件40連接，另一端適于與待集成的電器(未示出)連接。需要說明的是，控制器也可以直接集成在大集成的電器(第三方設(shè)備)上，以便于第三方設(shè)備集成嵌入，例如，冰箱的主控電路中可以加入控制器的控制電路。由此，可以實(shí)現(xiàn)微型光譜傳感器100與電器的快速集成。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)濾光器20可以為法布里-珀羅(FP)共振器、級(jí)聯(lián)FP共振器或干涉濾光器。進(jìn)一步地，成像元件40為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，聚焦元件30為傅里葉變換聚焦元件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，連接接口 50包括軟排線、0TG502接口、USB503接口中的至少一種。由此，便于集成電路連接的軟排線，便于計(jì)算設(shè)備與可快速集成的微型光譜傳感器100連接。
[0036]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可快速集成的微型光譜傳感器100進(jìn)一步包括設(shè)在殼體10內(nèi)的凹面鏡60，凹面鏡60與光闌11和光學(xué)濾光器20分別相對(duì)，以將由光闌11進(jìn)入殼體10內(nèi)的光線反射到光學(xué)濾光器20上。由此，可以實(shí)現(xiàn)光譜檢測(cè)。
[0037]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可快速集成的微型光譜傳感器100，進(jìn)一步包括集成測(cè)試模塊70，集成測(cè)試模塊70與連接接口 50連接，且包括:顯示器71、測(cè)試光源72以及傳輸接口 73。具體地，測(cè)試光源72與光闌11相對(duì)，傳輸接口 73用于向外傳輸微型光譜傳感器100的光譜信息。由此，通過集成測(cè)試模塊70，可以便于測(cè)試光譜儀數(shù)據(jù)傳入，方便開發(fā)人員進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。
[0038]相關(guān)技術(shù)中，光譜傳感器的入射光需要經(jīng)過凹面鏡的反射或是基于凹面光柵實(shí)現(xiàn)分光和傳遞，致使光譜傳感器外形尺寸過大，技術(shù)復(fù)雜成本高昂。
[0039]如圖1-3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，聚焦元件30可以為傅立葉變換聚焦元件，其可以為平凸透鏡，其定向成使得凸面面向光學(xué)濾光器20。由于采用全新的色散分光光學(xué)設(shè)計(jì)，擁有體積小巧、易于集成的優(yōu)勢(shì)
[0040]需要說明的是，光學(xué)濾光器20可為本領(lǐng)域中已知的任何類型。合適的光學(xué)濾光器20的非限制性示例包括法布里一泊羅(FP)共振器、級(jí)聯(lián)FP共振器和干涉濾光器?？梢允褂镁哂性谕◣е獾膶捵钃醴秶恼瓗V光器。在優(yōu)選實(shí)施方式中，光學(xué)濾光器20的中心波長(zhǎng)隨著射在其上的光的入射角而變化。
[0041]成像元件40可為本領(lǐng)域中已知的能夠檢測(cè)相關(guān)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何類型的光。根據(jù)獲得的光譜和被測(cè)試樣品的特性，本發(fā)明所公開的微型光譜傳感器100可在從UV到工R范圍內(nèi)使用。
[0042]可快速集成的微型光譜傳感器100的工作原理如下。入射光經(jīng)光闌11入射進(jìn)入微型光譜傳感器100。則穿過光學(xué)濾光器20的光在穿過光學(xué)濾光器20之后被角度編碼；傅立葉變換聚焦元件30對(duì)經(jīng)角度編碼的光進(jìn)行空間傅立葉變換，從而將其變換為空間編碼光譜。也就是成像系統(tǒng)所記錄的函數(shù)的光強(qiáng)與對(duì)應(yīng)于該位置的光的波長(zhǎng)下的強(qiáng)度相關(guān)。微型光譜傳感器100所得光譜數(shù)據(jù)通過連接接口 50(三種備選:便于集成電路連接的軟排線，便于計(jì)算設(shè)備連接的0TG502或USB503接口 )與終端(三種備選:控制器，移動(dòng)設(shè)備(需要驅(qū)動(dòng)或API)或PC903(需要驅(qū)動(dòng)或API))進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，顯示檢測(cè)結(jié)果。
[0043]需要說明的是，驅(qū)動(dòng)和AP1:
[0044]針對(duì)主流計(jì)算設(shè)備(windows\mac\android\1s)開發(fā)的驅(qū)動(dòng)、sdk，可以便捷讀取光譜數(shù)據(jù)。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用單一的光學(xué)濾光器20可能會(huì)限制可用于光譜儀的光譜范圍。例如，如果光的入射角過大，則由于大角度下的透鏡像差和檢測(cè)器效率降低，系統(tǒng)將可能不會(huì)產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的信號(hào)。在具有更大光譜范圍的實(shí)施方式中，使用實(shí)際上包括多個(gè)子濾光器的光學(xué)濾光器20，其中每個(gè)子濾光器具有不同的CWL并從而覆蓋光學(xué)光譜的不同部分。根據(jù)子濾光器的數(shù)目，可擴(kuò)大進(jìn)入光譜儀的波長(zhǎng)范圍。在使用多個(gè)子濾光器的情況下，形成于像平面處的近似傅立葉變換(即，每個(gè)子濾光器一個(gè))重疊，并且在檢測(cè)器的任何特定像素處獲得的信號(hào)通常是由不同的傅立葉變換的混合所產(chǎn)生的。
[0046]可以理解的是，集成測(cè)試模塊70用于測(cè)試傳感器的可用性，主要包含顯示屏71，測(cè)試光源72，測(cè)試開關(guān)按鈕74，數(shù)據(jù)傳輸按鈕75。傳輸接口 76。
[0047]把的微型光譜傳感器100接在集成測(cè)試模塊70上，打開測(cè)試開關(guān)按鈕74，測(cè)試光源72照射到微型光譜傳感器100，得到的測(cè)試光譜數(shù)據(jù)顯示在顯示屏71上，數(shù)據(jù)傳輸按鈕75，數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)傳輸按鈕75輸出到外接設(shè)備上。
[0048]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例進(jìn)行接合和組合。
[0049]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，包括: 殼體，所述殼體上設(shè)有適于光線通過的光闌； 光學(xué)濾光器，所述光學(xué)濾光器設(shè)在所述殼體內(nèi)，并鄰近所述光闌，用于接收由所述光闌進(jìn)入的光線； 聚焦元件，所述聚焦元件設(shè)在所述殼體內(nèi)，且所述聚焦元件位于所述光學(xué)濾光器的后方，以接收經(jīng)過所述光學(xué)濾光器后的光線； 成像元件，所述成像元件設(shè)在所述殼體內(nèi)，且位于所述聚焦元件的后方，以接收經(jīng)過所述聚焦元件后的光線；以及 連接接口，所述連接接口設(shè)在所述殼體上并與所述成像元件連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括控制器，控制器一端與成像元件連接，另一端適于與待集成的電器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述光學(xué)濾光器為法布里-珀羅(FP)共振器、級(jí)聯(lián)FP共振器或干涉濾光器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述成像元件為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述聚焦元件為傅里葉變換聚焦元件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)在所述殼體內(nèi)的凹面鏡，所述凹面鏡與所述光闌和所述光學(xué)濾光器分別相對(duì)，以將由所述光闌進(jìn)入所述殼體內(nèi)的光線反射到所述光學(xué)濾光器上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述連接接口包括軟排線、0TG502接口、USB503接口中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述殼體整體呈立方體形。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，所述殼體整體呈圓柱體形。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可快速集成的微型光譜傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括集成測(cè)試模塊，所述集成測(cè)試模塊與所述連接接口連接，且包括: 顯示器； 測(cè)試光源，所述測(cè)試光源與所述光闌相對(duì)；以及 傳輸接口，所述傳輸接口用于向外傳輸所述微型光譜傳感器的光譜信息。
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種可快速集成的微型光譜傳感器，包括：殼體，殼體上設(shè)有適于光線通過的光闌；光學(xué)濾光器，光學(xué)濾光器設(shè)在殼體內(nèi)，并鄰近光闌，用于接收由光闌進(jìn)入的光線；聚焦元件，聚焦元件設(shè)在殼體內(nèi)，且聚焦元件位于光學(xué)濾光器的后方，以接收經(jīng)過光學(xué)濾光器后的光線；成像元件，成像元件設(shè)在殼體內(nèi)，且位于聚焦元件的后方，以接收經(jīng)過聚焦元件后的光線；以及連接接口，連接接口設(shè)在殼體上并與成像元件連接。根據(jù)本發(fā)明的可快速集成的微型光譜傳感器，體積小巧、通過連接接口易于與其他電器快速集成，由此，可以擴(kuò)大微型光譜傳感器的使用范圍。
【IPC分類】G01N21/01
【公開號(hào)】CN105136669
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510665220
【發(fā)明人】董海萍, 張大川
【申請(qǐng)人】北京微乎科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日