CN215640844U - 光谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述一种光谱仪，包括主体、以及设置在主体上的准直元件、色散元件、聚焦透镜和成像元件，光线沿着具有第一方向和第二方向的预定路径依次经过准直元件、色散元件、以及聚焦透镜而在成像元件上形成光谱信号；主体包括外壳以及设置在外壳上的透镜调节装置，透镜调节装置包括沿着第二方向铺设在外壳上的第一滑轨、可移动地装配在第一滑轨上且支承聚焦透镜的透镜支承部、以及配置为将透镜支承部约束在第一预定位置的第一调节件。基于本实用新型，能够提供一种具有易于装配、且能够保持聚焦透镜在调节过程中平稳移动地透镜调节装置的光谱仪。

Description

光谱仪

技术领域

本实用新型涉及光谱仪领域。

背景技术

光学相干层析技术是一种对生物组织进行非侵入式地检测，并获得生物组织二维或三维结构图像的高精度成像技术。通常情况下，光学相干层析设备包括参考臂、测量臂、光源以及光谱仪几个部分。

光谱仪通常具有照明系统、分光系统、探测接收系统和传输存储系统。其中，分光系统是光谱仪的核心部分，通常包括准直元件、色散元件和聚焦透镜，主要作用是将入射光分解为可被探测接收系统的光谱信号。在这个过程中，聚焦透镜距离探测接收系统的感光平面的距离会影响到成像质量。常用的解决方案为在设计时把聚焦透镜设置为可调节的，以在使用过程中根据实际需要进行微调。

但是目前用于透镜调节的透镜调节装置一般结构复杂，且难以装配。因此需要提供一种易于装配、且能够保持聚焦透镜在调节过程中平稳移动地透镜调节装置。

实用新型内容

本实用新型是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种具有易于装配、且能够保持聚焦透镜在调节过程中平稳移动地透镜调节装置的光谱仪。

为此，本实用新型提供一种光谱仪，其特征在于，包括主体、以及设置在所述主体上的准直元件、色散元件、聚焦透镜和成像元件，光线沿着具有第一方向和第二方向的预定路径依次经过所述准直元件、所述色散元件、以及所述聚焦透镜而在所述成像元件上形成光谱信号；所述色散元件包括位于所述预定路径上的入射面和出射面，并且光线沿着所述第一方向经由所述入射面射入并沿着所述第二方向经由所述出射面射出；所述主体包括外壳以及设置在所述外壳上的透镜调节装置，所述透镜调节装置包括沿着所述第二方向铺设在所述外壳上的第一滑轨、可移动地装配在所述第一滑轨上且支承所述聚焦透镜的透镜支承部、以及配置为将所述透镜支承部约束在第一预定位置的第一调节件，当所述透镜支承部装配在所述第一滑轨上且所述透镜支承部以所述聚焦透镜的光轴方向与所述第二方向平行的方式支承所述聚焦透镜时，通过所述第一调节件来调节所述第一预定位置以调节所述聚焦透镜与所述成像元件之间的距离。

在本实用新型所涉及的光谱仪中，由于第一滑轨的长度方向与第二方向平行，当透镜支承部在第一滑轨上移动时，可以调整聚焦透镜与成像元件的感光平面之间的距离。另外，第一滑轨具有导向作用，能够保证透镜在平稳移动的过程中光轴方向基本与第二方向平行，且第一滑轨和第一调节件可以分别为透镜支承部提供导向作用和施加约束的作用。在这种情况下，第一滑轨长度方向与第二方向大致平行，第一调节件能够为提供将透镜支承部约束在第一滑轨的作用即可满足设计或制造的要求，因此可以分别降低第一滑轨和第一调节件在设计、制造、装配和调试的难度。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述主体还包括设置在所述外壳上的成像元件调节装置，所述成像元件调节装置包括沿着正交于所述第二方向的第三方向铺设在所述外壳上的第二滑轨、可移动地装配在所述第二滑轨上的成像元件支承部、以及配置为将所述成像元件支承部约束在第二预定位置的第二调节件。在这种情况下，成像元件支承部可以在长度方向垂直于第二方向的第二滑轨上移动，进一步调节光谱信号在成像元件上成像的位置，调整完毕后成像元件支承部被第二调节件约束在特定位置。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述第二滑轨上开设有调节孔，所述第二调节件配置为贯穿所述调节孔并与所述成像元件支承部连接，当所述第二调节件贯穿所述调节孔并与所述成像元件支承部连接时，通过控制所述第二调节件在所述调节孔内沿着第三方向移动以调节所述第二预定位置。在这种情况下，调节孔能够为第二调节件提供可调节的区域，第二调节件能够通过将成像元件支承部锁紧在第二滑轨上为成像元件支承部提供约束作用。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述第一调节件包括驱动部和回复部，所述驱动部用于驱动所述支承部沿着所述第一滑轨移动，所述回复部为所述支承部施加朝向所述驱动部的作用。在这种情况下，驱动部和回复部能够配合工作为所述透镜支承部提供约束。另外，驱动部和回复部配合工作能够实时改变透镜支承部的位置。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述驱动部包括驱动杆和传动杆，所述传动杆包括固定设置在所述外壳上的固定端以及配置为可绕所述固定端转动的自由端，所述自由端实时抵接于所述透镜支承部，所述传动杆的长度方向与所述第二方向之间形成预设角度，所述驱动杆抵接于所述传动杆并配置为调节所述预设角度。在这种情况下，驱动杆能够驱动转动杆转动，进而推动透镜支承部沿第一滑轨移动。另外，传动杆的长度方向与第二方向具有预设角度，在这种情况下，可以根据不同的设计需求改变驱动杆的类型或方向。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，在所述透镜支承部上开设有腰型孔，且所述腰型孔的长度方向与所述第二方向平行，所述支承部调节件为螺栓，所述螺栓贯穿于所述腰型孔而装配在所述外壳上。在这种情况下，螺栓能够将透镜支承部锁紧在第一滑轨或外壳上，松开螺栓，在聚焦透镜能够沿着第一滑轨移动时，螺栓能够在腰型孔内移动。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述色散元件为光栅。由此，能够使光线发生色散。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述成像元件为电荷藕合器件或为互补金属氧化物半导体传感器。由此，能够采集光谱信号。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，还包括可嵌设于所述外壳上的嵌件，所述嵌件具有形成为与所述准直元件形状匹配的中空部，并且所述准直元件通过嵌设于所述中空部而安装在所述嵌件上。由此，方便准直元件的安装。

另外，在本实用新型所涉及的光谱仪中，可选地，所述主体还包括设置在所述外壳上的光栅底座，所述光栅底座位于所述第一方向与所述第二方向的相交处且具有定位平面、以及朝向所述定位平面的定位杆，所述光栅以抵接于所述定位平面的方式而安装在所述光栅底座上，并且当所述光栅抵接于所述定位平面时，所述定位杆对所述光栅施加朝向所述定位平面的作用力。由此，能够将提高光栅的安装精度。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型，其中：

图1是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪的示意图。

图2是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪的爆炸图。

图3和图4是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪的透镜调节装置的局部结构示意图。

图5是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪的成像元件调节装置的工作原理图。

图6是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪的光栅底座的工作原理图。

图7是示出了本实用新型示例所涉及的准直元件嵌设在嵌件的工作原理图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本实用新型的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本实用新型的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本实施方式涉及一种具有易于装配、且能够保持聚焦透镜40在调节过程中平稳移动地透镜调节装置12的光谱仪1。

图1是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪1的示意图。图2是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪1的爆炸图。

在一些示例中，光谱仪1可以包括主体10，以及设置在主体10上的准直元件20、色散元件30、聚焦透镜40和成像元件50(参见图1)。在一些示例中，主体10可以大致呈盒状。在一些示例中，主体10上可以形成有三个凹坑分别作为容纳准直元件20、色散元件30以及聚焦透镜的区域。在一些示例中，三个凹坑之间是联通的以便于光线的传播。

在一些示例中，光线沿着具有第一方向P和第二方向Q的预定路径依次经过准直元件20、色散元件30、以及聚焦透镜40而在成像元件50上形成光谱信号(参见图1)。

在一些示例中，本实施方式涉及的光谱仪可以用于傅立叶域光学相干层析设备(未图示)。

在一些示例中，准直元件20可以接收来自于光学相干层析设备中来自参考臂和测量臂(未图示)的光学信号。

在一些示例中，色散元件30包括位于预定路径上的入射面(未图示)和出射面31(参见图6)。在一些示例中，光线沿着第一方向P经由入射面射入并沿着第二方向Q经由出射面射出。

在一些示例中，光谱仪的入射角度(也即第一方向P与入射面之间形成的夹角)和出射角度(也即第二方向Q与出射面31之间形成的夹角)可根据色散元件设置。在一些示例中，出射面31与第二方向Q之间形成有31°～45°的夹角。

在一些示例中，色散元件30可以为光栅。由此，能够使光线发生色散。在一些示例中，色散元件可以是衍射光栅。

在一些示例中，成像元件50可以为电荷藕合器件或为互补金属氧化物半导体传感器。由此，能够采集光谱信号。在一些示例中，光谱信号是按波长分布的。

在一些示例中，聚焦透镜40距离成像元件50中的感光平面(未图示)的距离是可调的。在一些示例中，当成像元件成像清晰度不好的时候，可以基于成像清晰程度调整聚焦透镜40距离成像元件50的感光平面的距离。

在一些示例中，主体10可以包括外壳11以及设置在外壳11上的透镜调节装置12。

在一些示例中，透镜调节装置12可以包括第一滑轨121、透镜支承部122以及第一调节件123(参见图3)。

在一些示例中，第一滑轨121可以沿着第二方向Q铺设在外壳11上。在一些示例中，第一滑轨121可以是开设在外壳11上的大致呈长方形的凹槽。在本实用新型所涉及的光谱仪1中，由于第一滑轨121的长度方向与第二方向Q平行，当透镜支承部122在第一滑轨123上移动时，可以调整聚焦透镜40与成像元件50的感光平面51之间的距离。另外，第一滑轨121具有导向作用，能够保证聚焦透镜40在平稳移动的过程中光轴方向基本与第二方向Q平行。

在一些示例中，透镜支承部122可移动地装配在第一滑轨121上且用于支承聚焦透镜40。在一些示例中，透镜支承部122可以包括透镜固定座1221和透镜法兰1222。由此，透镜支承部122能够用于支承聚焦透镜40。

在一些示例中，第一调节件123可以配置为将透镜支承部122约束在第一预定位置。在一些示例中，第一滑轨121和第一调节件123可以分别为透镜支承部122提供导向作用和施加约束的作用，在这种情况下，第一滑轨121能够保证与第二方向Q的平行程度在误差范围内即可，第一调节件123能够为提供将透镜支承部122约束在第一滑轨121的作用即可，因此可以分别降低第一滑轨121和第一调节件123在设计、制造、装配和调试的难度。

在一些示例中，当透镜支承部122装配在第一滑轨121上且透镜支承部122以聚焦透镜40的光轴方向与第二方向Q平行的方式支承聚焦透镜40时，通过第一调节件123来调节第一预定位置以调节聚焦透镜40与成像元件50之间的距离。

图3是和图4是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪1的透镜调节装置12的局部结构示意图。

在一些示例中，第一调节件123可以包括驱动部1231和回复部1232。在一些示例中，驱动部1231可以用于驱动支承部122沿着第一滑轨121移动。在一些示例中，回复部1232可以为支承部122施加朝向驱动部1231的作用。在这种情况下，驱动部1231和回复部1232能够配合工作为透镜支承部122提供约束。另外，驱动部1231和回复部1232配合工作能够实时改变透镜支承部122的位置。

在一些示例中，驱动部1231可以包括驱动杆12311和传动杆12312。

在一些示例中，传动杆12312可以包括固定设置在外壳11上的固定端12312(a)以及配置为可绕固定端12312(a)转动的自由端12312(b)，自由端12312(b)实时抵接于透镜支承部122。由此，传动杆结构简单，易于安装。

在一些示例中，传动杆12312的长度方向可以与第二方向Q之间形成预设角度，驱动杆12311抵接于传动杆12312并配置为调节预设角度。在这种情况下，驱动杆12311能够驱动转动杆12312转动，进而推动透镜支承部122沿第一滑轨121移动。另外，传动杆12312的长度方向与第二方向Q具有预设角度，在这种情况下，可以根据不同的设计需求改变驱动杆12311的类型或方向。例如驱动杆12311可以和第二方向Q大致垂直。

在一些示例中，传动杆12311可以是螺栓。在一些示例中，传动杆12311可以设置在外壳11上。具体而言，螺栓可以与外壳11之间形成螺纹连接。由此，传动杆12311易于安装与调试。

在一些示例中，透镜调节装置12可以包括第一滑轨121、透镜支承部122以及支承部调节件124(参见图4)。

在一些示例中，支承部调节件124为螺栓。在一些示例中，在透镜支承部12(b)上开设有腰型孔1222。在一些示例中，腰型孔1222的长度方向与第二方向Q平行。

在一些示例中，螺栓贯穿于腰型孔1222而装配在外壳11上。在这种情况下，螺栓能够将透镜支承部122锁紧在第一滑轨121或外壳11上，松开螺栓，在聚焦透镜40能够沿着第一滑轨121移动时，螺栓能够在腰型孔1222内移动。

图5是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪1的成像元件调节装置13的工作原理图。为方便理解这里仅示意性地保留第二调节件133的截面部分。

在一些示例中，成像元件50可以为本实施方式所涉及的成像元件调节装置13所支承。

在一些示例中，主体10还可以包括设置在外壳11上的成像元件调节装置13。在一些示例中，成像元件调节装置13可以包括第二滑轨131、成像元件支承部132以及第二调节件133。在一些示例中，第二滑轨131可以与外壳11一体成型。

在一些示例中，第二滑轨131可以沿着正交于第二方向Q的第三方向铺设在外壳11上。例如在一些示例中，第一滑轨121的长度方向可以位于水平面内，第二滑轨131的方向可以是竖直方向。在这种情况下，成像元件支承部13能够在第二滑轨131上移动，进一步调节光谱信号在成像元件50上成像的位置。

在一些示例中，成像元件支承部132可移动地装配在第二滑轨131上。

在一些示例中，第二调节件133可以配置为将成像元件支承部132约束在第二预定位置。在一些示例中，第二调节件133可以在成像元件支承部13移动到第二预定位置后将成像元件支承部13约束起来。

在一些示例中，第二滑轨131上可以开设有调节孔1311。在一些示例中，第二调节件133配置为贯穿1311调节孔并与成像元件支承部132连接。在一些示例中，第二调节件133能够以将成像元件支承部132锁紧在第二滑轨131上的形式为成像元件支承部132提供约束作用。

在一些示例中，第二调节件133可以是螺栓。也即，螺栓与成像元件支承部132通过螺纹连接。

当第二调节件133贯穿调节孔1311并与成像元件支承部132连接时，通过控制第二调节件133在调节孔1311内沿着第三方向移动以调节第二预定位置。在一些示例中，调节孔1311能够为第二调节件133提供可调节的区域。具体而言，在一些示例中，调节孔1311可以是内径大于第二调节件133外径的孔。

在一些示例中，光栅可以为本实施方式所涉及的光栅底座14所支承。

图6是示出了本实用新型示例所涉及的光谱仪1的光栅底座14的工作原理图。

在一些示例中，主体10还可以包括设置在外壳11上的光栅底座14。

在一些示例中，光栅底座14可以包括光栅固定座141和光栅法兰143。在一些示例中，光栅固定座141上形成有容纳光栅的区域。在一些示例中，光栅固定座141中用于容纳光栅的区域可以具有定位平面1411。

在一些示例中，光栅底座14可以位于第一方向P与第二方向Q的相交处。在一些示例中，光栅底座14可以具有定位平面1411、以及朝向定位平面141的定位杆142在一些示例中，光栅可以以抵接于定位平面1411的方式并被光栅法兰143以及定位杆142安装在光栅底座14上。具体而言，当光栅抵接于定位平面141时，定位杆142对光栅施加朝向定位平面141的作用力。由此，定位杆142能够为光栅施加点约束，提高光栅的安装精度。在一些示例中，定位杆142的数量可以是两个。

在一些示例中，光栅底座14可以是不可移动或转动的设置在外壳11上。在这种情况下，能够降低光栅底座14的制造成本。在一些示例中，光栅底座14可以是可移动和/或转动的设置在外壳11上。在这种情况下，能够使光栅底座14适应不同的场景。

图7是示出了本实用新型示例所涉及的准直元件20嵌设在嵌件15的工作原理图。

在一些示例中，光谱仪1还可以包括可嵌设于外壳11上的嵌件15。在一些示例中，嵌件15可以具有形成为与准直元件20形状匹配的中空部151。在一些示例中，准直元件20可以通过嵌设于中空部151而安装在嵌件15上。由此，能够方便地安装准直元件20。

在一些示例中，光谱仪1还可以包括防尘盖板16。在一些示例中，防尘盖板16可以覆盖在外壳11上。例如，如图2所示，防尘盖板16可以覆盖在容纳聚焦透镜40和色散元件30的两个凹坑上。

在一些示例中防尘盖板16可以由不透光的材料制备。例如防尘盖板16可以为黑色不透光的亚克力板制备。在这种情况下，能够减少外界光线对成像的干扰。

基于本实用新型，能够提供一种具有易于装配、且能够保持聚焦透镜40在调节过程中平稳移动地透镜调节装置12的光谱仪1。

虽然以上结合附图和示例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种光谱仪，其特征在于，

包括主体、以及设置在所述主体上的准直元件、色散元件、聚焦透镜和成像元件，光线沿着具有第一方向和第二方向的预定路径依次经过所述准直元件、所述色散元件、以及所述聚焦透镜而在所述成像元件上形成光谱信号；所述色散元件包括位于所述预定路径上的入射面和出射面，并且光线沿着所述第一方向经由所述入射面射入并沿着所述第二方向经由所述出射面射出；所述主体包括外壳以及设置在所述外壳上的透镜调节装置，所述透镜调节装置包括沿着所述第二方向铺设在所述外壳上的第一滑轨、可移动地装配在所述第一滑轨上且支承所述聚焦透镜的透镜支承部、以及配置为将所述透镜支承部约束在第一预定位置的第一调节件，当所述透镜支承部装配在所述第一滑轨上且所述透镜支承部以所述聚焦透镜的光轴方向与所述第二方向平行的方式支承所述聚焦透镜时，通过所述第一调节件来调节所述第一预定位置以调节所述聚焦透镜与所述成像元件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

所述主体还包括设置在所述外壳上的成像元件调节装置，所述成像元件调节装置包括沿着正交于所述第二方向的第三方向铺设在所述外壳上的第二滑轨、可移动地装配在所述第二滑轨上的成像元件支承部、以及配置为将所述成像元件支承部约束在第二预定位置的第二调节件。

3.根据权利要求2所述的光谱仪，其特征在于，

所述第二滑轨上开设有调节孔，所述第二调节件配置为贯穿所述调节孔并与所述成像元件支承部连接，

当所述第二调节件贯穿所述调节孔并与所述成像元件支承部连接时，通过控制所述第二调节件在所述调节孔内沿着第三方向移动以调节所述第二预定位置。

4.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

所述第一调节件包括驱动部和回复部，所述驱动部用于驱动所述支承部沿着所述第一滑轨移动，所述回复部为所述透镜支承部施加朝向所述驱动部的作用。

5.根据权利要求4所述的光谱仪，其特征在于，

所述驱动部包括驱动杆和传动杆，所述传动杆包括固定设置在所述外壳上的固定端以及配置为可绕所述固定端转动的自由端，所述自由端实时抵接于所述透镜支承部，所述传动杆的长度方向与所述第二方向之间形成预设角度，所述驱动杆抵接于所述传动杆并配置为调节所述预设角度。

6.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

在所述透镜支承部上开设有腰型孔，且所述腰型孔的长度方向与所述第二方向平行，所述支承部调节件为螺栓，所述螺栓贯穿于所述腰型孔而装配在所述外壳上。

7.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

所述色散元件为光栅。

8.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

所述成像元件为电荷藕合器件或为互补金属氧化物半导体传感器。

9.根据权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，

还包括可嵌设于所述外壳上的嵌件，所述嵌件具有形成为与所述准直元件形状匹配的中空部，并且所述准直元件通过嵌设于所述中空部而安装在所述嵌件上。

10.根据权利要求7所述的光谱仪，其特征在于，

所述主体还包括设置在所述外壳上的光栅底座，所述光栅底座位于所述第一方向与所述第二方向的相交处且具有定位平面、以及朝向所述定位平面的定位杆，所述光栅以抵接于所述定位平面的方式而安装在所述光栅底座上，并且当所述光栅抵接于所述定位平面时，所述定位杆对所述光栅施加朝向所述定位平面的作用力。

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