本發(fā)明涉及光譜儀技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種投影光譜儀系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光譜儀是一種在工業(yè)和科學(xué)研究中廣泛使用的分析測(cè)量儀器，其廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)控制、化學(xué)分析、食品品質(zhì)檢測(cè)、材料分析、臨床檢驗(yàn)、航空航天遙感及科學(xué)教育等領(lǐng)域。

目前國外生產(chǎn)光譜儀的主要公司有：美國的賽默飛世爾科技（thermoscientific）公司、海洋光學(xué)（oceanoptics）公司、必達(dá)泰克（b&wtek）公司、法國的jobinyvon公司、kaiseropticalsystem公司、英國的雷尼紹（renishaw）、荷蘭的愛萬提斯（avantes）等公司，而國內(nèi)主要有上海復(fù)享、杭州晶飛、杭州遠(yuǎn)方等公司。上述這些公司的光譜儀在性能上均屬于行業(yè)頂尖水平，但其都主要針對(duì)商業(yè)應(yīng)用，而用在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公演示等方面的投影光譜儀并不多見。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、易于實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用于教學(xué)、辦公、實(shí)驗(yàn)演示的投影光譜儀系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為：一種投影光譜儀系統(tǒng)，包括依次設(shè)置在光路中的光源模塊、狹縫或準(zhǔn)直器、擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊﹑光柵和聚焦放大透鏡組，所述狹縫或準(zhǔn)直器用于對(duì)所述光源模塊輸入的光束進(jìn)行耦合限制；所述擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊用于將光源產(chǎn)生的光束進(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直；所述光柵對(duì)從所述擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊出來的光束進(jìn)行衍射分光，使該光束以一定的角度產(chǎn)生色散光；所述聚焦放大透鏡組將所述光柵產(chǎn)生的色散光進(jìn)行會(huì)聚，產(chǎn)生光譜圖，并對(duì)該光譜進(jìn)行投影放大，以實(shí)現(xiàn)光譜圖的輸出。

進(jìn)一步的，所述光源模塊為產(chǎn)生投影光譜儀所需的光源，可為激光光源、led光源、鹵素?zé)艄庠椿蚱渌愋偷膯紊蚨嗌庠础?/p>

進(jìn)一步的，所述光源模塊與若干已知標(biāo)準(zhǔn)波長的激光進(jìn)行耦合，以做光譜定標(biāo)用。

進(jìn)一步的，所述擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊為透鏡或凹面反射鏡。

進(jìn)一步的，所述光柵為透射式光柵或反射式光柵。

進(jìn)一步的，所述聚焦放大透鏡組為由多片鏡片組成的透鏡組。

進(jìn)一步的，所述投影光譜儀系統(tǒng)還包括一投影屏幕或墻體或板面，所述投影屏幕或墻體或板面設(shè)置在所述聚焦放大透鏡組的前端。

進(jìn)一步的，所述投影光譜儀系統(tǒng)還包括一移動(dòng)導(dǎo)軌，所述移動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)置在所述聚焦放大透鏡組與所述投影屏幕之間。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)導(dǎo)軌用于移動(dòng)手機(jī)以對(duì)投影屏幕或墻體或板面上的圖像進(jìn)行拍照。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）將投影顯示與光譜分析相結(jié)合，集光學(xué)投影顯示在大屏幕顯示方面的優(yōu)勢(shì)，通過在光譜儀分光模塊后增加一聚焦放大透鏡組，將光譜分光模塊產(chǎn)生的光譜圖投影放大到大空間的投影屏幕、空白墻體或板面上，從而實(shí)現(xiàn)光譜圖從小屏幕到大屏幕的顯示轉(zhuǎn)變，適用于教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公等示范性演示；

（2）采用在光源模塊中耦合若干標(biāo)準(zhǔn)波長的激光以進(jìn)行光譜定標(biāo)；

（3）采用手機(jī)分段式掃描拍攝投影屏幕或墻體或板面上的光譜圖，制作廉價(jià)、高分辨率演示性光譜儀，為光譜圖大屏幕顯示提供了一個(gè)良好的解決方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：101.光源模塊；102.準(zhǔn)直器；103.反射式光柵；104.聚焦放大透鏡組；105.擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊；106.投影屏幕或墻體或板面；107.移動(dòng)導(dǎo)軌；108.透射式光柵；109.狹縫。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)采用的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，一種投影光譜儀系統(tǒng)包括依次設(shè)置在光路中的一光源模塊101、一準(zhǔn)直器102和擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊105﹑反射式光柵103和聚焦放大透鏡組104，還可包括一投影屏幕或墻體或板面106，其設(shè)置在光譜儀模塊中聚焦放大透鏡組104的前端。

從光源模塊101發(fā)出的光束，波長為λ1，λ2，…，λn，經(jīng)過準(zhǔn)直器102和擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊105的聚焦擴(kuò)束準(zhǔn)直后，入射到反射式光柵103上，經(jīng)反射式光柵103衍射分光后的光束反射到聚焦放大透鏡組104上，通過聚焦放大透鏡組104實(shí)現(xiàn)光譜圖像的形成和放大后，將光譜圖像投影顯示在投影屏幕或墻體或板面106上。

本發(fā)明還可在光源模塊101中耦合若干已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)波長的激光，如波長λi等，以作為光譜定標(biāo)用。

本發(fā)明的投影光譜儀系統(tǒng)還可以在聚焦放大透鏡組104和投影屏幕106之間設(shè)置一移動(dòng)導(dǎo)軌107，其可供手機(jī)對(duì)投影屏幕或墻體或板面106上的圖像分區(qū)域進(jìn)行拍照或掃描，如區(qū)域l1，l2，…，ln，再通過軟件處理將幾個(gè)定位激光位置拼合成一體。從光源模塊101發(fā)射出的光束中的可見光可直接用手機(jī)進(jìn)行拍照處理，光束中的紅外光可在投影屏幕或墻體或板面106上貼大的感光板中顯示。

圖2為本發(fā)明的投影光譜儀系統(tǒng)采用的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。與第一種結(jié)構(gòu)圖1不同的是采用透射式光柵108作為光譜分光元件，光束經(jīng)過準(zhǔn)直器102和擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊105的聚焦擴(kuò)束準(zhǔn)直后，從透射式光柵108透射后，再經(jīng)聚焦放大透鏡組104進(jìn)行光譜圖像的形成和放大后，將光譜圖像投影顯示在投影屏幕或墻體或板面106上。

進(jìn)一步的，圖3提供了本發(fā)明的投影光譜儀系統(tǒng)的第三種結(jié)構(gòu)示意圖，采用狹縫109來替代準(zhǔn)直器102，而擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊105采用凹面反射鏡。從光源模塊101輸出的光束，通過狹縫109進(jìn)行限制后，入射到凹面反射鏡上，通過此凹面反射鏡對(duì)狹縫輸入的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的光束入射到反射式光柵103上進(jìn)行衍射分光，后將光束反射到聚焦放大透鏡組104上進(jìn)行光譜圖像的形成和放大后，將光譜圖像投影顯示在投影屏幕或墻體或板面106上。

本發(fā)明提供的投影光譜儀系統(tǒng)，以光學(xué)投影儀為依據(jù)，利用教室、實(shí)驗(yàn)室、辦公室等大空間作為暗環(huán)境，采用聚焦放大透鏡組104對(duì)光譜圖進(jìn)行成像和放大后，將其投影到上述大空間的屏幕或墻體或板面106上，實(shí)現(xiàn)光譜圖從小尺寸到大屏幕的顯示轉(zhuǎn)變，可應(yīng)用于在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公等演示上，其成本低、示范性強(qiáng)。更進(jìn)一步地，若手機(jī)再配備一個(gè)微型望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)盤，則可讓手機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拍攝提高分辨率，以獲得更高清晰度的圖像。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種投影光譜儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次設(shè)置在光路中的光源模塊、狹縫或準(zhǔn)直器、擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊﹑光柵和聚焦放大透鏡組，還包括設(shè)置在聚焦放大透鏡組前端的投影屏幕。從光源模塊輸出的光束，經(jīng)過狹縫或準(zhǔn)直器和擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組模塊準(zhǔn)直擴(kuò)束后，經(jīng)光柵衍射分光后，再經(jīng)過聚焦放大透鏡組實(shí)現(xiàn)光譜圖像的形成和聚焦放大，后投影到屏幕或墻體或板面等空白處。本發(fā)明將投影顯示與光譜分析相結(jié)合，將光譜儀產(chǎn)生的光譜圖像投影到教室、實(shí)驗(yàn)室、辦公室等大實(shí)體的墻面上，實(shí)現(xiàn)了從小圖像到大圖像的顯示轉(zhuǎn)變，從而方便光譜儀在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公等方面實(shí)現(xiàn)高分辨率示范性演示。

技術(shù)研發(fā)人員：吳礪;林磊;李俊梅;代會(huì)娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福州高意光學(xué)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.04.13
技術(shù)公布日：2017.10.24