TWM491169U - 反射鏡、反射鏡組及反射式光譜儀 - Google Patents

Description

反射鏡、反射鏡組及反射式光譜儀

本創作係有關於一種反射式量測儀器，特別是指反射式量測儀器中之反射鏡，其係用以引導量測儀器光源之光路者。

傳統的反射鏡可用於許多量測儀器之中，主要是做為引導量測儀器之光路的功能。

習知用於反射式量測儀器中之反射鏡，為了達到引導光路之功能，且又能擷取到欲量測樣品上所反射的光線，通常會使用半反射鏡的構造，請參閱圖1及圖2所示，其結構為一圓盤狀之透明玻璃本體10，並於可分為外環部11及中心部12，該外環部11之表面塗佈反射塗層13，該中心部12則為未配置反射塗層的透光區域。

然而，在量測反射光線時，因為反射鏡為一透明平板玻璃，此平板具有兩個與空氣的介面，分別是玻璃材質之中心部12及具有反射塗層13之外環部11，在接收由量測樣品反射的光線時，會造成二次或甚至第三次的反射，使得光線在穿透反射 鏡的中心部12之玻璃表面時，會產生額外的反射雜散光，這部分的雜散光會進入到最終的光譜儀模組，而影響到量測的結果，造成量測數據的偏差。

有鑑於此，本創作人潛心構思並更深入研究，終於創作出一種反射鏡、反射鏡組及反射式光譜儀。

因此，根據以上提出的問題點，本專利案提出一反射鏡結構，其主要目的是避免量測儀器之光線在經過反射鏡之穿透面時產生額外的雜散光，藉此減少進入最後的光譜儀模組的雜散光，使量測數據更為準確。

為達前述目的，本創作提供一種反射鏡，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面係與該第一表面相互平行，該反射鏡之中心位置具有一中心軸，該反射鏡主要包括：一中心透光區，環繞於該中心軸配置；一周邊區，環繞該中心透光區，且該周邊區包含一周邊反射區及一周邊透光區；以及一對稱軸，該對稱軸經過該中心透光區之中心位置；其中，該中心透光區為一孔洞，該周邊區以該對稱軸為軸而線對稱，該周邊透光區係為中空，該周邊反射區係位於該第一表面。

為達前述目的，本創作提供一種反射鏡組，由中心向外側包含：一中心透光區，環繞一中心軸配置；以及一周邊區，環繞該中心透光區，該周邊區包括一第一反射鏡、一第二反射鏡及一第三反射鏡，其中，該第一反射鏡、該第二反射鏡及該第三 反射鏡係等距分布環繞於該中心軸；其中，該中心透光區為中空。

為達前述目的，本創作提供一種反射式光譜儀，包 含：一反射鏡，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面係與該第一表面相互平行，該反射鏡之中心位置具有一中心軸，該反射鏡主要包括：一中心透光區，環繞於該中心軸配置；一周邊區，環繞該中心透光區，且該周邊區包含一周邊反射區及一周邊透光區；以及一對稱軸，該對稱軸經過該中心透光區之中心位置；其中，該中心透光區為一孔洞，該周邊區以該對稱軸為軸而線對稱，該周邊透光區係為中空，該周邊反射區係位於該第一表面；另外，反射式光譜儀更包含一光源，發出一照明光至該反射鏡後產生一第一反射光；一物鏡，係設置於該第一反射光之路徑上，並供該第一反射光通過；一量測平台，一待測物放置於該量測平台上，該量測平台係為於該第一反射光之路徑上，且該物鏡係位於該反射鏡及該量測平台間，該第一反射光於照射到該待測物後，係反射一第二反射光；該第二反射光係通過該物鏡後，自該中心透光區及該周邊透光區射出；以及一光譜儀，用以接收該第二反射光。

本創作利用所提供的反射鏡、反射鏡組及反射式光 譜儀，可以獲得的功效在於：藉由移除中心透光區以及周邊透光區之玻璃介面，使反射鏡中之中心透光區為孔洞，反射鏡之周邊透光區為中空，藉此避免光線於中心透光區以及周邊透光區產生反射以減少反射雜散光的產生，使量測數據更為準確。

有關本創作為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如后。

〔習知〕

10‧‧‧本體

11‧‧‧外環部

12‧‧‧中心部

13‧‧‧反射塗層

〔本創作〕

20‧‧‧反射鏡

21‧‧‧第一表面

22‧‧‧第二表面

23‧‧‧內孔斜面

30‧‧‧中心透光區

40‧‧‧周邊區

41‧‧‧周邊反射區

411‧‧‧反射區塊

42‧‧‧周邊透光區

421‧‧‧透光區塊

43‧‧‧反射區塊連接部

44‧‧‧外環區

441‧‧‧外環反射區塊

442‧‧‧外環透光區塊

45‧‧‧環形連接部

50‧‧‧反射鏡組

51‧‧‧第一反射鏡

52‧‧‧第二反射鏡

53‧‧‧第三反射鏡

54‧‧‧中心透光區

55‧‧‧周邊區

56‧‧‧周邊透光區

61‧‧‧光源

62‧‧‧物鏡

63‧‧‧量測平台

64‧‧‧光譜儀

65‧‧‧投影照亮區域

C‧‧‧中心軸

S‧‧‧對稱軸

T‧‧‧厚度

L‧‧‧反射鏡之最大外徑

W‧‧‧反射鏡之最小外徑

Dmax‧‧‧中心透光區之最大內徑

Dmin‧‧‧中心透光區之最小內徑

α‧‧‧第一夾角

β‧‧‧第二夾角

圖1係習知反射鏡之正面視圖。

圖2係習知反射鏡之側面視圖。

圖3係本創作第一實施例之正面視圖。

圖4係本創作第一實施例之側面視圖。

圖5係本創作第一實施例參數定義之正面視圖。

圖6係本創作第一實施例參數定義之側面視圖。

圖7A係本創作第一實施例之正面視圖。

圖7B係本創作第二實施例之正面視圖。

圖7C係本創作第三實施例之正面視圖。

圖7D係本創作第四實施例之正面視圖。

圖7E係本創作第五實施例之正面視圖。

圖7F係本創作第六實施例之正面視圖。

圖7G係本創作第七實施例之正面視圖。

圖7H係本創作第八實施例之正面視圖。

圖8係本創作第九實施例之正面視圖。

圖9係本創作第九實施例之側面視圖。

圖10係應用本創作之反射鏡之反射式光譜儀之示意圖。

圖11係圖10中，量測平台上形成一投影照亮區域之示意圖。

圖12係本創作反射鏡與習知反射鏡之波長所對應反射率之關係圖。

圖13係本創作反射鏡之波長對應反射率消減率之關係圖。

在本新型被詳細描述之前，要注意的是在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

為使 貴審查委員對本創作之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：本創作反射鏡20的第一實施例如圖3至圖7A所示，係由將平面玻璃之部分切割移除所構成，其外觀輪廓為橢圓形，該反射鏡20具有一第一表面21及相對於該第一表面21之一第二表面22，該第一表面21與該第二表面22係相互平行，該反射鏡20之中心位置具有一中心軸C，該反射鏡20由中心向外側主要包括一中心透光區30、一周邊區40以及一對稱軸S，其中：該中心透光區30係環繞於該中心軸C配置，該中心透光區30為平面玻璃被切割後所移除之部分，故係為一孔洞結構；該周邊區40則環繞該中心透光區30，且該周邊區40包含一周邊反射區41及一周邊透光區42，該周邊透光區42為平面玻璃被切割後所移除之部分而係為中空，該周邊反射區 41則為切割後保留之部分，且該周邊反射區41之表面可使用高反射率鍍膜覆蓋，以提高反射之效果，該周邊反射區41係位於該第一表面21；該對稱軸S經過該中心透光區30之中心位置，並使該周邊區40以該對稱軸S為軸而線對稱；該周邊反射區41包含複數個反射區塊411，且該反射區塊411之數量為2n+1，其中，n>=1，於此實施例中，n=1，使得該反射區塊411之數量係為3；該周邊透光區42包含複數個透光區塊421，且各透光區塊421與各反射區塊411係環繞該中心透光區30相互交替分布，因此，於此實施例中，該透光區塊421之數量亦為3；每一反射區塊411係均對應該中心軸C另一端的透光區塊421，即各反射區塊411與相對於中心透光區30另一端的透光區塊421相對應，且各反射區塊411之面積係小於或等於各對應之透光區塊421之面積，於此實施例中，各該反射區塊411之面積係與其對應之透光區塊421之面積相等；各該反射區塊411係透過一反射區塊連接部43而相連接，該反射區塊連接部43係環繞於該周邊區40之外側；各該反射區塊411係均為相同形狀，如圖中所示，概呈一扇形；該反射鏡20之第一表面21與第二表面22之間具有一厚度T，且該反射鏡20之最大外徑為L、該中心透光區30之最大內徑為Dmax，其中，此實施例可滿足以下條件：0.2mm<T<5mm，0.15<Dmax/L<0.5； 請參閱圖5及圖6所示，於此實施例中，厚度T=1mm，反射鏡之最大外徑L=20*(2^0.5)mm，反射鏡之最小外徑W=20mm，中心透光區之最大內徑Dmax=4.5*(2^0.5)mm，中心透光區之最小內徑Dmin=4.5mm。

以上所述為本創作實施例主要構件及其組態說明。至於本創作實施例的使用方式及功效，請復參閱圖3及圖4所示，該反射鏡20係為平面玻璃所構成，因此該中心透光區30及該周邊透光區42原本為一透明玻璃表面，本創作將中心透光區30及周邊透光區42之玻璃切割移除，使反射鏡20將中心透光區30及周邊透光區42為中空的狀態，如此可避免光線經過反射鏡20的玻璃空氣間的介面時產生反射雜散光，使量測數據更為準確；此外，本創作係將反射鏡20的部分玻璃切割移除，使光線可以不受其他雜散光干擾下，直接穿過反射鏡20，並得到更精確的量測數據，且更能降低反射鏡20之重量，具有輕量化的優勢。

請參閱圖7B所示，係為本創作之第二實施例，其中，該周邊反射區41之反射區塊411及該周邊透光區42之透光區塊421之數目係為五，藉此使用者可依據實際使用需求，改變本創作之反射區塊411及透光區塊421之數目。

請參閱圖7C所示，係為本創作之第三實施例，其中，該周邊反射區41之反射區塊411係為一矩形部及一圓形部之結合，而該周邊透光區42之透光區塊421亦隨著反射區塊411 之形狀不同而相對調整，此外，於此實施例中，各該反射區塊411之面積係小於與其對應之透光區塊421之面積。

請參閱圖7D配合圖5所示，圖7D係為本創作之第 四實施例，與第一實施例比較之，此一實施例之中心透光區之最大內徑Dmax及中心透光區之最小內徑Dmin之數值係較第一實施例為大。

請參閱圖7E所示，係為本創作之第五實施例，各 該反射區塊411係透過一反射區塊連接部43而相連接，該反射區塊連接部43係環繞於該中心透光區30之外側。

請參閱圖7F所示，係為本創作之第六實施例，其 主要係為一反射鏡組50，其係由一第一反射鏡51、一第二反射鏡52及一第三反射鏡53所構成，其中，該反射鏡組50由中心向外側包含：一中心透光區54以及一周邊區55，該中心透光區54環繞一中心軸C配置；該周邊區55環繞該中心透光區54，該周邊區55包括該第一反射鏡51、該第二反射鏡52及該第三反射鏡53，其中，該第一反射鏡51、該第二反射鏡52及該第三反射鏡53係等距分布環繞於該中心軸C，並與三周邊透光區56相互交替分布；其中，該中心透光區54及各該周邊透光區56為中空結構。此外，由於該反射鏡組20不具有反射區塊連接部43，因此使用時，需將該反射鏡20安裝於量測儀器之固定部(圖中未示)上，以使該反射鏡20之周邊反射區41之各反射區塊411位於適當之位置。

請參閱圖7G所示，係為本創作之第七實施例，該 周邊區40更包含一外環區44，該外環區44環繞於該周邊區40外側，並以該中心軸C為軸心，該外環區44與該周邊區40間具有一環形連接部45；其中，該外環區44具有複數個外環反射區塊441及複數個外環透光區塊442，各該外環反射區塊441與各該外環透光區塊442相互交替分布，各該外環透光區塊442對應配置於各該周邊反射區41之反射區塊411之外側，更詳細地說，該外環反射區塊441透過該環形連接部45連接於該周邊透光區42之外側，該外環透光區塊442透過該環形連接部45連接於該周邊區反射區41外側。

請參閱圖7H所示，係為本創作之第八實施例，該 反射鏡20為長方形。

請參閱圖8及圖9所示，係為本創作之第九實施 例，該反射鏡20包含一第一表面21與一第二表面22，該第一表面21與該第二表面22係相互平行，該周邊透光區42於該第一表面21具有一第一表面周邊透光區211，該周邊透光區42於該第二表面22具有一第二表面周邊透光區221，該第二表面周邊透光區221之面積係大於該第一表面周邊透光區211，該第一表面21之第一表面周邊透光區211與該第二表面22之第二表面周邊透光區221之間具有一內孔斜面23，該內孔斜面23與該中心軸C之間具有一角度A，其滿足下列狀態關係式：30度<A<60度，於此實施例中，A=45deg。

請參閱圖10配合圖3至圖6所示，其係為應用有 本創作之反射鏡之反射式光譜儀之實施例，包括：一反射鏡20，具有一第一表面21及一第二表面22，該第二表面22係與該第一表面21相互平行，該反射鏡20之中心位置具有一中心軸C，該反射鏡20主要包括：一中心透光區30，環繞於該中心軸C配置；一周邊區40，環繞該中心透光區30，且該周邊區40包含一周邊反射區41及一周邊透光區42；以及一對稱軸S，該對稱軸S經過該中心透光區30之中心位置；其中，該中心透光區30為一孔洞，該周邊區40以該對稱軸S為軸而線對稱，該周邊透光區42係為中空，該周邊反射區41係位於該第一表面21；另外，該反射式光譜儀更包含一光源61，用以對該反射鏡20發出一照明光，該照明光照射至該反射鏡20後分別自該中心透光區30、該周邊透光區42及該周邊反射區41而分為一第一出射光及一第一反射光；一物鏡62，係設置於該第一反射光之路徑上，並供該第一反射光通過；一量測平台63，用以供待量測物放置，該量測平台係為於該第一反射光之路徑上，且該物鏡62係位於該反射鏡20及該量測平台63間，該第一反射光於照射到該待測物後，係反射一第二反射光；該第二反射光係通過該物鏡62後，自該反射鏡20之中心透光區30及周邊透光區42射出；以及一光譜儀64，用以接收自該反射鏡20之中心透光區30及周邊透光區42射出之第二反射光。

此外，該反射鏡與該照明光之間具有一第一夾角 α，該第一夾角α係為45度，該反射鏡與該量測平台間具有一第二夾角β，該第二夾角β係為45度。

請配合參閱圖11所示，該第一反射光係於該量測 平台64上形成一投影照亮區域65，其中，該投影照亮區域65係為圓形。

請參閱圖12及配合表一所示，係為本案創作人以 本創作實施例之反射鏡與習知之反射鏡比較，其中，X軸為照射至反射鏡之波長(nm)，Y軸為雜散光之反射率(%)，圖中之P線段為習知之反射鏡所測得之數值，而N線段則為本創作之反射鏡所測得之數值；表一中，波長的單位為nm、“中空”欄位代表本創作反射鏡之反射率、“非中空”欄位代表習知反射鏡之反射率、減少率指的是本創作的反射鏡與習知的反射鏡在同一波長下相比較的反射率減少率。由圖中可看出，N線段恆位於P線段之下方，此即代表本創作之反射鏡在雜散光之反射率方面，恆較習知之反射鏡低，因此，不論應用本創作反射鏡之量測儀器使用的光線之波長為何，均能減少反射雜散光的產生，藉此使量測數據更為準確。

請參閱圖13及配合表一所示，係為本案創作人以本創作實施例之反射鏡與習知之反射鏡比較，其中，X軸為照射至反射鏡之波長(nm)，Y軸為本創作反射鏡與習知反射鏡之反射雜散光之反射率之消減率(%)，其數值來源為：100*(1-相同波長下之本創作反射鏡之反射率與習知反射鏡之反射率之比值)。由圖中及表中可看出，本創作於光線之波長為415.97nm、501.66nm及波長664.89nm時，會有較佳之雜散光減少率，特別是波長665nm時，其雜散光之減少率可達約94%。

由上述得知本創作確實符合「具有產業可利用性」、「新穎性」、「進步性」，爰依法提出新型專利申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

20‧‧‧反射鏡

30‧‧‧中心透光區

40‧‧‧周邊區

41‧‧‧周邊反射區

411‧‧‧反射區塊

42‧‧‧周邊透光區

421‧‧‧透光區塊

43‧‧‧反射區塊連接部

Claims (17)

1. 一種反射鏡，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面係與該第一表面相互平行，該反射鏡之中心位置具有一中心軸，該反射鏡主要包括：一中心透光區，環繞於該中心軸配置；一周邊區，環繞該中心透光區，且該周邊區包含一周邊反射區及一周邊透光區；以及一對稱軸，該對稱軸經過該中心透光區之中心位置；其中，該中心透光區為一孔洞，該周邊區以該對稱軸為軸而線對稱，該周邊透光區係為中空，該周邊反射區係位於該第一表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之反射鏡，其中，該周邊反射區包含複數個反射區塊，且該反射區塊數量為2n+1，其中，n>=1。
3. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，該周邊透光區包含複數個透光區塊，且各透光區塊與各反射區塊係環繞該中心透光區相互交替分布，每一反射區塊係均對應該中心軸另一端的一透光區塊，且各反射區塊之面積小於各對應之透光區塊之面積。
4. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，各該反射區塊係透過一反射區塊連接部而相連接，該反射區塊連接部係環繞於該中心透光區之外側。
5. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，各該反射區塊係透過一反射區塊連接部而相連接，該反射區塊連接部係環繞於該周邊區之外側。
6. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，各該反射區塊為相同形狀。
7. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，該反射鏡之外觀輪廓為橢圓形。
8. 如申請專利範圍第2項所述之反射鏡，其中，該反射鏡為長方形。
9. 如申請專利範圍第1項所述之反射鏡，其中，該第一表面與該第二表面之間具有一厚度T，其滿足以下條件：0.2mm<T<5mm。
10. 如申請專利範圍第1項所述之反射鏡，其中，該反射鏡之最大外徑為L，該中心透光區之最大內徑為Dmax，其滿足以下條件：0.15<Dmax/L<0.5。
11. 如申請專利範圍第1項所述之反射鏡，其中，該周邊透光區於該第一表面具有一第一表面周邊透光區，該周邊透光區於該第二表面具有一第二表面周邊透光區，該第二表面周邊透光區之面積係大於該第一表面周邊透光區。
12. 如申請專利範圍第11項所述之反射鏡，其中，該第一表面周邊透光區與該第二表面周邊透光區之間具有一內孔斜面，該內孔斜面與該中心軸之間具有一角度A，其滿足下列狀態：30度<A<60度。
13. 如申請專利範圍第1項所述之反射鏡，其中，該反射鏡更包含：一外環區，該外環區環繞於該周邊區外側，其中，該外環區具有複數個外環反射區塊及複數個外環透光區塊，各該外環反射 區塊與各該外環透光區塊相互交替分布，各該外環透光區塊對應配置於各該周邊反射區之反射區塊外側。
14. 一反射鏡組，由中心向外側包含：一中心透光區，環繞一中心軸配置；以及一周邊區，環繞該中心透光區，該周邊區包括一第一反射鏡、一第二反射鏡及一第三反射鏡，其中，該第一反射鏡、該第二反射鏡及該第三反射鏡係等距分布環繞於該中心軸；其中，該中心透光區係為中空。
15. 一反射式光譜儀，包含：一反射鏡，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面係與該第一表面相互平行，該反射鏡之中心位置具有一中心軸，該反射鏡主要包括：一中心透光區，環繞於該中心軸配置；一周邊區，環繞該中心透光區，且該周邊區包含一周邊反射區及一周邊透光區；以及一對稱軸，該對稱軸經過該中心透光區之中心位置；其中，該中心透光區為一孔洞，該周邊區以該對稱軸為軸而線對稱，該周邊透光區係為中空，該周邊反射區係位於該第一表面；一光源，發出一照明光至該反射鏡後產生一第一反射光；一物鏡，係設置於該第一反射光之路徑上，並供該第一反射光通過；一量測平台，一待測物放置於該量測平台上，該量測平台係為於該第一反射光之路徑上，且該物鏡係位於該反射鏡及該量測 平台間，該第一反射光於照射到該待測物後，係反射一第二反射光；該第二反射光係通過該物鏡後，自該中心透光區及該周邊透光區射出；以及一光譜儀，用以接收該第二反射光。
16. 如申請專利範圍第15項所述之反射式光譜儀，其中，該反射鏡與該照明光之間具有一第一夾角，該夾角係為45度，該反射鏡與該量測平台間具有一第二夾角，該第二夾角係為45度。
17. 如申請專利範圍第15項所述之反射式光譜儀，其中，該第一反射光係於該量測平台上形成一投影照亮區域，該投影照亮區域係為圓形。