量漫反射被测物。而对于镜面反射的曲面玻璃,同轴测量原理的光谱共焦位移传感器更加适用。
4)光谱共焦位移传感器的测量光斑更小,测量频率更高,适合快速捕捉微小结构的位置变化。


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