通过将反光元件设置在成像物镜与感光元件之间,能够减小激光位移传感器的设备体积,便于激光位移传感器的使用和安装;通过采用线阵感光元件,能够降低激光位移传感器的成本;另外,由于线阵感光元件的多个感光单元沿着直线排列,所以在该直线的延伸方向上的MTF值拉高而将与该直线垂直方向上的MTF值降低,并不会影响测量精度,还能够让光斑更加容易地被线阵感光元件所接收;通过采用带通滤光片,能够滤除或降低杂散光,避免激光位移传感器收到干扰,保证测量的准确度。无论是在工业生产、医疗诊断还是科学研究,它都发挥着巨大作用,为我们提供了准确而可靠的测量数据。无锡激光位移传感器安装操作注意事项
本发明提出的激光位移传感器的成像物镜和感光元件的调制传递函数(MTF)解析结果满足MTFS>MTFT或MTFT>MTFS,能够利用像散,让呈现在感光元件上的光斑在水平方向(即,弧矢方向,S方向)变窄,而在竖直方向(即,子午方向,T方向)变长(或者让光斑在水平方向(即,弧矢方向,S方向)变宽,而在竖直方向(即,子午方向,T方向)变窄),有助于更加容易地确定光斑在水平方向上的中心位置,从而提高测量的准确度;由于激光位移传感器中感光元件的多个感光单元的阵列排布形状为矩形或线形,将矩形长边或直线的延伸方向上的MTF降低,也不会影响测量精度;不仅如此,由于在MTF值被拉高的方向上光斑变窄,而在MTF值被降低的方向上光斑变宽,所以光斑与像元之间的接触面积增大,使得光斑更加容易地被感光元件所接收,能够更好地应对使用中因为振动或机械变形等随带来的不良影响;此外,由于本发明提出的激光位移传感器所采用的成像物镜无需兼顾水平方向和CN1 06855391B4竖直方向的MTF值,所以能够降低物镜的设计难度,节省制造和维护成本;浦东新区激光位移传感器厂家激光位移传感器在3C电子行业中的应用案例。
从图2的镜头图可以看出,第二块透镜的半径很小,主要是为了保证系统在整个工作范围内得到相对均匀的光斑。表1给出了在工作范围内光斑的直径大小,maximum为0.4mm,在靠近透镜的一边,minimun为0.08mm,在55mm处。由于成像系统的入射光是整形部分光经过物体散射回去的,因此整形系统得到的光斑不能太小;同时为了保证精度要求,光斑也不能太大,上面的结果能够满足需求。得到好的出射光斑以后,如何接收物体表面的散射光并使其精确成像,是确保激光位移传感器精度的关键问题。在直入射式三角法测量中,物体沿激光入射方向移动,物面并不垂直于成像光轴。那么在透镜成像过程中(如图1),由几何成像公式可证明: tanα/tanβ=d1/d',即为理想成像的Scheimpflug条件[5]。要想达到理想的成像效果,光电探测器需依此条件放置。
在图1所示的实施例中,成像物镜6包含以下两种结构形式:(形式一)成像物镜6为物侧面和像侧面都为非球面的单一非球面镜片,(形式二)成像物镜6是由多个镜片组合而成的透镜组。综上所述,本发明在激光位移传感器的光学系统设计时,利用增加像散,在感光元件的感光单元沿着S方向排列的情况下,拉高成像物镜S方向的MTF值同时降低T方向上的MTF值,使得线阵感光元件上的光斑呈现长条状态,进而实现以下技术效果:降低激光位移传感器中成像物镜的设计难度,同时降低了设备的成本;高精度激光位移传感器具有较高的灵敏度,能够检测微小的位移变化。
针对相关技术中的问题,本发明提出一种激光位移传感器,能够在不影响测量精度的情况下,降低成像物镜的设计难度,同时让测量系统能够更有效地应对振动、机械变形等不良影响。根据本发明,提供了一种激光位移传感器。根据本发明的激光位移传感器包括激光器、成像物镜以及感光元件,激光器用于射出激光束,由成像物镜接收并出射的光入射到感光元件。其中,在对成像物镜和感光元件CN1 06855391B3进行调制传递函数MTF解析时,解析结果满足以下条件:[0011]在感光元件的多个感光单元的主要排列方向为弧矢方向的情况下,MTFS>MTFT;在感光元件的多个感光单元的主要排列方向为子午方向的情况下,MTFT>MTFS;其中,MTFS为弧矢方向上的MTF值,MTFT为子午方向上的MTF值。进一步地,在进行解析时,空间频率为62.5lp/mm,如果多个感光单元的主要排列方向为弧矢方向,则MTFS>MTFT×10;如果多个感光单元的主要排列方向为子午方向,则MTFT>MTFS×10。[0015]可选地,空间频率为62.5lp/mm,如果多个感光单元的主要排列方向为弧矢方向,则MTFS≥0.5,MTFT<0.05;如果多个感光单元的主要排列方向为子午方向,则MTFT≥0.5,MTFS<0.05。激光位移传感器可以用于测量机械零件的尺寸和形状。浦东新区激光位移传感器厂家
激光位移传感器的使用非常方便。无锡激光位移传感器安装操作注意事项
根据物体表面的散射特性,可确定入射光与成像透镜光轴的夹角。激光入射到被测物体表面,散射光强度成椭球型分布[6]。当入射光垂直入射时,α值越小,成像透镜接收到的散射光强度越大,但角度过小对探测器分辨率要求及制作工艺上都有较高难度,综合考虑取α值为21.8°,由仪器的测量范围±10mm可得到物距为53.85mm。通常情况下,库克三元组有很好的成像效果[7],因此选择库克三元组作为成像透镜的初始结构进行优化。优化过程中以各个镜片表面的半径为变量,控制厚度在适当范围,同时将像面与光轴的夹角β设为可变,采用CODEV的横向像差与波像差相结合的方式进行优化,得到下面的结果。图3为优化后的成像光学系统无锡激光位移传感器安装操作注意事项