Chromatisch konfokale Sensoren

Die chromatisch-konfokale Abstandsmessung verwendet die Dispersion von weißem Licht in einer Fokussierlinse um den Abstand einer reflektierenden Oberfläche zum Sensor zu bestimmen. Sie macht sich somit die chromatische Aberration zu Nutze. Eine weiße Punktlichtquelle, realisiert durch eine sehr kleine Lochblende von nur wenigen Mikrometer Durchmesser, wird mit einer nicht farbkorrigierten — dispersiven — Linse auf das Objekt fokussiert.

Durch die Dispersion werden die blauen Lichtanteile näher an der Linse fokussiert und die roten weiter weg. Das reflektierte Licht wird über die gleiche Linse wieder abgebildet und mit einem Strahlteiler vom Beleuchtungsstrahlengang ausgekoppelt und auf eine baugleiche Lochblende wie auf der Beleuchtungsseite abgebildet.

Nach dem gleichen Prinzip wie beim Konfokalmikroskop wird dadurch das Licht ausgeblendet, das nicht aus der Objektebene kommt. Ein Spektrometer hinter der Lochblende bestimmt dann die dominante Wellenlänge des reflektierten Lichtes. Aus dem Wissen über die Fokusweiten der einzelnen Wellenlängen kann aus der dominanten Wellenlänge direkt der Objektabstand bestimmt werden. Vorteil des Verfahrens gegenüber der Konfokalmikroskopie ist das Fehlen von bewegten Komponenten. Auch kann der Tiefenmessbereich im Gegensatz zur Konfokalmikroskopie weitgehend unabhängig vom Arbeitsabstand eingestellt werden.

Die Technologie eignet sich hervorragend sowohl für transparente, hochglänzende, als auch matt schwarze Oberflächen. Bestimmt werden können Ebenheit und Form eines Objektes.

Bild: Precitec Optronik GmbH, Text: Wikipedia