光譜共焦傳感器處于初始階段

• 張星 2024年1月19日 來(lái)源：中研網(wǎng) 338 15
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中國(guó)自動(dòng)化測(cè)量市場(chǎng)把光譜共焦位移傳感器定義為一種高精度可以解決眾多高難度測(cè)量應(yīng)用的新型傳感器。光譜共焦方法存在點(diǎn)掃描、線(xiàn)掃描、和面探測(cè)三種測(cè)量形式。其中單點(diǎn)光譜共焦位移傳感器只能進(jìn)行輪廓測(cè)量，測(cè)量面型時(shí)需配合二維掃描位移臺(tái)，存在效率低下問(wèn)題。而面型探

隨著精密制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量技術(shù)的要求越來(lái)越高。位移測(cè)量技術(shù)作為幾何量精密測(cè)量的基礎(chǔ)，不僅需要超高測(cè)量精度，而且需要對(duì)環(huán)境和材料的廣泛適應(yīng)性，并且逐步趨于實(shí)時(shí)、無(wú)損檢測(cè)。光譜共焦傳感器是一種新型的具有超高精度和超高穩(wěn)定性的光電位移傳感器,代表了先進(jìn)位移傳感器的發(fā)展方向,并在工業(yè)、醫(yī)療等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

光譜共焦傳感器是一種通過(guò)光學(xué)色散原理建立距離與波長(zhǎng)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用光譜儀解碼光譜信息，從而獲得位置信息的裝置。白光LED光源發(fā)出的光通過(guò)光纖耦合器后可以近似看作點(diǎn)光源，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直和色散物鏡聚焦后發(fā)生光譜色散，在光軸上形成連續(xù)的單色光焦點(diǎn)，且每一個(gè)單色光焦點(diǎn)到被測(cè)物體的距離都不同。當(dāng)被測(cè)物處于測(cè)量范圍內(nèi)某一位置時(shí)，只有某一波長(zhǎng)的光聚焦在被測(cè)面上，該波長(zhǎng)的光由于滿(mǎn)足共焦條件，可以從被測(cè)物表面反射回光纖耦合器并進(jìn)入光譜儀，而其他波長(zhǎng)的光在被測(cè)物面表面處于離焦?fàn)顟B(tài)，反射回的光在光源處的分布遠(yuǎn)大于光纖纖芯直徑，所以大部分光線(xiàn)無(wú)法進(jìn)入光譜儀。通過(guò)光譜儀解碼得到光強(qiáng)最大處的波長(zhǎng)值，從而測(cè)得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的距離值。由于采用了共焦技術(shù)，因此該方法具有良好的層析特性，提高了分辨力，并且對(duì)被測(cè)物特性和雜散光不敏感，這就是共焦傳感器的測(cè)量原理。

光譜共焦技術(shù)源于共焦技術(shù)，共焦技術(shù)用于三維形貌測(cè)量時(shí)，需要通過(guò)位移臺(tái)將樣品或共焦測(cè)頭在軸向進(jìn)行掃描，通過(guò)在測(cè)量范圍內(nèi)的多次掃描記錄不同深度的強(qiáng)度值。某一時(shí)刻只有物體表面高度正對(duì)著物鏡焦點(diǎn)處，才能獲得最大值，通過(guò)算法提取最大值即可獲得物體表面形貌。光譜共焦技術(shù)提供了另一種掃描方法，利用玻璃材料的色散特性，即不同波長(zhǎng)的光在同一種玻璃材料中的折射率是不同的，即會(huì)聚焦在不同的平面。利用這一特性，通過(guò)改變光波長(zhǎng)，即可實(shí)現(xiàn)軸向掃描，這一方法可以避免機(jī)械位移帶來(lái)的抖動(dòng)。光譜共焦技術(shù)可以用于減少軸向掃描，也可以用于減少橫向掃描，即光譜共焦技術(shù)和光譜編碼顯微技術(shù) 。目前光譜共焦技術(shù)運(yùn)用比較廣泛，和共焦掃描技術(shù)一樣，同樣分為點(diǎn)掃描、線(xiàn)掃描和面探測(cè)。光譜共焦傳感器技術(shù)目前大致路徑是從點(diǎn)光譜共焦傳感器到線(xiàn)光譜共焦傳感器，未來(lái)趨勢(shì)可能是面光譜共焦傳感器技術(shù)。

3D線(xiàn)光譜共焦傳感器行業(yè)現(xiàn)狀

工業(yè)傳感器賦予設(shè)備感官，并成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制檢測(cè)的第一道關(guān)卡，因此，傳感器承擔(dān)起非常重要的角色。3D視覺(jué)檢測(cè)作為守護(hù)質(zhì)量的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是工業(yè)4.0體系中非常重要的一環(huán)。

隨著視覺(jué)檢測(cè)方案在工業(yè)領(lǐng)域的逐步深入，除常規(guī)的定位、測(cè)量、缺陷、字符識(shí)別等2D應(yīng)用以外，高精密器件生產(chǎn)質(zhì)檢、成品組裝等工序中衍生出更多高精度3D檢測(cè)需求。

新一代3D智能激光傳感器，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)、高速、非接觸式三維數(shù)據(jù)采集，結(jié)合后端測(cè)量軟件，實(shí)時(shí)把控產(chǎn)品生產(chǎn)品質(zhì)。

光譜共焦傳感器是一款高精度測(cè)量設(shè)備，主要應(yīng)用于高度\厚度\平面度\翹曲度\輪廓度的測(cè)量，配合自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)尺寸測(cè)量，解決產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、品質(zhì)保證問(wèn)題。

光譜共焦傳感器是高光譜圖像常用的傳感器，具有精度高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在消費(fèi)電子、通信電子、工業(yè)精密制造等領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)。

3D線(xiàn)光譜傳感器是基于光譜共焦法原理的非接觸式光學(xué)精密測(cè)量傳感器。采用線(xiàn)掃描CMOS成像方式實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物外觀(guān)的3D特征分析，在技術(shù)應(yīng)用上，突破傳統(tǒng)檢測(cè)方式的限制，結(jié)果不受反射光光強(qiáng)影響，可滿(mǎn)足3D產(chǎn)品的外觀(guān)精密測(cè)量需求。

(1)高效AI圖像識(shí)別算法，掃描被測(cè)物一次即可獲取表面全貌/部分的3D成像分析;

(2)可測(cè)量物體表面尺寸、形貌、高度、角度、厚度等，以此分辨外觀(guān)缺陷特征;

(3)材質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可有效解決透明/半透明、高反光、強(qiáng)吸光等材料檢測(cè)的難題;

(4)微米級(jí)精度檢測(cè)：X軸分辨率2.9μm，且具備2048點(diǎn)/線(xiàn)，Z軸重復(fù)精度達(dá)0.1μm;

(5)實(shí)現(xiàn)32萬(wàn)億次/秒的運(yùn)算處理速度，40G光纖傳輸，掃描速率可達(dá)35000線(xiàn)/秒;

(6)IP55工業(yè)防護(hù)，具備±20.5°的角度兼容特性，檢測(cè)可同時(shí)輸出2D/3D數(shù)據(jù)，能適應(yīng)不同環(huán)境下的不同檢測(cè)需求;

(7)完備的SDK及一站式軟件支持服務(wù)，操作簡(jiǎn)易靈活。

中研普華產(chǎn)業(yè)研究院根據(jù)中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)傳感器分會(huì)、智能傳感器行業(yè)協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)披露的信息和數(shù)據(jù)，對(duì)3D線(xiàn)光譜共焦傳感器相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行梳理和測(cè)算，數(shù)據(jù)顯示，2022年國(guó)內(nèi)3D線(xiàn)光譜共焦傳感器行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模約為4.63億元，較2021年上漲了13.20%。相對(duì)而言，我國(guó)在對(duì)整個(gè)傳感器行業(yè)的研究發(fā)展較緩，在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力稍顯不足。數(shù)據(jù)顯示，2022年全球3D線(xiàn)光譜共焦傳感器行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模約為21.91億元，較2021年上漲了6.72%。

圖表：2020-2022年中國(guó)3D光譜共焦傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模情況

目前，國(guó)內(nèi)3D線(xiàn)光譜共焦傳感器行業(yè)的主要競(jìng)爭(zhēng)者有海伯森技術(shù)(深圳)有限公司、深圳立儀科技有限公司、蘇州創(chuàng)視智能技術(shù)有限公司、思顯光電技術(shù)(上海)有限公司、熵智科技(深圳)有限公司等。各公司的簡(jiǎn)介如下：

企業(yè)名稱(chēng)	簡(jiǎn)介
海伯森技術(shù)(深圳)有限公司	作為具有跨專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域綜合研發(fā)實(shí)力的國(guó)產(chǎn)高端工業(yè)傳感器一線(xiàn)企業(yè)，海伯森已入選為國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)和深圳市專(zhuān)精特新企業(yè)，并順利通過(guò)了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證和ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，截至目前，公司已累計(jì)獲得產(chǎn)品自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)十項(xiàng)。 成立至今，公司始終專(zhuān)注工業(yè)傳感技術(shù)的創(chuàng)新，并在光學(xué)精密測(cè)量、工業(yè)2D/3D檢測(cè)、機(jī)器人智能應(yīng)用等領(lǐng)域形成了成熟的產(chǎn)品矩陣，主營(yíng)產(chǎn)品包括3D閃測(cè)傳感器、3D線(xiàn)光譜共焦傳感器、點(diǎn)光譜共焦位移傳感器、超高速工業(yè)相機(jī)和六維力傳感器等。目前公司全面布局海內(nèi)外市場(chǎng)，旨在為3C電子、工業(yè)自動(dòng)化、精密工件檢測(cè)、醫(yī)療、科研等行業(yè)領(lǐng)域提供精密智能傳感技術(shù)，助力實(shí)現(xiàn)智慧工業(yè)和萬(wàn)物互聯(lián)，讓精密智能傳感產(chǎn)品能夠在工業(yè)4.0時(shí)代更好地服務(wù)于全球用戶(hù)。
深圳立儀科技有限公司	深圳立儀科技有限公司成立于2014年，現(xiàn)位于深圳市國(guó)際低碳城，是一家以精密光學(xué)檢測(cè)為主業(yè)的民營(yíng)高科技企業(yè)，光譜共焦位移傳感器及其應(yīng)用配套為主推產(chǎn)品。 立儀科技的關(guān)鍵研發(fā)人員在激光位移測(cè)量、3D掃描領(lǐng)域有十幾年的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光譜共焦比激光三角法精度高適應(yīng)性廣。該傳感器屬于有些國(guó)家對(duì)出口中國(guó)進(jìn)行精度限制的產(chǎn)品。立儀以打造高規(guī)格的光譜共焦位移傳感器并減少成本普及推廣為志向，匯集在光譜共焦領(lǐng)域光學(xué)、機(jī)械、軟件人才和合作伙伴晝夜奮戰(zhàn)，數(shù)年磨一劍，開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密光譜共聚焦位移傳感器商業(yè)化產(chǎn)品系列，掌握核心技術(shù)，破除封鎖彌補(bǔ)空白，并在原有基礎(chǔ)上有大幅改進(jìn)并申請(qǐng)了多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。
蘇州創(chuàng)視智能技術(shù)有限公司	公司是一家專(zhuān)業(yè)從事精密檢測(cè)系統(tǒng)、精密測(cè)量傳感器研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及售后的技術(shù)研發(fā)驅(qū)動(dòng)型企業(yè)，由來(lái)自國(guó)內(nèi)外一流高校的博士、碩士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立于蘇州市吳中區(qū)木瀆經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)。公司秉承著“技術(shù)研發(fā)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用需求導(dǎo)向，服務(wù)客戶(hù)優(yōu)先”的原則，致力于成為擁有“中華自主品牌”的“精密測(cè)量專(zhuān)家”，愿同各方一道，為國(guó)內(nèi)高端儀器儀表及精密傳感器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展添磚加瓦。 創(chuàng)視智能目前推出了光譜共焦位移傳感器和激光三角位移傳感器兩款系列產(chǎn)品，已與多家高校及行業(yè)龍頭企業(yè)建立合作伙伴關(guān)系，應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子、市政工程等領(lǐng)域。自成立至今，公司已累計(jì)申請(qǐng)各類(lèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)十余項(xiàng)。
思顯光電技術(shù)(上海)有限公司	公司是一家專(zhuān)業(yè)光譜共焦測(cè)量傳感器生產(chǎn)商，掌握全球領(lǐng)先的光譜共焦測(cè)量技術(shù)，采用業(yè)內(nèi)前沿科技，研究開(kāi)發(fā)各種光譜共焦傳感器。公司在法國(guó)和中國(guó)設(shè)有研發(fā)中心，在中國(guó)設(shè)立主要的產(chǎn)品制造基地。公司致力于工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量行業(yè)，為客戶(hù)提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和專(zhuān)業(yè)的解決方案。根據(jù)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展和客戶(hù)的需求，不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品和解決新應(yīng)用。

《2024-2029年中國(guó)光學(xué)傳感器行業(yè)深度調(diào)研及投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告》由中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫(xiě)，本報(bào)告對(duì)該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2024-2029年中國(guó)光學(xué)傳感器行業(yè)深度調(diào)研及投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告

  光學(xué)傳感器研究報(bào)告對(duì)光學(xué)傳感器行業(yè)研究的內(nèi)容和方法進(jìn)行全面的闡述和論證，對(duì)研究過(guò)程中所獲取的光學(xué)傳感器資料進(jìn)行全面系統(tǒng)的整理和分析，通過(guò)圖表、統(tǒng)計(jì)結(jié)果及文獻(xiàn)資料，或以縱向的發(fā)展過(guò)程...

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