[發明專利]手機嵌入式光譜儀

在審

• 申請號: 201810892708.0
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN108801456A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 梁海鋒
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發明涉及一種手機嵌入式光譜儀，包括一種手機嵌入式光譜儀，包括入射狹縫、準直鏡、色散光柵、成像鏡和成像面CCD，所述入射狹縫、準直鏡、色散光柵、成像鏡和成像面CCD設置于一塊扁平光學材料的側面，所述入射光通過入射狹縫到達設置在光路上的準直鏡，準直鏡出射平行光到色散光柵，經過色散光柵后，各種色光平行出射到成像鏡，成像鏡出射的光線匯聚成像在成像面CCD，成像面CCD和手機處理系統連接，使手機獲得光譜識別能力。本發明為共體光學原件，設計的光學系統尺寸小，可以嵌入目前主流的手機中，不需要裝配調試光學系統，適合大規模的生產。

技術領域

本發明設計光學設備技術領域，具體涉及一種手機嵌入式光譜儀。

背景技術

光譜儀是一種重要的光學測量分析裝置，具有測量精度高，檢測范圍寬，速度快，樣品用量少等優點。在冶金、地質、石油化工、醫藥衛生、環境保護、軍事偵察、宇宙探索、資源和水文探測等方面獲得廣泛的應用。在臺式計算機的幫助下，傳統的微型光譜儀可以執行快速，直觀，實時的在線定性或定量分析，但是由于其結構復雜、不便于攜帶及價格昂貴等不足，在戶外使用不方便，特別是在現場使用。隨著環境監測、食品安全以及實時安檢等領域受到人們的關注，便攜式光譜儀迅速發展起來，高靈敏高分辨率的便攜式光譜儀被廣泛用于教學、科研以及實際測試。便攜式光譜儀僅僅只有手掌大小，在現場使用時尤為方便。

隨著手機功能的日益集成化，越來越多的附加設備被用于與手機進行結合，實現了越來越多的功能。而傳統的便攜式光譜儀包括入射狹縫、準直透鏡、光柵組件、檢測器等光學元件，需要用過相應的機械支撐件相互固定，構成特定光學光譜識別功能，且由于結構和體積大的原因，還不能被嵌入手機內使用。

發明內容

本發明要提供一種手機嵌入式光譜儀，以克服現有技術存在的因結構和體積大而不能被嵌入手機使用的問題。

為了達到本發明的目的，本發明提供的技術方案是：一種手機嵌入式光譜儀，包括入射狹縫1、準直鏡2、色散光柵3、成像鏡4和成像面CCD 5，所述入射狹縫1、準直鏡2、色散光柵3、成像鏡4和成像面CCD 5設置于一塊扁平光學材料的側面，所述一塊整體的光學材料的厚度小于3mm；所述入射光通過入射狹縫1，到達設置在光路上的準直鏡2，準直鏡2的出射光光路和入射光光路的夾角為θ1，凹面鏡2出射平行光到色散光柵3，色散光柵3的出射光光路和準直鏡2的出射光光路的夾角為θ2，經過色散光柵3后，各種色光平行出射到成像鏡4，成像鏡4的出射光路和色散光柵4的出射光路夾角為θ3，成像鏡4出射的光線匯聚成像在成像面CCD5上。

上述θ1的范圍是5°~15°。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、本發明采用工體光學元件，構成光譜儀的核心光學元件按照幾何光學邏輯關系一次布局在一塊整體光學材料的周圍。所設計的光學系統尺寸小于8*8*3mm，適應目前的各類移動平臺，其體積可以嵌入目前主流的手機中，使手機具有光譜識別功能。

2、制備方便：各個光學元件均設置在一塊光學材料上，通過光學加工保證各個分立元件的相對幾何關系，不需要裝配調試光學系統，適合大規模的生產。

附圖說明

圖1是本發明結構系統示意圖；

圖2是本發明的光學示意圖；

圖3是光學系統模擬仿真光路圖；

圖4是光學系統分辨光譜能力。

附圖標記說明如下：

1-入射狹縫，2-準直鏡，3-色散光柵，4-成像鏡，5-成像面CCD。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明進行詳細地說明：