[发明专利]一种基于双波段探测的双轴光谱线共焦传感器

权利要求书

1.一种基于双波段探测的双轴线光谱共焦传感器，其特征在于所述装置包括：光源组件(100)、照明组件(200)、探测组件(300)、光谱解调组件(400)；

所述光源组件包括LED光源(110)、光纤耦合器(120)，将LED光源(110)发出的光混合并引导至照明组件(200)；

所述照明组件(200)包括照明狭缝(210)、第一线性渐变滤光片(220)和第一色散物镜(230)，将不同波长的光均匀投射在测量面上；

所述探测组件包括第二色散物镜(320)、探测狭缝(310)，关于被测表面共轭设置，使被测表面的反射光重新聚焦在探测狭缝(310)处，探测狭缝(310)用于遮挡不能聚焦在被测表面的波长，只允许恰好聚焦在被测表面的波长通过；

所述光谱解调组件包括准直透镜(410)、二向色镜(420)、第二线性渐变滤光片(430)、第三线性渐变滤光片(460)、第一CMOS相机(440)、第二CMOS相机(450)，将通过探测组件的光按两个波段分成两束分别解调其光谱成分，得到包含在光谱能量分布中的高度信息。

2.根据权利要求1所述的光源组件(100)，其特征在于LED光源(110)的波长范围是λ₁～λ₂，LED光源(110)的光谱分布连续、平滑。

3.根据权利要求1所述的光源组件(100)LED光源(110)包含LED的数量为1～2个，每个LED进入光纤耦合器(120)的能量相同，光谱范围总和覆盖λ₁～λ₂。

4.根据权利要求1所述的照明组件(200)，其特征在于照明狭缝(210)发出的照明光均匀一致。

5.根据权利要求1所述的照明组件(200)，其特征在于第一线性渐变滤光片(220)的光谱范围是λ₁～λ₂，将光源组件(100)发出的光谱范围全部包括在内。

6.根据权利要求1所述的照明组件(200)，其特征在于第一色散物镜(230)光轴与被测表面成一定角度，并产生轴向色散与第一线性渐变滤光片(220)产生的横向色散匹配，使不同波长光的焦线均匀分布在测量面上。

7.根据权利要求1所述的探测组件(300)，其特征在于第二色散物镜(320)与照明组件中的第一色散物镜(230)结构相同。

8.根据权利要求1所述的光谱解调组件(400)，其特征在于准直透镜(410)为消色差透镜组，不同波长的光通过准直透镜(410)后均整形为平行光束。

9.根据权利要求1所述的光谱解调组件(400)，其特征在于通过二向色镜(420)分束并照射在第二线性渐变滤光片(430)的光波长范围是λ₁～λ′，照射在第三线性渐变滤光片(460)的光波长范围是λ′～λ₂，第二线性渐变滤光片(430)的光谱范围是λ₁～λ′，第三线性渐变滤光片(460)的光谱范围是λ′～λ₂。

10.根据权利要求1所述的光谱解调组件(400)，其特征在于第一CMOS相机(440)、第二CMOS相机(450)光谱响应和像素数量、尺寸都相同。