一种光谱测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种光谱测量装置，包括：滤色装置和数据处理装置；所述滤色装置包括渐变滤色片和与所述渐变滤色片紧密贴合的感光元件；所述数据处理装置与所述滤色装置电性连接，所述数据处理装置包括图像处理器和数据处理器。本实用新型专利技术提高了光谱测量的灵敏度和分辨率，也不需要狭缝与光栅，从而能够较低成本地获取高质量的光谱数据。成本地获取高质量的光谱数据。成本地获取高质量的光谱数据。

【技术实现步骤摘要】
一种光谱测量装置


[0001]本技术涉及光谱测量
，特别是涉及一种光谱测量装置。

技术介绍

[0002]光谱仪是测量光源和物质光谱特性的重要装置，是光谱学和光谱技术中最基本的分析仪器。它广泛应用于环境监测、灯具测试、LED亮度色温显色指数、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。
[0003]光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线并测量出光谱的仪器。传统的光谱仪通过设置入射狭缝将入射光转化为光谱仪成像系统的物点，再通过准直元件使入射狭缝发出的光线变为平行光，然后通过色散元件使光信号在空间上按波长分散开来，再通过聚焦元件使聚焦色散后的光束在焦平面上形成一系列入射狭缝的像，最后通过探测器阵列测量各波长像点的光强度得到光谱。由于入射狭缝只允许很窄的光束进入，光信号会很弱，待色散元件分光后只有部分光强可利用，从而进一步减弱光信号强度；并且光栅的刻制非常精密，一毫米达到几百甚至几千条蚀刻线，从而需要昂贵的成本。
[0004]因此，传统光谱仪的光利用率低、光信号弱，并且需要高昂的成本。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种光谱测量装置。
[0006]为了解决上述问题，本技术公开了一种光谱测量装置，包括：滤色装置和数据处理装置；
[0007]所述滤色装置包括渐变滤色片和与所述渐变滤色片紧密贴合的感光元件；
[0008]所述数据处理装置与所述滤色装置电性连接，所述数据处理装置包括图像处理器和数据处理器。
[0009]可选地，所述渐变滤色片由一个以上的单色渐变层叠加而成，且每个所述单色渐变层的颜色不相同。
[0010]可选地，所述渐变滤色片由红、绿、蓝三个单色渐变层叠加而成。
[0011]可选地，所述单色渐变层一个方向以上的颜色深浅呈现渐变，且所述单色渐变层之间的颜色深浅渐变方向不相同。
[0012]可选地，所述单色渐变层还包括一个方向以上的颜色着色的渐变，且所述单色渐变层之间的颜色着色渐变方向不相同。
[0013]可选地，红色单色渐变层为线性连续渐变，蓝色单色渐变层为阶梯式渐变，所述蓝色单色渐变层和所述红色单色渐变层的渐变方向相垂直，绿色单色渐变层的浓淡呈区域分布。
[0014]可选地，所述单色渐变层为透光材料。
[0015]可选地，所述感光元件为黑白面阵CCD，感光面尺寸为对角线长度从3mm到64mm。
[0016]可选地，所述装置还包括透镜组，所述透镜组包括至少一个凹透镜和至少一个凸透镜，所述透镜组位于单色仪和滤色装置之间。
[0017]可选地，所述装置还包括单色仪，所述单色仪位于标准光源和所述透镜组之间。
[0018]本技术包括以下优点：通过在渐变滤色片和经渐变滤色片滤色后得到的透射光图像上分别划分出N个第一滤色单元和N个第一透射单元，并在第一透射单元上选取N个均匀间隔波长的波长位置，再通过测量得到第一滤色单元的透射曲线和第一透射单元的透射光强，构建N个包含波长位置入射光强x
n
的方程，通过求解即可得出待测光光谱，即待测光的光强随波长的分布；可见，本专利技术提高了光谱测量的灵敏度和分辨率，也不需要狭缝与光栅，从而能够较低成本地获取高质量的光谱数据。
附图说明
[0019]图1是本技术的一种光谱测量装置的结构框图；
[0020]图2是本技术的另一种光谱测量装置的结构框图；
[0021]图3是本技术的一种光谱测量装置中渐变滤色片的结构图。
[0022]图中：滤色装置1；数据处理装置2；渐变滤色片11；绿色单色渐变层111；蓝色单色渐变层112；红色单色渐变层113；感光元件12；图像处理器21；数据处理器22；透镜组3；凹透镜31；凸透镜32；单色仪4；标准光源5。
具体实施方式
[0023]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0024]本技术的核心构思之一在于，通过在渐变滤色片和经渐变滤色片滤色后得到的透射光图像上分别划分出N个第一滤色单元和N个第一透射单元，并在第一透射单元上选取N个均匀间隔波长的波长位置，再通过测量得到第一滤色单元的透射曲线和第一透射单元的透射光强，从而构建N个包含波长位置入射光强x
n
的方程，通过求解即可得出待测光光谱，即待测光的光强随波长的分布。具体的，通过渐变滤色片阵列与面阵CCD感光面紧密接触，大小形状相同。待测光均匀照射到滤色片阵列上，黑白面阵CCD得到透射光图像。数据处理装置将所述透射光图像划分出大小相同的N个第一透射单元，并计算所述第一透射单元的透射光强P；假设待测光在N个均匀间隔波长上的相对强度为x
n
(n＝1,2,
…
,N)，根据所述透射光强P和所述第一透射单元所对应的渐变滤色片位置处的平均透射曲线所得到关于N个波长的透射率α
n
(n＝1,2,
…
,N)，即可建立包含待射光强x
n
和α
n
的方程，即：P＝x1α1+x2α2+
…
+x
N
α
N
；渐变滤色片阵列上一共有N的不同的滤色单元，就可以建立N个包含所述入射光强x
n
的方程，计算出待测光光谱。本专利技术不需要狭缝和光栅，采用面阵CCD代替传统的线阵CCD，将灵敏度和分辨率提高几个量级，同时大大缩小了体积降低了成本。
[0025]参照图1，示出了本技术的一种光谱测量装置的结构框图，具体可以包括：滤色装置1和数据处理装置2。
[0026]所述滤色装置1包括渐变滤色片11和与所述渐变滤色片11紧密贴合的感光元件12。将待测光照射至所述滤色装置1，所述滤色装置1接收到所述待测光后，通过渐变滤色片11对待测光进行滤色以得到透射光，所述透射光在所述滤色装置1中继续照射至感光元件
12，所述感光元件12在接收到所述透射光后生成相应的透射光数据，并且所述感光元件12将所述透射光数据传输至所述数据处理装置2。
[0027]所述数据处理装置2与所述滤色装置1电性连接，所述数据处理装置2包括图像处理器21和数据处理器22，所述图像处理器21根据所述感光元件12传输的透射光数据生成透射光图像，并将所述透射光图像划分出N个相同的正方形、长方形等区域，即为第一透射单元；所述第一透射单元与所述渐变滤色片11上的第一滤色单元相对应。在划分出N个第一透射单元后，所述数据处理装置2计算并记录每个第一透射单元的透射光强P。
[0028]所述数据处理器22在所述第一透射单元内选取N个均匀间隔波长的波长位置，根据所述第一透射单元的透射光强P和所述波长位置对应所述渐变滤色片11上的透射率α
n
建立对应所述波长位置的入射光强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱测量装置，其特征在于，包括：滤色装置和数据处理装置；所述滤色装置包括渐变滤色片和与所述渐变滤色片紧密贴合的感光元件，所述渐变滤色片由一个以上的单色渐变层叠加而成，且每个所述单色渐变层的颜色不相同，所述单色渐变层一个方向以上的颜色深浅呈现渐变，且所述单色渐变层之间的颜色深浅渐变方向不相同；所述数据处理装置与所述滤色装置电性连接，所述数据处理装置包括图像处理器和数据处理器。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述渐变滤色片由红、绿、蓝三个单色渐变层叠加而成。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述单色渐变层还包括一个方向以上的颜色着色的渐变，且所述单色渐变层之间的颜色着色渐变方向不相同。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董翊，
申请(专利权)人：南京伯克利新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：