[发明专利]光谱测量系统与光谱测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光谱测量系统，特别是涉及一种全域式光谱测量系统。

背景技术

由于工业上的进步，工业产品越来越多样化，使得测量产品的光谱不再只能限于单点测量。举例来说，由于发光二极管(LED)具有耐用、寿命长、轻巧、低耗电并且不含有害物质(例如汞)的特性，因此使用发光二极管的照明技术已经变成照明产业与半导体产业未来非常重要的发展方向。一般而言，发光二极管广泛地应用于白光照明装置、指示灯、车用信号灯、车用大灯、闪光灯、液晶显示器的背光模块、投影机的光源、户外显示单元...等等。

由于发光二极管的光学检测技术大多采用单点测量，所以采用全域式光谱测量技术时，现有技术是使用液晶可调型滤波片(liquid-crystal tunable filter，LCTF)或脑断层影像光谱仪(computed tomographic imaging spectrometer，CTIS)，但以上两者技术皆具有光谱分辨率不足的问题。因此亟需一种光谱测量系统与光谱测量方法，兼顾光谱分辨率与全域式取像的特点，来测量待测物的光谱。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光谱测量系统，包括：一第一无聚焦模块，用以接收一待测物所发出的一入射光，使得入射光平行于一系统法线；一第一光栅，用以将不同波长的入射光绕射成不同的出射角度；一第二无聚焦模块，从第一光栅；以及一第二无聚焦模块，用以接收从第二光栅所输出的绕射光，以便输出与系统法线平行的一单色光。

本发明也提供一种光谱测量方法，适用于一光谱测量系统，光谱测量系统包括一第一无聚焦模块、一第二无聚焦模块、一第三无聚焦模块、一第一光栅与一第二光栅，光谱测量方法包括：通过第一无聚焦模块接收一待测物所发出的一入射光，使得入射光平行于一系统法线；通过第一光栅与第二无聚焦模块，从第一无聚焦模块所输出的入射光中筛选出一特定波长，使得第二无聚焦模块只输出具有特定波长的一绕射光；通过第一光栅、第二光栅和第二无聚焦模块消除第一光栅所造成的光程差；以及通过第三无聚焦模块接收从第二光栅所输出的绕射光，以便输出与系统法线平行的一单色光。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明的光谱测量系统的一实施例；

图2是本发明的光栅G1的一示意图；

图3是本发明的入射角θi、绕射角θd和角度Δθ之间的关系图；

图4是本发明实施例的一影像图，用以说明利用光谱测量系统100取得待测物150的影像；以及

图5是本发明的光谱测量方法的一流程图。

主要组件符号说明

100：光谱测量系统；

G1～G2：光栅；

L1～L7：透镜；

110、120、130：无聚焦模块；

140：面形光侦测器；

150：待测物；

160：控制单元；

C1：入射光；

C2：绕射光；

C3：单色光；

A1、A2：光圈；

P1～P6：点；

NL：系统法线；

θi：入射角；

θd：绕射角；

Δθ：角度；

400：影像。

具体实施方式

图1是本发明的光谱测量系统的一实施例。如图1所示，光谱测量系统100包括无聚焦模块(afocal system)110、120与130、光栅G1与G2和面形光侦测器140。举例来说，无聚焦模块110用以接收一待测物150所发出的一入射光C1，使得入射光C1平行于系统法线(normal line)NL。光栅G1用以将入射光C1不同波长的光绕射成不同的角度，并且经由透镜L3及光圈A2筛选出一特定波长，以便只输出具有特定波长的绕射光C2。光栅G1、G2及透镜L3、L4和L5用以消除来自点P1、P2及P3不同位置的绕射光C2间的光程差，举例来说，光栅G2转动的方向与角度与光栅G1改变的方向与角度相同，以便补偿光栅G1所造成的光程差。无聚焦模块120用以接收从光栅G2所输出的绕射光C2，以便输出与系统法线NL平行的一单色光C3。无聚焦模块130(包含光圈A2和透镜L3、L4和L5)设置在光栅G1与G2之间，用以改变来自点P1、P2及P3不同位置的光迹路径并用光圈A2提高光谱分辨率。