CN102869962B - 适用于光谱仪的狭缝座模块与光谱仪 - Google Patents

Abstract

一种适用于光谱仪（200）的狭缝座模块（100），包括底板（110）、狭缝座（120）、狭缝片（130）、固定装置（140）和球状物（150）。狭缝座（120）设置在底板（110）上。狭缝片（130）具有一狭缝（131），狭缝片（130）固定到狭缝座（120）上，以使光线可以穿越狭缝（131）。球状物（150）设置在狭缝座（120）与固定装置（140）之间，并且球状物（150）与狭缝座（120）具有接触点（151），外力通过固定装置（140）施加在球状物（150）上，从而使狭缝座（120）固定在底板（110）上。还提供了一种包括该狭缝座模块（100）的光谱仪（200）。

Description

适用于光谱仪的狭缝座模块与光谱仪

【技术领域】

本发明是有关于一种装置，且特别是有关于一种适用于光谱仪的狭缝座的装置。

【背景技术】

光谱仪大多具有系统复杂、体积过大、价格昂贵等缺点，因此目前市场上开始有以微型化的光谱仪为发展目标。光谱仪微型化后，光谱仪在接收光源部份，接收光源进入光谱仪内部的孔洞必须更微小，且光源进入光谱仪内部后的入射角度必须更准确，些微入射角度的偏差即会造成光谱仪显示出的成像品质不佳或是造成杂散光的增加。

为了避免上述的问题出现，组装接收光源部份的零件时所造成的组装误差要尽量地减少，才能维持光谱仪的精准度。如何降低组装时所造成的误差，以符合现今光谱仪微型化的趋势，乃业界所致力的方向之一。

【发明内容】

本发明主要提供一种适用于光谱仪的狭缝座模块与光谱仪，其利用点状接触的方式，在不产生旋转力矩的条件下固定住狭缝座，使狭缝可以精准地被定位，以提高光谱仪的精准度。

根据本发明的一方面，提出一种适用于光谱仪的狭缝座模块，此狭缝座模块包括一底板、一狭缝座、一狭缝片、一固定装置以及一球状物。狭缝座设置于底板上。狭缝片具有一狭缝，狭缝片与狭缝座接合，使一光线可穿越狭缝。球状物设置于狭缝座与固定装置之间，且球状物与狭缝座具有一接触点，通过固定装置施加一外力于球状物上，使狭缝座固定于底板上。

根据本发明的一方面，提出一种光谱仪，此光谱仪包括一底板、一狭缝座、一狭缝片、一固定装置、一球状物、一影像撷取组件以及一光栅。狭缝座设置于底板上。狭缝片具有一狭缝，狭缝片与狭缝座接合，使一光学信号可穿越狭缝。球状物设置于狭缝座与固定装置之间，且球状物与狭缝座具有一接触点，由固定装置施加一外力于球状物上，使狭缝座固定于底板上。一波导装置，位于底板上，使光学信号穿越狭缝后于波导装置中传送。光栅用以将于波导装置中传送的光学信号分离为多个光谱分量，并使此些光谱分量射向影像撷取组件。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1绘示本发明的实施例适用于光谱仪的狭缝座模块的示意图。

图2绘示图1中狭缝座模块的侧视图。

图3绘示使用图1的狭缝座模块的光谱仪的部份示意图。

图4绘示图3的光谱仪的分解图。

图5绘示图4的光谱仪的组合图。

【主要组件符号说明】

51：光谱分量

52：光学信号

100：狭缝座模块

110：底板

120：狭缝座

130：狭缝片

131：狭缝

140：固定装置

141：六角板孔

150：球状物

151：接触点

160：固定板

161：孔洞

200：光谱仪

270：波导装置

271：第一波导板

272：第二波导板

273：二侧板

274：空腔式波导

275：凹槽

280：影像撷取组件

290：光栅

300：前座

【具体实施方式】

以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式是省略不必要的组件，以清楚显示本发明的技术特点。

以下说明请参照图1与图2，图1绘示本发明的实施例适用于光谱仪的狭缝座模块的示意图，图2绘示图1中狭缝座模块的侧视图。此狭缝座模块100包括一底板110、一狭缝座120、一狭缝片130、一固定装置140以及一球状物150。狭缝座120设置于底板110上。狭缝片130具有一狭缝131，狭缝片130可与狭缝座120黏合或以其它适合方式接合，使光线可穿越狭缝131。球状物150设置于狭缝座120与固定装置140之间，使球状物150与狭缝座120之间具有一接触点151，通过固定装置140施加一外力于球状物150上，使狭缝座120固定于底板110上。

较佳地，如上所述的狭缝座模块100更包括一固定板160(绘示于图2)。本实施例中的固定板160例如是具有二孔洞161。固定装置140之外侧例如具有一螺纹。通过施加一旋转外力于固定装置140上，使固定装置140于孔洞161内转动，并施加外力于球状物150上。在本实施中，如图1所示，固定装置140的上方例如具有一六角板孔141，例如是使用一六角板手转动此六角板孔141，即可达到施加外力于球状物150上的效果。

在本实施例中，固定装置140是沿着实质上垂直于底板110的方向施加外力于球状物150上。其中，固定装置140例如是一螺丝或是一止付螺丝(setscrew)。

若不使用球状物150的话，固定装置140与狭缝座120之间的接触将会是点接触以外的接触方式，例如是面接触。如此，当固定装置140旋转时，固定装置140与狭缝座120之间的摩擦力将会使狭缝座120受到旋转力矩的影响而转动。偏移后的狭缝片130将使得光线射入之后，将会偏移而不会沿着预设的光路径前进。如此，将会使得使用狭缝座模块100的光谱仪的影像品质变差或有效进光量降低。

因此，于本实施例的在固定装置140施加一外力于球状物150上，使狭缝座120固定于底板110上的做法中，固定装置140通过球状物150以点接触的方式来固定狭缝座。相较于上述的以点接触以外的接触(例如面接触)方式固定狭缝座而造成一旋转力矩于狭缝座上，而使此狭缝座旋转的技术相较，本实施例的技术在组装时对狭缝座120配置位置的精确度可大幅提高，进而得到正确的光路径并提高使用它的光谱仪的精准度。

请参照图3至图5，图3绘示使用图1的狭缝座模块的光谱仪200的部份示意图，图4绘示图3的光谱仪200的分解图，图5绘示图4的光谱仪200的组合图。光谱仪200除了具有狭缝座模块100之外，光谱仪200更具有一影像撷取组件280以及一光栅290，较佳而言，该光谱仪200更可包含一波导装置270。其中，光栅290随着光谱仪200的微型化，在设计上可例如是微型绕射光栅。

波导装置270位于底板110上，光学信号52穿越狭缝131进入光谱仪200内部后于波导装置270中传送。光栅290用以将于波导装置270中传送的光学信号52分离为多个光谱分量51，并使此些光谱分量51射向影像撷取组件280。

更进一步来说，波导装置270例如包括一第一波导板271、一第二波导板272以及二侧板273。其中，二侧板273设置于第一波导板271与第二波导板272之间，以形成一空腔式波导274。光学信号52于空腔式波导274中传送。

较佳地，光谱仪200更具有一前座300。其中，前座300具有一开放区域，对应于狭缝131，使光学信号52可穿越狭缝131进入到光谱仪200内部。

如图4所示，狭缝座120的上下侧可分别由固定板160与底板110所固定，而其左侧可利用在第一波导板271与第二波导板272预留的凹槽275加以抵住，其右侧则可利用前座300予以抵住，如此则第一波导板271、第二波导板272与前座300就共同定义了狭缝座120的水平位置。另外，本实施例中，狭缝座120材质例如是一不锈钢。

为了使光谱仪微型化，光谱仪内部的零组件也必须跟着缩小。如此，组装的精确度要求上也大幅的提高。为达小型化，狭缝片130的材质例如是由一硅晶、一三五族半导体材料、或其它半导体芯片的基底材质而以蚀刻制程来达成，以硅为狭缝片130的材质为例，若配合以半导体厂的湿蚀刻技术来贯穿狭缝片130上的狭缝131，则狭缝131将具有非常平整而锐利的边缘，其平整度可达硅晶格的等级，如此光谱仪的影像品质将获得更进一步的提升。在本实施例中，狭缝131的宽度例如约为25微米(μm)，高度例如约为150微米(μm)。

在本实施例中，由于固定装置140通过球状物150来固定狭缝座120于底板100上，固定装置140不直接施力于狭缝片130。如此，更可以保护狭缝片130不会于固定装置140锁付于固定板160时因为受力而破碎。

参照图4可得知，因为狭缝131很微小，所以如果在固定狭缝座120时造成此狭缝座120些微的旋转偏移，即会使得光学信号52也跟着偏移，进而使得光学信号52的行进方向不正确。更进一步地，光学信号52经过光栅290后分离的多个光谱分量51，因为行经的距离更长故其偏移会更加严重，而影响光谱仪200中光学信号52与光谱分量51行进路线的正确性。此外，因为光学信号52的偏移而使部份光学信号52无法在预设的路径下传送，而偏离变成杂散光，如此将使得背景噪声提高，而影响影像撷取组件280的成像的清晰度。本实施例中提出使用球状物150利用接触点151固定狭缝座120的方式，由于是点接触，因此除非于固定装置140上施加超越常理之外力来固定狭缝座120，否则并不会有使狭缝座120旋转的状况发生。因此，本实施例可以达到精确地定位狭缝座120及狭缝131的位置，让光学信号52与光谱分量51得以沿着预定的行进路线前进，以提高光谱仪的精准度。

综上所述，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种适用于光谱仪的狭缝座模块，包括：

一底板；

一狭缝座，设置于该底板上；

一狭缝片，具有一狭缝，该狭缝片与该狭缝座接合，使一光线可穿越该狭缝；以及

一固定装置；其特征在于，所述狭缝座模块还包括：

一球状物，设置于该狭缝座与该固定装置之间，且该球状物与该狭缝座具有一接触点，通过该固定装置施加一外力于该球状物上，使该狭缝座固定于该底板上。

2.根据权利要求1所述的狭缝座模块，其特征在于，该固定装置具有一螺纹，通过施加一旋转外力于该固定装置上，使该狭缝座固定于该底板上。

3.根据权利要求1所述的狭缝座模块，其特征在于，该狭缝片的材质为一硅晶、三五族半导体材料或其它半导体芯片的基底材质。

4.根据权利要求1所述的狭缝座模块，其特征在于，该狭缝片的材质为一硅晶，其狭缝边缘具有硅晶格的平整度。

5.一种光谱仪，包括：

一底板；

一狭缝座，设置于该底板上；

一狭缝片，具有一狭缝，该狭缝片与该狭缝座接合，使一光学信号可穿越该狭缝；

一固定装置；以及

一光栅，用以将于该光学信号分离为多个光谱分量；其特征在于，所述光谱仪还包括：

一球状物，设置于该狭缝座与该固定装置之间，且该球状物与该狭缝座具有一接触点，由该固定装置施加一外力于该球状物上，使该狭缝座固定于该底板上；以及

一影像撷取组件；

该光栅使所述光谱分量射向该影像撷取组件。

6.根据权利要求5所述的光谱仪，其特征在于，更包括一波导装置，位于该底板上，使穿越该狭缝后的光学信号于该波导装置中传送到该光栅与该影像撷取组件。

7.根据权利要求6所述的光谱仪，其特征在于，该波导装置包括一第一波导板、一第二波导板，该第一波导板与该第二波导板间形成一波导，该光学信号于该波导中传送。

8.根据权利要求5所述的光谱仪，其特征在于，该固定装置具有一螺纹，通过施加一旋转外力于该固定装置上使该狭缝座固定于该底板上。

9.根据权利要求5所述的光谱仪，其特征在于，该狭缝片的材质为一硅晶、三五族半导体材料或或其它半导体芯片的基底材质。

10.根据权利要求5所述的光谱仪，其特征在于，该狭缝片的材质为一硅晶、其狭缝边缘具有硅晶格的平整度。

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