本發(fā)明涉及光譜儀技術領域，特別涉及一種投影光譜儀系統(tǒng)。

背景技術：

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

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（oceanoptics）公司、必達泰克（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)主要有上海復享、杭州晶飛、杭州遠方等公司。上述這些公司的光譜儀在性能上均屬于行業(yè)頂尖水平，但其都主要針對商業(yè)應用，而用在教學、實驗、辦公演示等方面的投影光譜儀并不多見。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡易、易于實現(xiàn)的應用于教學、辦公、實驗演示的投影光譜儀系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明所提出的技術方案為：一種投影光譜儀系統(tǒng)，包括依次設置在光路中的光源模塊、狹縫或準直器、擴束準直透鏡組模塊﹑光柵和聚焦放大透鏡組，所述狹縫或準直器用于對所述光源模塊輸入的光束進行耦合限制；所述擴束準直透鏡組模塊用于將光源產(chǎn)生的光束進行擴束準直；所述光柵對從所述擴束準直透鏡組模塊出來的光束進行衍射分光，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)生的色散光進行會聚，產(chǎn)生光譜圖，并對該光譜進行投影放大，以實現(xiàn)光譜圖的輸出。

進一步的，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、鹵素燈光源或其他類型的單色或多色光源。

進一步的，所述光源模塊與若干已知標準波長的激光進行耦合，以做光譜定標用。

進一步的，所述擴束準直透鏡組模塊為透鏡或凹面反射鏡。

進一步的，所述光柵為透射式光柵或反射式光柵。

進一步的，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置在所述聚焦放大透鏡組的前端。

進一步的，所述投影光譜儀系統(tǒng)還包括一移動導軌，所述移動導軌設置在所述聚焦放大透鏡組與所述投影屏幕之間。

進一步的，所述移動導軌用于移動手機以對投影屏幕或墻體或板面上的圖像進行拍照。

采用上述技術方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）將投影顯示與光譜分析相結合，集光學投影顯示在大屏幕顯示方面的優(yōu)勢，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，從而實現(xiàn)光譜圖從小屏幕到大屏幕的顯示轉(zhuǎn)變，適用于教學、實驗、辦公等示范性演示；

（2）采用在光源模塊中耦合若干標準波長的激光以進行光譜定標；

（3）采用手機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、高分辨率演示性光譜儀，為光譜圖大屏幕顯示提供了一個良好的解決方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第一種結構示意圖。

圖2為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第二種結構示意圖。

圖3為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)的第三種結構示意圖。

其中：101.光源模塊；102.準直器；103.反射式光柵；104.聚焦放大透鏡組；105.擴束準直透鏡組模塊；106.投影屏幕或墻體或板面；107.移動導軌；108.透射式光柵；109.狹縫。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明做進一步說明。

圖1為本發(fā)明投影光譜儀系統(tǒng)采用的第一種結構示意圖。如圖1所示，一種投影光譜儀系統(tǒng)包括依次設置在光路中的一光源模塊101、一準直器102和擴束準直透鏡組模塊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)過準直器102和擴束準直透鏡組模塊105的聚焦擴束準直后，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)標準波長的激光，如波長λi等，以作為光譜定標用。

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之間設置一移動導軌107，其可供手機對投影屏幕或墻體或板面106上的圖像分區(qū)域進行拍照或掃描，如區(qū)域l1，l2，…，ln，再通過軟件處理將幾個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進行拍照處理，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)采用的第二種結構示意圖。與第一種結構圖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)過準直器102和擴束準直透鏡組模塊105的聚焦擴束準直后，從透射式光柵108透射后，再經(jīng)聚焦放大透鏡組104進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)的第三種結構示意圖，采用狹縫109來替代準直器102，而擴束準直透鏡組模塊105采用凹面反射鏡。從光源模塊101輸出的光束，通過狹縫109進行限制后，入射到凹面反射鏡上，通過此凹面反射鏡對狹縫輸入的光束進行準直，準直后的光束入射到反射式光柵103上進行衍射分光，后將光束反射到聚焦放大透鏡組104上進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)，以光學投影儀為依據(jù)，利用教室、實驗室、辦公室等大空間作為暗環(huán)境，采用聚焦放大透鏡組104對光譜圖進行成像和放大后，將其投影到上述大空間的屏幕或墻體或板面106上，實現(xiàn)光譜圖從小尺寸到大屏幕的顯示轉(zhuǎn)變，可應用于在教學、實驗、辦公等演示上，其成本低、示范性強。更進一步地，若手機再配備一個微型望遠鏡和轉(zhuǎn)盤，則可讓手機轉(zhuǎn)動拍攝提高分辨率，以獲得更高清晰度的圖像。

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

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種投影光譜儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次設置在光路中的光源模塊、狹縫或準直器、擴束準直透鏡組模塊﹑光柵和聚焦放大透鏡組，還包括設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)過狹縫或準直器和擴束準直透鏡組模塊準直擴束后，經(jīng)光柵衍射分光后，再經(jīng)過聚焦放大透鏡組實現(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合，將光譜儀產(chǎn)生的光譜圖像投影到教室、實驗室、辦公室等大實體的墻面上，實現(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、實驗、辦公等方面實現(xiàn)高分辨率示范性演示。

技術研發(fā)人員：吳礪;林磊;李俊梅;代會娜
受保護的技術使用者：福州高意光學有限公司
技術研發(fā)日：2016.04.13
技術公布日：2017.10.24