自然界的日光属白光一种，白光不是最纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播或许会有视点误差的现象产生，而实践的白光照耀下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也便是折射视点不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小（这也是不同望远镜所谓的色差不同的原因），同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点脱离透镜由近到远地排列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应经过特别处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。

 光谱共焦丈量方法利用这种物理现象的特点，经过运用特别透镜，延长不同色彩光的焦点光晕范围，构成特别放大色差，使其依据不同的被测物体到透镜的间隔，会对应一个准确波长的光聚焦到被测物体上。经过丈量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的准确间隔。为了得到上述特别的色差，需求在传感器探头内运用若干特别透镜，用来依据所需量程将光线分解。最后运用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，构成所谓的焦点轴线。



      白色光经过一个半透镜面到达凸透镜。上述特别色差就在这里产生。光线照耀到被测物体后产生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦最好的反射光经过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也便是说若干不同波长的光都有或许穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。可是只要在被测物体上聚焦的反射光具有满足光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。在穿孔盖板后边，需求一个分光器丈量反射光的色彩信息。分光器类似一个特制光栅，可以依据反射光的波长，增强或削弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个方位，对应一个丈量物体到探头的间隔。

 在整个量程上可以得到几万个丈量点，这里只计算光线波长，用以产生丈量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号丈量依据之内，也便是说反射光的光强不会影响丈量成果。 这意味着，不管有多少反射光从被测物体反射回来，丈量的间隔成果或许是不变的，由于反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。普密斯生产的光谱共焦传感器正是掌握了这些特性，即便被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透明材料，如玻璃，都可以进行正常牢靠的丈量。