專利名稱：微型光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種微型光譜儀，用以檢測發(fā)光裝置的光學(xué)頻譜信號，或以光譜進(jìn)行物質(zhì)的組成 成份分析，本實(shí)用新型尤指一種于內(nèi)部成型有一個雜散光消除裝置的微型光譜儀。
背景技術(shù)：
物質(zhì)的組成，通常可以用諸多的方法將其分解、離析，以了解其組成的成分，例如 礦石的組成、水源所包含的化合物等，上述的分解、離析等，都屬于破壞性的檢測，一般是依 需求進(jìn)行必要的檢測過程，而光譜儀，則是屬于一種非破壞性的檢測儀器，其主要是利用光 反射的原理，以及物質(zhì)內(nèi)組成結(jié)構(gòu)對光不同頻段的反射、吸收或穿透程度不同的差異，按照 波長排列，不同物質(zhì)會顯現(xiàn)個別特征的光譜，進(jìn)而得到物質(zhì)的原子、分子等的能階結(jié)構(gòu)、化 學(xué)鍵性質(zhì)等多方面物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，進(jìn)而得以辨認(rèn)物質(zhì)的組成成分及特性；而上述所稱的 光譜儀，隨著科技的發(fā)展及演進(jìn)，目前市場上已具有諸多的類型，常見的如繞射式分光儀、 干涉式分光儀等；如上，無論是繞射式或干涉式光譜儀，大多具有體積龐大、系統(tǒng)復(fù)雜、造價 昂貴等特性，如何微小化、集成化、量產(chǎn)化成為最大的課題；而目前，市場上已有出現(xiàn)微型化 后的光譜儀器，其主要是利用改變光柵的制作方法以提高解析度及良率，并以微機(jī)電技術(shù) 開發(fā)光、機(jī)、電等元件，解決微小空間及元件所造成的組裝公差及解析度下降等問題，如上， 微型光譜儀的概念，即在以最小光學(xué)路徑內(nèi)實(shí)現(xiàn)分光與聚焦的功能，進(jìn)而簡化系統(tǒng)架構(gòu)，降 低元件數(shù)量與組裝成本，然而，設(shè)計(jì)及整合的過程中，也相對面臨了莫大的挑戰(zhàn)，例如光學(xué) 架構(gòu)扁平化，機(jī)械設(shè)計(jì)與組裝難度提高、小空間內(nèi)雜散光的避免與信號光的收集問題。請參閱圖1，圖中所示為一現(xiàn)有光線路徑示意圖，如圖中所示，一入射狹縫裝置 20，組設(shè)于一光通道201的前端，且入射狹縫裝置20的一端，組設(shè)有一發(fā)光裝置30，當(dāng)發(fā)光 裝置30所產(chǎn)生的光線Wl，通過入射狹縫裝置20后，即形成一入射光線W2 ；又，如圖中所示， 入射光線W2呈球面波的形式在光通道201中前進(jìn)，當(dāng)所述的入射光線W2在光通道中接觸 到一平面(如圖中所示的2011)、或一反射面，則入射光線W2因折射或反射作用，而形成一 折射光線W3(或反射光線)；在上述的光譜儀器中，是于光通道201中組設(shè)有一光柵，以使 入射光線W2在抵達(dá)光柵后，可反射至一線型檢測器，由線型檢測器獲取所有的反射光，以 轉(zhuǎn)換成光譜，然而，理想上，入射光線W2應(yīng)依所稱的光通道201全數(shù)抵達(dá)光柵后產(chǎn)生折射， 但實(shí)際上，因?yàn)槿肷涔饩€W2經(jīng)入射狹縫裝置20后以球面波形式行進(jìn)，故，部份的光經(jīng)折射 后，會形成所述的雜散光，若雜散光過多，則光譜所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)將會受到嚴(yán)重的雜訊影響， 故，在現(xiàn)有的光譜儀中，會在光通道中成型有數(shù)個雜散光消除裝置，其主要作用，是使雜散 光在產(chǎn)生后，可借助雜散光消除裝置，使雜散光受到阻擋，進(jìn)而產(chǎn)生偏向的反射或折射，使 其在反射或折射的過程中耗盡，如此，雖可達(dá)到提升消除雜散光的有效性，然而，由于所述 的消除雜散光裝置成型于光通道之中，其加工具有極大的不便之處，再者，必需正確計(jì)算及 預(yù)估出雜散光的折射路徑，也為相當(dāng)?shù)姆睆?fù)及困難，且，在光譜儀微型化后，上述的加工作 業(yè)則顯得尤為困難。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于上述的問題，本設(shè)計(jì)人依據(jù)多年來從事相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，針對微型光 譜儀的組成、架構(gòu)，進(jìn)行相關(guān)研究及分析，以期能找出更為適合的解決方案，以有效的處理 小空間內(nèi)部產(chǎn)生的雜散光問題；因此，本實(shí)用新型主要的目的在于提供一種可有效消除光 譜儀內(nèi)部空間的雜散光，以提升信號光的收集效率的微型光譜儀。為達(dá)上述的目的，本實(shí)用新型主要在于一微型光譜儀的組成結(jié)構(gòu)中，成型有一可 消除雜散光的除光部，使光路徑本身具有消除雜散光的功效，如此，當(dāng)微型光譜儀工作時， 其在光路徑因折射、反射所產(chǎn)生的雜散光，可受除光部有效消弭，以提升微型光譜儀的光譜 信號的對雜訊比值，進(jìn)而使檢測效率及準(zhǔn)確度提升。本實(shí)用新型的一種微型光譜儀，連接至一發(fā)光裝置，使該發(fā)光裝置所產(chǎn)生的光源 進(jìn)入該微型光譜儀后，檢測一物質(zhì)的組成的成分，其采用技術(shù)手段為，其包括—底座體，形成一容置空間，該容置空間內(nèi)成型有一入射光通道及一反射光通道， 該入射光通道及該反射光通道呈相連通；一上反射片及一下反射片，上、下疊設(shè)組構(gòu)于該入 射光通道與該反射光通道之中，該上、下反射片之間形成一間隙；該入射光通道前端組設(shè)有 一入射狹縫裝置，該發(fā)光裝置可連接于該入射狹縫裝置，使該發(fā)光裝置所產(chǎn)生的光源，可經(jīng) 由該入射狹縫裝置進(jìn)入至該入射光通道，以形成一入射光；一反射型微型光柵，組設(shè)于該入 射光通道與該反射光通道的銜接處，使該入射光反射后形成一反射光；一線型檢測器，組設(shè) 于該反射光通道末端，供以檢測該反射型微型光柵所反射而出的該反射光的波長；以及一 除光部，成型于該入射光通道及該反射光通道的側(cè)部。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于本實(shí)用新型主要于入射光通道與反射光通道 中，成型有一除光部，而所稱的除光部，成型有一呈斜面狀的折射面，以使雜散光離開主要 的光通道后，經(jīng)由所述的折射面折射而出，且無法再回到主要的光通道中，有效的消除光線 在經(jīng)過入射光通道與反射光通道時所產(chǎn)生的雜散光，以確保線型檢測器所檢測的各光波長 的準(zhǔn)確率；據(jù)此，本實(shí)用新型其據(jù)以實(shí)施后，確實(shí)可以達(dá)到提供一種可有效消除光譜儀內(nèi)部 空間的雜散光，以提升信號光的收集效率的微型光譜儀的目的。為使本實(shí)用新型的組成、架構(gòu)及其實(shí)施的功效能被進(jìn)一步了解，以下配合附圖及 實(shí)施方式詳細(xì)說明，請參閱。

[0010]圖1為現(xiàn)有的光線路徑示意圖。[0011]圖2為本實(shí)用新型的構(gòu)件組成示意圖。[0012]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施示意圖。[0013]圖4為除光部的剖切放大示意圖。[0014]圖5為本實(shí)用新型構(gòu)件的放大示意圖。[0015]主要元件符號說明[0016]10微型光譜儀101底座體1011容置空間1012入射光通道[0017]1013反射光通道1014反射型微型光柵1015除光部10151折射面[0018]1016上反射片1017下反射片1018光通道10181 出口[0019]106墊片1061導(dǎo)光面102入射狹縫裝置103線型檢測器[0020] 104蓋體105發(fā)光裝置20入射狹縫裝置 20 l光通道[0021] 2011平面30發(fā)光裝置al入射光a2反射光[0022] a3反射光dl間隙Ll光線Ll’雜散光[0023] wl光線w2入射光線w3折射光線具體實(shí)施方式
[0024] 請參閱圖2，圖中所示為本實(shí)用新型的構(gòu)件組成示意圖，如圖中所示的微型光譜儀lo，其主要是由一底座體lol形成一容置空間1011，在此容置空間1011內(nèi)部，成型有一入射光通道lol2、一反射光通道lol3，且入射光通道lol2與反射光通道lol3呈相連通，又，所述的入射光通道lol2與反射光通道lol3，組設(shè)有一上反射片以及一下反射片(本圖中尚未繪示)，而所述的上反射片及下反射片之間，組設(shè)有數(shù)個墊片106，以使兩者之間形成一間隙(本圖未示，請參閱圖3)，另，在入射光通道lol2與反射光通道lol3的銜接處，組設(shè)有一反射型微型光柵lol4，所稱的反射型微型光柵lol4則以凹型光柵為較佳；又，沿入射光通道lol2及反射光通道lol3的一側(cè)，成型有一可消除雜散光的除光部lol5，此所稱的除光部lol5，可使入射光及反射光在經(jīng)過入射光通道lol2及反射光通道lol3的過程中所產(chǎn)生的雜散光，受到有效的消弭；再請參閱圖中所示，在入射光通道lol2的前端，組設(shè)有一入射狹縫裝置102，以及在反射光通道lol3的末端，組設(shè)有一線型檢測器103；另，一蓋體104，可蓋設(shè)于底座體lol上方，以使上述的各構(gòu)件受底座體lol與蓋體104完整包覆，并使入射光通道lol2與反射光通道lol3達(dá)到全遮光的效果。[0025] 請參閱圖3，圖中所示為本實(shí)用新型的實(shí)施示意圖，如圖中所示，本實(shí)用新型實(shí)施時，以一發(fā)光裝置105接設(shè)于入射狹縫裝置102，以使發(fā)光裝置105所產(chǎn)生的光線，可通過入射狹縫裝置102進(jìn)入到入射光通道lol2，而所稱的發(fā)光裝置105可例如為發(fā)光二極管；如圖，當(dāng)發(fā)光裝置105所產(chǎn)生的光線進(jìn)入到入射光通道lol2后，即形成一入射光al，當(dāng)入射光al沿入射光通道lol2抵達(dá)反射型微型光柵lol4，隨即產(chǎn)生數(shù)道反射光(a2、a3…)，且各反射光(a2、a3…)會隨即反射至線型檢測器103，由此線型檢測器103依所檢測到的各波段反射光，以數(shù)位或數(shù)據(jù)的方式顯示于另一電子裝置，例如一部與微型光譜儀lo呈信號連接的電腦主機(jī)及顯示屏；請?jiān)賲㈤唸D中所示，除光部lol5，其細(xì)部結(jié)構(gòu)如圖4，其為除光部的剖切放大示意圖，如圖，除光部lol5成型有一斜面狀的折射面lol5l，而入射光通道lol2組設(shè)有一上反射片lol6以及一下反射片lol7，如圖所示，上、下反射片(1016、lol7)組設(shè)完成后，兩者之間的間隙dl，形成一個可供光線通過的光通道lol8，由本圖中可知，光通道lol8的兩側(cè)出口lol8l，緊鄰著左、右兩側(cè)的除光部lol5的折射面lol5l，當(dāng)一光線Ll通過進(jìn)入光通道lol8后，其透出光通道lol8的一雜散光Ll’，會于抵達(dá)折射面lol5l后，折射而出，亦即，雜散光Ll’無法再回到光通道lol8中。[0026] 請參閱第圖5，圖中所示為本實(shí)用新型構(gòu)件的放大示意圖，請搭配參照圖3及圖4，如圖5所示，所述的墊片106，組設(shè)于上反射片lol6以及下反射片lol7之間，以使兩者之間形成間隙dl，又，所述的墊片106，其一端成型有一導(dǎo)光面106l，如此，可使光線在經(jīng)過入射光通道lol2時，被順利導(dǎo)引向反射光通道lol3。[0027] 綜上所述，本實(shí)用新型主要于入射光通道與反射光通道中，成型有一除光部，而所稱的除光部，成型有一呈斜面狀的折射面，以使雜散光離開主要的光通道后，經(jīng)由所述的折射面折射而出，且無法再回到主要的光通道中，有效的消除光線在經(jīng)過入射光通道與反射 光通道時所產(chǎn)生的雜散光，以確保線型檢測器所檢測的各光波長的準(zhǔn)確率；據(jù)此，本實(shí)用新 型其據(jù)以實(shí)施后，確實(shí)可以達(dá)到提供一種可有效消除光譜儀內(nèi)部空間的雜散光，以提升信 號光的收集效率的微型光譜儀的目的。 唯，以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型保 護(hù)范圍；任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神下所作的均等變化與修飾， 皆應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種微型光譜儀，連接至一個發(fā)光裝置，其特征在于包括一個底座體，形成一個容置空間，該容置空間內(nèi)成型有一個入射光通道及一個反射光通道，該入射光通道及該反射光通道呈相連通；一個上反射片及一個下反射片，上、下疊設(shè)組構(gòu)于該入射光通道與該反射光通道之中，該上、下反射片之間形成一個間隙；該入射光通道前端組設(shè)有一個入射狹縫裝置，該發(fā)光裝置連接于該入射狹縫裝置，使該發(fā)光裝置所產(chǎn)生的光線，通過該入射狹縫裝置進(jìn)入至該入射光通道，以形成入射光；一個反射型微型光柵，組設(shè)于該入射光通道與該反射光通道的銜接處，使該入射光反射后形成反射光；一個線型檢測器，組設(shè)于該反射光通道末端，用以檢測該反射型微型光柵所反射而出的該反射光的波長；以及一個除光部，成型于該入射光通道及該反射光通道的側(cè)部。
2.如權(quán)利要求1所述的微型光譜儀，其特征在于，該除光部成型有一個呈斜面狀的折射面。
3.如權(quán)利要求1所述的微型光譜儀，其特征在于，該反射型微型光柵為一種凹型光柵。
4.如權(quán)利要求1所述的微型光譜儀，其特征在于，該上、下反射片之間，組設(shè)有用以形 成該間隙的墊片。
5.如權(quán)利要求4所述的微型光譜儀，其特征在于，該墊片的一端成型有一個導(dǎo)光面。
6.如權(quán)利要求1所述的微型光譜儀，其特征在于，該上、下反射片所形成的該間隙，為 一個光通道。
專利摘要一種微型光譜儀，可量測發(fā)光裝置的光學(xué)頻譜信號，或借助光源照射待測物質(zhì)并進(jìn)入微型光譜儀后，利用不同物質(zhì)對光譜不同波段的反射、吸收或穿透光譜的不同，可檢測出待測物質(zhì)的原子、分子等的能階結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵性質(zhì)等多方面物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，進(jìn)而得以辨認(rèn)物質(zhì)，本實(shí)用新型主要是于光譜儀內(nèi)部，成型有一個以上的雜散光消除裝置，以提升光譜儀的檢測效率及準(zhǔn)確率。
文檔編號G01N21/25GK201637669SQ20092021631
公開日2010年11月17日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者張?zhí)淼? 鄭伯庭 申請人:長裕欣業(yè)股份有限公司