光谱共焦成像基于2个原则：
l 共焦成像
l 光轴的彩色编码。
共焦装置是一种光学装置，光学系统在物体的表面上产生点光源S的图像S’。反向散射光由相同的光学系统收集，该光学系统在针孔S’’处成像。针孔被置于光电探测器的前面，它过滤可以到达光电探测器的光线，因此它也被称为“空间滤波器”。共焦装置的特点是具有特殊的信噪比。按照CCI原理，光学系统是彩色光学头，光电探测器是一个光谱仪。
光轴的彩色编码意味着光学系统具有轴向色差：每个波长聚焦在沿该轴的不同点上。现在假设一个样本存在于色谱编码范围内，这样波长λ0就会聚焦在它的表面上。当反射（或后向散射）光束到达针孔平面时，波长的光线会聚焦在针孔上，以便它们可以穿过针孔并到达光谱仪的敏感区域。其他波长成像为大点，因此它们被针孔阻挡。该光谱仪通过识别波长λ0来“解读”样品位置。
光谱仪信号与已收集光的光谱再分配相对应。它呈现一个光谱峰值。当物体在测量范围内位移时，光谱仪上的光谱峰值随之发生变化。
应用范围：
光谱共聚焦传感器既可用于工业环境中，也可用于生产过程中的在线检测以及实验室环境中的高精度仪器。他们主要涵盖以下内容：
l 微形貌（测量样品的形状和表面特征）
l 尺寸控制（测试制造产品的特定尺寸是否符合规格）
l 质量控制 (制造产品缺陷的识别和特征描述）
l 粗糙度测量（测量样品表面的统计特征）
l 摩损度（表征机械或化学侵蚀）
l 厚度测量
光谱共焦传感器完全符合涉及3D真实表面纹理的测量和分析的ISO 25178标准。此外，此标准第601章节致力于非接触式表面测量，引用CCI作为第一参考技术原理。
光谱共焦传感器可以测量几乎任何类型的材料（玻璃，陶瓷，塑料，半导体，金属，织物，纸张，皮革等）制成的样品。它们可以测量抛光表面（镜子，镜片，晶圆）以及粗糙表面。
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