CN113405658A - 光谱仪 - Google Patents

光谱仪 Download PDF

Info

Publication number
CN113405658A
CN113405658A CN202010184928.5A CN202010184928A CN113405658A CN 113405658 A CN113405658 A CN 113405658A CN 202010184928 A CN202010184928 A CN 202010184928A CN 113405658 A CN113405658 A CN 113405658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
lens
spectrometer
light source
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010184928.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张飞鹏
黄国胜
李锡滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spectrum Ju Technology Co ltd
Innospectra Corp
Original Assignee
Spectrum Ju Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spectrum Ju Technology Co ltd filed Critical Spectrum Ju Technology Co ltd
Priority to CN202010184928.5A priority Critical patent/CN113405658A/zh
Priority to US17/197,036 priority patent/US20210293617A1/en
Publication of CN113405658A publication Critical patent/CN113405658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0208—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0216—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using light concentrators or collectors or condensers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0235—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using means for replacing an element by another, for replacing a filter or a grating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0256—Compact construction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0272—Handheld
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G01J2003/102—Plural sources
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • G01J2003/425—Reflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0262—Constructional arrangements for removing stray light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block

Abstract

一种光谱仪，用于测量待测物的光谱，光谱仪包括光谱仪主体及取样模块。光谱仪主体具有入光口，取样模块配置于光谱仪主体上。取样模块包括光源固定座及至少一光源。光源固定座具有至少一杯状反射曲面。光源设置于光源固定座上，且杯状反射曲面环绕光源。光源所发出的照明光被杯状反射曲面反射与会聚而传递至待测物，待测物将照明光漫反射成待测光，待测光经由入光口进入光谱仪主体而被光谱仪主体测量。本发明可达到高的光谱质量，且能够具有较小的体积。

Description

光谱仪
【技术领域】
本发明是有关于一种光学装置，且特别是有关于一种光谱仪。
【背景技术】
一般而言，光谱仪的取样模块包括至少一个灯泡及收光镜片，其中灯泡将光线投向待侧样品，光线进入待侧样品后经由漫反射反向经过收光透镜，最后进入光谱仪取得样品的光谱信息。
然而，已知的取样模块经由漫反射后的收光效率差，通常经由增加灯泡的瓦数或是增加灯泡的数量以加强光源的强度，达到增加收光效率，但增加光源强度或增加灯泡会增加系统电源的负荷且增加耗电量，同时增加热能，造成测量上误差。
另有一种取样模块是采用具有反射灯杯的灯泡来增加照射于待测物的光强度，但使用包含反射灯杯的灯泡体积过大，对于反射式模块的设计造成体积上的冲突，不利于手持式光谱仪的应用。此外，灯泡的配置也较难集中，每一个灯泡的距离增加，灯泡到待测物体平面的距离也增加，虽然反射灯杯可以增加出光效率，但随着灯泡到待测物体平面的距离增加，光程变长，收光效率也跟着减少，并且有更严重的杂散光会影响光谱质量。
【发明内容】
本发明提供一种光谱仪，其可达到高的光谱质量，且能够具有较小的体积。
本发明的一实施例提出一种光谱仪，用于测量待测物的光谱，光谱仪包括光谱仪主体及取样模块。光谱仪主体具有入光口，取样模块配置于光谱仪主体上。取样模块包括光源固定座及至少一光源。光源固定座具有至少一杯状反射曲面。光源设置于光源固定座上，且杯状反射曲面环绕光源。光源所发出的照明光被杯状反射曲面反射与会聚而传递至待测物，待测物将照明光漫反射成待测光，待测光经由入光口进入光谱仪主体而被光谱仪主体测量。
本发明的一实施例提出一种取样模块，用于收集待测物的光谱。取样模块包括：光源固定座与至少一光源，光源固定座具有至少一杯状反射曲面。至少一光源，设置于光源固定座上，其中杯状反射曲面环绕光源，光源所发出的照明光被杯状反射曲面反射与会聚而传递至待测物，待测物将照明光漫反射成待测光，待测光传递回取样模块。
本发明的一实施例提出一种光谱仪，用于测量待测物的光谱。光谱仪包括：光谱仪主体以及取样模块。光谱仪主体，具有入光口。取样模块，配置于光谱仪主体上。取样模块包括：多个透镜，设于待测物与光谱仪主体的入光口之间。外部光传递至待测物而形成待测光，待测光依序经由多个透镜及入光口进入光谱仪主体而被光谱仪主体测量。
在本发明的实施例的光谱仪中，由于取样模块的光源固定座具有杯状反射曲面，以将光源所发出的光集中于待测物上，因此可提升进入光谱仪主体的待测光的强度，进而提升光谱质量。此外，由于杯状反射曲面是光源固定座的表面，因此无需采用含有灯杯的灯泡，如此既可减少使用的灯泡的成本，又可缩小取样模块的体积，进而缩小光谱仪的体积。此外，由于光谱仪的体积可以较小，使得光程较短，因此光效率与光谱质量都可以提升。
【附图说明】
图1为本发明的一实施例的光谱仪的剖视示意图。
图2为图1的光谱仪的部分取样模块的正视图。
图3本发明的另一实施例的光谱仪的部分元件光路示意图。
图4与图5分别图示了两种将图1的光谱仪中的光源固定座拆离的使用情境。
图6为采用图1的光谱仪与采用不含杯状反射曲面的光谱仪所收集到的待测光的光强度比较图。
【符号说明】
50:待测物
52:待测光
60:外部光
100:光谱仪
200:光谱仪主体
230:入光口
300:取样模块
310:光源固定座
312:第一开口
314:第二开口
316:杯状反射曲面
318:环状延伸反射面
319:外表面
320:光源
321:照明光
322、420、420a:透镜
330:遮光片
332:通光孔
400:镜头模块
410:镜筒
422、422a:第一透镜
424、424a:第二透镜
426:第三透镜
430:通光开孔
A1、A2:光轴
D1、D2、D3:直径
S1:出光截面
S2:收束口。
【具体实施方式】
图1为本发明的一实施例的光谱仪的剖视示意图，而图2为图1的光谱仪的部分取样模块的正视图。请参照图1与图2，本实施例的光谱仪100用于测量待测物50的光谱，光谱仪100包括光谱仪主体200及取样模块300。光谱仪主体200具有入光口230，取样模块300配置于光谱仪主体200上以形成光谱仪100。取样模块300包括光源固定座310及至少一光源320(在本实施例中是以多个光源320为例)。光源固定座310具有相对的第一开口312与第二开口314及至少一杯状反射曲面316(在本实施例中是以多个杯状反射曲面316为例)，其中至少一杯状反射曲面316的数量对应于至少一光源320的数量。光源固定座310还包括在第一开口312周围的外表面319。第二开口314位于第一开口312与光谱仪主体200的入光口230之间。光源320设置于光源固定座310，且杯状反射曲面316环绕光源320。在本实施例中，光源320为灯泡，其在朝向第一开口312的一端可具有透镜322。然而，在其他实施例中，灯泡在朝向第一开口312的一端也可以不具有透镜。在其他实施例中，光源320例如可以是发光二极管(Light emitting diode，LED)，本发明不以此为限。
光源320所发出的照明光321被杯状反射曲面316反射与会聚而经由第一开口312传递至待测物50内，待测物50将照明光漫反射成待测光52，待测光52依序经由第一开口312、第二开口314及入光口230进入光谱仪主体200而被光谱仪主体200所测量。在本实施例中，第一开口312的直径例如是落在6毫米至20毫米的范围内。
在本实施例中，杯状反射曲面316具有出光截面S1，而光源320位于出光截面S1内，且杯状反射曲面316例如为抛物面，用于将照明光321形成平行光。杯状反射曲面316具有与出光截面S1相对的收束口S2，光源320穿过收束口S2，其中出光截面S1的直径D1大于收束口S2的直径D2。在本实施例中，出光截面S1的直径D1是落在4毫米至9毫米的范围内。收束口S2的直径D2是落在3毫米至4毫米的范围内。此外，在本实施例中，光源320在垂直于其光轴A1的方向(照明光的主光线的方向)上的直径D3小于收束口S2的直径D2，而杯状反射曲面316的光轴A2与光源320的光轴A1共轴。另外，光源固定座310还具有环状延伸反射面318，从出光截面S1的边缘往远离收束口S2的方向延伸。在本实施例中，直径D3是落在2.5毫米至3.5毫米的范围内。
在本实施例的光谱仪100中，由于取样模块300的光源固定座310具有杯状反射曲面316，以将光源320所发出的照明光321集中于待测物50上，因此可提升进入光谱仪主体200的待测光52的强度，进而提升光谱质量。此外，由于杯状反射曲面316是光源固定座310的表面，因此无需采用含有灯杯的灯泡，如此既可减少使用的灯泡的成本，又可缩小取样模块300的体积，进而缩小光谱仪100的体积。此外，由于取样模块300的体积较小，待测光52由待测物50至光谱仪主体200的光程距离较短，因此光效率与光谱质量都可以提升。
在本实施例中，杯状反射曲面316的光轴A2倾斜地通过第一开口312。此外，在本实施例中，这些杯状反射曲面316的光轴A2倾斜地通过第一开口312且相交于第一开口312外。换言之，这些光轴A2相交于待测物50的内部，以使部分的照明光321可深入到待测物50的内部，待测物50内部的物质接收照明光而反射待测光52，这样有助光谱仪100测量到待测物50内部的物质的光谱。
在本实施例中，取样模块300还包括遮光片330，配置于第一开口312周围，且具有暴露出第一开口312的通光孔332，而遮光片330的吸光度(absorbance)大于或等于1.5，其中此处的吸光度是指光谱学中的吸光度，其定义为-log10(T)，其中T为透光率，也就是透射光光强除以入射光光强后所得到的比值。遮光片可避免待测物50周围的杂散光进入光谱仪100而干扰了光谱的正确性。在本实施例中，通光孔332的直径可以是落在2毫米至20毫米的范围内。
在本实施例中，取样模块还包括镜头模块400，配置于光源固定座310与光谱仪主体200之间。镜头模块400包括镜筒410及多个透镜420，其中这些透镜420设于光源固定座310的第二开口314与光谱仪主体200的入光口230之间，且设于镜筒410的通光开孔430内。这些透镜420包括沿着从第一开口312往第二开口314的方向依序排列的第一透镜422、第二透镜424及第三透镜426，其中第一透镜422为平凸透镜(例如为平面朝向第一开口312的平凸透镜)，第二透镜424为双凸透镜，且第三透镜426为凹凸透镜(例如为凹面朝向第一开口312的正弯月形透镜。在本实施例中，第二透镜424与第三透镜426形成胶合透镜。此外，第一透镜422的凸面的通光孔径(clear aperture)落在6毫米至8毫米的范围内，第二透镜424的通光孔径落在6毫米至8毫米的范围内，而第三透镜426的通光孔径落在6毫米至9毫米的范围内。第一透镜422的平面与待测物50在光轴上的间距落在5毫米至10毫米的范围内，第一透镜422与第二透镜424在光轴上的镜间距落在0.03毫米至2毫米的范围内，第三透镜426与光谱仪主体200的入光口230在光轴上之间距落在1毫米至6毫米的范围内。第一透镜422至第三透镜426例如均为球面透镜，其适用于波长范围落在400纳米至2500纳米的待测光52，但本发明不以此为限。这些透镜420的用途在于将大角度的待测光52收束进入光谱仪主体200的入光口230中，以避免大角度的待测光52无法被测量到，且这些透镜420能够有效增加收光效率，进而提高信噪比。入光口230例如为狭缝，其后方可设有例如分光镜、光检测器等光谱仪中的常见光学元件或其他适当的光学元件。
图3是本发明的另一实施例的光谱仪的部分元件光路示意图。请参照图1与图3，图3中的多个透镜420a可用来取代图1中的多个透镜420，以形成另一实施例的光谱仪。在本实施例中，这些透镜420a包括依序排列的第一透镜422a及第二透镜424a，第一透镜422a为凹凸透镜(例如为凸面朝向待测物50的正弯月形透镜)，且第二透镜424a为双凸透镜。
在本实施例中，第一透镜422a的凸面的通光孔径落在4毫米至7毫米的范围内，第一透镜422a的凹面的通光孔径落在2毫米至4毫米的范围内。第一透镜422a的凸面与待测物50在光轴上的间距落在10毫米至15毫米的范围内。第一透镜422a与第二透镜424a在光轴上的镜间距是落在0.03毫米至2毫米的范围内。第二透镜424a与光谱仪主体200的入光口230在光轴上的间距是落在1毫米至5毫米的范围内。第一透镜422a与第二透镜424a均为球面透镜，其适用于波长范围落在400纳米至2500纳米的待测光52。
图4与图5分别图示了两种将图1的光谱仪中的光源固定座拆离的使用情境。请参照图1、图4及图5，在本实施例中，光源固定座310是可拆卸地安装于镜头模块400的镜筒410上。因此，当不需要利用光源固定座310及其上的光源320提供照明光321时，或光源固定座310及其上的光源320所提供的光强度不够而需要采用光强度更强的外部光源时，可以将光源固定座310连同其上的光源320拆离镜头模块400，而仅以光谱仪主体200及其上的镜头模块400来测量待测物50的光谱。在图4的情境下，外部光60传递至待测物50而形成待测光52。详细而言，外部光60(例如其他的光源所发出的光)透射待测物50而形成待测光52，而待测光52经由透镜420及入光口230进入光谱仪主体200内部。在图5的情境下，外部光60被待测物50吸收部份光谱而漫反射未吸收的光谱而形成待测光52，待测光52经由透镜420及入光口230进入光谱仪主体200内部。
图6为采用图1的光谱仪与采用不含杯状反射曲面的光谱仪所收集到的待测光的光强度比较图。请先参照图1与图6，从图6可明显看出，图1的光谱议100所收到的待测光52的光强度比采用不含杯状反射曲面的光谱仪所收集到的待测光的光强度约高出50％左右，因此图1的光谱仪100具有良好的光效率。
综上所述，在本发明的实施例的光谱仪中，由于取样模块的光源固定座具有杯状反射曲面，以将光源所发出的光集中于待测物上，因此可提升进入光谱仪主体的待测光的强度，进而提升光谱质量。此外，由于杯状反射曲面是光源固定座的表面，因此无需采用含有灯杯的灯泡，如此既可减少使用的灯泡的成本，又可缩小取样模块的体积，进而缩小光谱仪的体积。此外，由于光谱仪的体积可以较小，使得光程较短，因此光效率与光谱质量都可以提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (35)

1.一种光谱仪，用于测量待测物的光谱，所述光谱仪包括光谱仪主体和取样模块，其中，
所述光谱仪主体具有入光口；以及
所述取样模块配置于所述光谱仪主体上，所述取样模块包括光源固定座和至少一光源，其中，
所述光源固定座具有至少一杯状反射曲面；以及
所述至少一光源设置于所述光源固定座上，其中所述杯状反射曲面环绕所述光源，所述光源所发出的照明光被所述杯状反射曲面反射与会聚而传递至所述待测物，所述待测物将所述照明光漫反射成一待测光，所述待测光经由所述入光口进入所述光谱仪主体而被所述光谱仪主体测量。
2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述光源固定座还具有相对的第一开口与第二开口，其中所述第二开口位于所述第一开口与所述光谱仪主体的所述入光口之间。
3.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述杯状反射曲面具有出光截面，而所述光源位于所述出光截面内。
4.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述杯状反射曲面为抛物面。
5.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述杯状反射曲面具有相对的出光截面与收束口，所述光源穿过收束口，其中所述出光截面的直径大于所述收束口的直径。
6.根据权利要求5所述的光谱仪，其中所述光源在垂直于其光轴的方向上的直径小于所述收束口的直径。
7.根据权利要求5所述的光谱仪，其中所述光源固定座还具有环状延伸反射面，从所述出光截面的边缘往远离所述收束口的方向延伸。
8.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述杯状反射曲面的光轴与所述光源的光轴共轴。
9.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述取样模块还包括多个透镜，设置于所述光源固定座的所述第二开口与所述光谱仪主体的所述入光口之间。
10.根据权利要求9所述的光谱仪，其中这些透镜包括沿着从所述第一开口往第二开口的方向依序排列的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜为平凸透镜，所述第二透镜为双凸透镜，且所述第三透镜为凹凸透镜。
11.根据权利要求9所述的光谱仪，其中这些透镜包括沿着从所述第一开口往第二开口的方向依序排列的第一透镜及第二透镜，所述第一透镜为凹凸透镜，且所述第二透镜为双凸透镜。
12.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述取样模块还包括遮光片，配置于所述第一开口周围，且具有暴露出所述第一开口的通光孔。
13.根据权利要求12所述的光谱仪，其中所述遮光片的吸光度大于或等于1.5。
14.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述光源在朝向所述第一开口的一端具有透镜。
15.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述杯状反射曲面的光轴倾斜地通过所述第一开口。
16.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述至少一杯状反射曲面为多个杯状反射曲面，且所述至少一光源为多个光源，其中所述些杯状反射曲面的光轴倾斜地通过所述第一开口且相交于所述第一开口外。
17.一种取样模块，用于收集待测物的光谱，所述取样模块包括光源固定座和至少一光源，其中，
所述光源固定座具有至少一杯状反射曲面；以及
所述至少一光源设置于所述光源固定座上，其中所述杯状反射曲面环绕所述光源，所述光源所发出的照明光被所述杯状反射曲面反射与会聚而传递至所述待测物，所述待测物将所述照明光漫反射成待测光，传递回所述取样模块。
18.根据权利要求17所述的取样模块，其中所述光源固定座还具有相对的第一开口与第二开口。
19.根据权利要求17所述的取样模块，其中所述杯状反射曲面具有出光截面，而所述光源位于所述出光截面内。
20.根据权利要求17所述的取样模块，其中所述杯状反射曲面为抛物面。
21.根据权利要求18所述的取样模块，其中所述杯状反射曲面具有相对的出光截面与收束口，所述光源穿过收束口，其中所述出光截面的直径大于所述收束口的直径。
22.根据权利要求21所述的取样模块，其中所述光源在垂直于其光轴的方向上的直径小于所述收束口的直径。
23.根据权利要求21所述的取样模块，其中所述光源固定座还具有环状延伸反射面，从所述出光截面的边缘往远离所述收束口的方向延伸。
24.根据权利要求17所述的取样模块，其中所述杯状反射曲面的光轴与所述光源的光轴共轴。
25.根据权利要求18所述的取样模块，还包括多个透镜，其中所述第二开口位于所述第一开口与这些透镜之间。
26.根据权利要求25所述的取样模块，其中这些透镜包括沿着从所述第一开口往第二开口的方向依序排列的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜为平凸透镜，所述第二透镜为双凸透镜，且所述第三透镜为凹凸透镜。
27.根据权利要求25所述的取样模块，其中这些透镜包括沿着从所述第一开口往第二开口的方向依序排列的第一透镜及第二透镜，所述第一透镜为凹凸透镜，且所述第二透镜为双凸透镜。
28.根据权利要求18所述的取样模块，其中所述取样模块还包括遮光片，配置于所述第一开口周围，且具有暴露出所述第一开口的通光孔。
29.根据权利要求28所述的取样模块，其中所述遮光片的吸光度大于或等于1.5。
30.根据权利要求18所述的取样模块，其中所述光源在朝向所述第一开口的一端具有透镜。
31.根据权利要求18所述的取样模块，其中所述杯状反射曲面的光轴倾斜地通过所述第一开口。
32.根据权利要求18所述的取样模块，其中所述至少一杯状反射曲面为多个杯状反射曲面，且所述至少一光源为多个光源，其中这些杯状反射曲面的光轴倾斜地通过所述第一开口且相交于所述第一开口外。
33.一种光谱仪，用于测量待测物的光谱，所述光谱仪包括光谱仪主体和取样模块，其中，
所述光谱仪主体具有入光口；以及
所述取样模块配置于所述光谱仪主体上，所述取样模块包括：
多个透镜，设于所述待测物与所述光谱仪主体的所述入光口之间，
其中外部光传递至所述待测物而形成待测光，所述待测光依序经由所述多个透镜及所述入光口进入所述光谱仪主体而被所述光谱仪主体测量。
34.根据权利要求33所述的光谱仪，其中这些透镜包括所述待测光传递的方向上，依序排列的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜为平凸透镜，所述第二透镜为双凸透镜，且所述第三透镜为凹凸透镜。
35.根据权利要求33所述的光谱仪，其中这些透镜包括所述待测光传递的方向上，依序排列的第一透镜及第二透镜，所述第一透镜为凹凸透镜，且所述第二透镜为双凸透镜。
CN202010184928.5A 2020-03-17 2020-03-17 光谱仪 Pending CN113405658A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010184928.5A CN113405658A (zh) 2020-03-17 2020-03-17 光谱仪
US17/197,036 US20210293617A1 (en) 2020-03-17 2021-03-10 Spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010184928.5A CN113405658A (zh) 2020-03-17 2020-03-17 光谱仪

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113405658A true CN113405658A (zh) 2021-09-17

Family

ID=77677007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010184928.5A Pending CN113405658A (zh) 2020-03-17 2020-03-17 光谱仪

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210293617A1 (zh)
CN (1) CN113405658A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114295558A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 四川启睿克科技有限公司 便携式光谱仪

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621123A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 哈尔滨工业大学（威海） 手持式拉曼光谱仪调焦装置
CN106018330A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 四川长虹电器股份有限公司 一种口袋式近红外光谱仪
CN208537419U (zh) * 2018-03-21 2019-02-22 合肥领谱科技有限公司 一种手持式拉曼光谱仪的液体检测装置
CN208537398U (zh) * 2018-07-26 2019-02-22 无锡迅杰光远科技有限公司 一种基于多光源的漫反射收集系统

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003660A (en) * 1975-12-03 1977-01-18 Hunter Associates Laboratory, Inc. Sensing head assembly for multi-color printing press on-line densitometer
US5150174A (en) * 1991-03-25 1992-09-22 Eaton Corporation Photoelectric color sensor
US5963333A (en) * 1996-09-12 1999-10-05 Color Savvy Systems Limited Color sensor
US6424416B1 (en) * 1999-10-25 2002-07-23 Textron Systems Corporation Integrated optics probe for spectral analysis
US6351308B1 (en) * 1999-11-24 2002-02-26 Xerox Corporation Color printer color control system with automatic spectrophotometer calibration system
US6621576B2 (en) * 2001-05-22 2003-09-16 Xerox Corporation Color imager bar based spectrophotometer for color printer color control system
CN1886640B (zh) * 2003-11-18 2010-04-28 傲得安姆技术有限公司 精确测定颜色的小型光谱计
US7283240B2 (en) * 2005-08-24 2007-10-16 Xerox Corporation Spectrophotometer target distance variation compensation
KR20090127377A (ko) * 2007-04-03 2009-12-10 무토 고교 가부시키가이샤 분광 광도계 및 측정 방법
EP2278909B1 (en) * 2008-04-22 2016-02-17 Annidis Health Systems Corp. Retinal fundus surveillance method and apparatus
EP2751533B1 (en) * 2011-08-31 2020-05-27 Barbieri Electronic OHG des Barbieri Siegfried & C. Color measurement apparatus
US8859969B2 (en) * 2012-03-27 2014-10-14 Innovative Science Tools, Inc. Optical analyzer for identification of materials using reflectance spectroscopy
US9885655B2 (en) * 2012-11-13 2018-02-06 Viavi Solutions Inc. Spectrometer with a relay lightpipe
US9322768B1 (en) * 2013-03-12 2016-04-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Sensor system and method for the panoramic standoff detection of chemical contaminants on terrestrial surfaces
US10066990B2 (en) * 2015-07-09 2018-09-04 Verifood, Ltd. Spatially variable filter systems and methods
US20180172510A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-21 Verifood, Ltd. Spectrometry system applications
CN206817411U (zh) * 2017-01-19 2017-12-29 欧普照明股份有限公司 取色装置及取色遥控器
KR102574086B1 (ko) * 2018-02-21 2023-09-04 삼성전자주식회사 라만 프로브
EP3788329A4 (en) * 2018-04-25 2022-01-19 National Research Council of Canada HIGH-RESOLUTION, HIGH-PERFORMANCE SPECTROMETER
KR20200058948A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 삼성전자주식회사 스펙트럼 측정 장치, 스펙트럼의 광원 온도 변화 보정 방법, 농도 추정 장치 및 방법
US11536650B2 (en) * 2019-10-18 2022-12-27 Viavi Solutions Inc. Image sensor system
US20210121068A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectrometer including tunable on-chip laser and spectrum measurement method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621123A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 哈尔滨工业大学（威海） 手持式拉曼光谱仪调焦装置
CN106018330A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 四川长虹电器股份有限公司 一种口袋式近红外光谱仪
CN208537419U (zh) * 2018-03-21 2019-02-22 合肥领谱科技有限公司 一种手持式拉曼光谱仪的液体检测装置
CN208537398U (zh) * 2018-07-26 2019-02-22 无锡迅杰光远科技有限公司 一种基于多光源的漫反射收集系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114295558A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 四川启睿克科技有限公司 便携式光谱仪
CN114295558B (zh) * 2021-12-31 2023-08-22 四川启睿克科技有限公司 便携式光谱仪

Also Published As

Publication number Publication date
US20210293617A1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI325953B (en) A high-speed optical sensing device abling to sense luminous intensity and chromaticity and an optical measuring system with the high-speed optical sensing device
CN103048046A (zh) 双光束光谱仪
JPH03503453A (ja) 免疫試験装置用光学式読取ヘッド
KR20080033847A (ko) 선형 집광기
JP2007132792A (ja) 光計測装置と試料との光結合系
KR20110061158A (ko) 적분구 광도계 및 그 측정 방법
JPH03503454A (ja) 免疫試験法のための光学式読取装置
CN101344430B (zh) 可同时感测发光强度与色度的高速光学感测装置与系统
CN113405658A (zh) 光谱仪
TW201411101A (zh) 光學檢測系統及其光學檢測裝置
CN104597011A (zh) 激发光源漂移校正装置及荧光光谱仪
CN220542782U (zh) 一种光学检测装置及血液分析仪
CN103196552A (zh) 一种窄光束led灯光强测量装置
WO2014067203A1 (zh) 光学测量装置及光学测量方法
CN209014458U (zh) 一种积分球光检测器及光学测量系统
CN215115878U (zh) 一种便携式漫反射光谱仪
CN114295558B (zh) 便携式光谱仪
CN215727667U (zh) 分光光度计光源整形系统、分光光度计及样本分析仪
US10816399B2 (en) Transmissive sampling module and transmissive spectrometer
WO2018076244A1 (zh) 一种基于椭球面反射镜的生物荧光采集结构及采集方法
JP2005055199A (ja) Ｌｅｄ照明装置
JP2005127970A (ja) 広拡散光源光測定装置の光学系および広拡散光源光測定装置ならびにその光測定方法
CN218512298U (zh) 一种果蔬检测设备及其光均匀化装置
CN216013383U (zh) 凝血分析检测系统及凝血仪
KR102141808B1 (ko) 분광 분석 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination