集成到W通过印刷或注塑技术 是较低花费的方式制造的基体6。
[002引汇聚光学元件3和投影的光栅5实施例如作为自由形态球体。用于制造印刷或注 模的合成材料体上的弯曲的，也包括非球面的弯曲的表面的方法根据现有技术足够已知并 且因此在该里不进一步进行解释。用于通过印刷或注塑制造精细结构化的弯曲的体表面， 尤其用于形成凹和凸的衍射光栅的方法例如在DE4340107A1中详细描述。同时那里还说 明了具有有利的反射和散射特性的光栅W及抗反射涂层的产生。
[0029] 在光传播方向上在模块1之后布置的智能手机7具有光学构件和光路W用于投 影进入其物镜8的光束9到二维位置分解的检测设备10。为了清楚起见，除了物镜8W外 对所述光学构件仅象征性示出透镜组11。模块1和智能手机7通过支架12机械地相互连 接，其中支架12同时限定模块1和智能手机7相对彼此的位置和定向。支架12优选如此 构造，使得模块1和智能手机7之间的连接可无需其他辅助工具由手建立并且可再次解开， 使得不但模块1而且智能手机7可W彼此分开地独立地利用。如此可W使用没有光电分析 的模块1仅仅用于表示根据波长或者频率分解的进入的光并且相应地智能手机7用于其最 初用途。
[0030] 原理上取代智能手机7还可W使用适合用于投影并且测量色散光谱的其他光学 系统或装置。但是智能手机包括移动电话的有利的功能和功能组合件，因此装备有内部能 量供应源，具有数据存储器并且实现到外部存储器或数据处理装置的结果数据的传输。
[0031] 基体6的表面上的不透明吸收光能量的涂层17负责，没有不期望的光通过基体表 面到达模块的内部。涂层17省略仅仅汇聚光学元件3的区域和光栅5的区域。
[0032] 在图2中示出根据本发明的光谱仪装置的第二实施例，该光谱仪装置又包括模块 1和智能手机7。与第一实施例不同在此模块1除了发射的汇聚光学元件3和反射的射入 缝隙4W外包括实施成反射的投影的光栅13。汇聚光学元件3和投影的光栅13在此同样 是自由形态球体。
[0033] 在基体6内部光从光栅13反射在单独光射出面14上并且首先穿过光射出面从模 块1射出并且作为光束9射入到智能手机7的物镜8。
[0034] 模块1和智能手机7又借助于同时相对彼此限定模块1和智能手机7的位置和定 向的支架12机械地相连，并且支架12优选如此构造，使得该个连接可无需其他辅助工具由 手建立并且可再次解开。模块1和智能手机7彼此分开地独立地使用。
[00巧]此外该里不透明，吸收光能量的涂层17在基体6的表面上设置，使得没有不期望 的光通过基体表面到达模块的内部。涂层17省略仅仅汇聚光学元件3的区域和光射出面 14的区域。
[0036] 在根据图3的根据本发明的光谱仪装置的第S实施例中模块1除了发射的汇聚光 学元件3和反射的射入缝隙4W外还具有反射的投影的光栅13。但是与两个上述实施例的 情况下不同的是在模块1之后没有布置单独投影系统，而是来自光栅的光谱分解的光的投 影在二维位置分解的检测设备15的传感器阵列实现，检测设备在光射出面16上直接与模 块1相连。检测设备15的信号输出连接到分析电路，分析电路提供关于汇聚光学元件3进 入的光的光谱的信息（绘图时未示出）。
[0037] 基体6的表面上的不透明，吸收光能量的涂层17该里还避免不期望的光通过基体 表面进入模块的内部中。涂层17仅仅省略汇聚光学元件3的区域和光射出面16或者检测 设备15的区域。
[0038] 根据本发明的光谱仪装置的主要优点在于模块化的构造方式和由此产生的关于 不同应用的灵活性。如此在图1或图2的实施中模块可单独(也就是与之后布置的智能手 机分开的）作为紧凑的光谱仪仅仅用于根据波长或者频率分解进入的光。
[0039] 在图3示出的，直接配备有检测设备的实施中模块用作独立紧凑的光谱仪。
[0040] 附图标记列表
【主权项】
1. 光谱仪装置，在光传播方向上由下列组成： -汇聚光学元件（3)，设计成用于捆扎并且定向光到射入缝隙（4)，并且 -在射入缝隙（4)之后布置的投影系统，所述投影系统包括至少一个色散元件并且设 计成用于投影光的色散光谱到位置分解的检测设备上，其中 -所述射入缝隙实施成反射的，以及 -至少所述汇聚光学元件，所述射入缝隙和所述色散元件综合在模块（1)中，其中所述 汇聚光学元件，所述射入缝隙和所述色散元件 -作为组件集成到整体的基体（6)中，或 _作为光学起作用的形状或结构在所述整体的基体（6)上构造。
2. 如权利要求1所述的光谱仪装置，其中 -所述汇聚光学元件（3)实施为发射并且作为弯曲的表面区域在所述基体（6)上模制， 并且 -所述光穿过所述汇聚光学元件（3)射入所述模块（1)中。
3. 如权利要求1或2所述的光谱仪装置，其中 -所述色散元件作为发射的投影的光栅（5)实施并且作为具有预定光栅结构的表面区 域在基体（6)上模制，其中 _所述光穿过所述投影的光栅（5)从所述模块（1)射出。
4. 如权利要求1或2所述的光谱仪装置，其中 -所述色散元件作为反射的投影的光栅（13)实施并且作为具有给定光栅结构的表面 区域在基体（6)上模制，其中 -在基体（6)内部从光栅（13)反射的光定向到基体（6)的另外的表面区域（14)并且 穿过所述另外的表面区域作为光束（9)从模块（1)射出。
5. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中反射的射入缝隙（4)构造作为确 定大小的反照的区域并且在基体（6)的表面上定向，优选具有在扩散方向上0.5mm并且垂 直于扩散方向l〇mm的反照的面的膨胀。
6. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中从所述模块（1)射出的光定向到 所述位置分解的检测设备（15)上，所述检测设备 _直接布置在所述模块（1)上，或者 _在到所述模块（1)给定距离上定位，其中优选平行或校准的射线引导在所述模块（1) 和检测设备（15)之间设置和/或在模块（1)和检测设备（15)之间的光程中设置光纤。
7. 如权利要求1-5中任一项所述的光谱仪装置，其中从所述模块（1)输出的光束（9) 指向在具有集成的检测设备（10)的之后布置的投影系统中，其中光束（9)的光学参数调谐 到投影系统的输入参数。
8. 如权利要求7所述的光谱仪装置，其中 -所述之后布置的投影系统与模块（1)机械地通过支架（12)相连， -所述支架（12)同时相对彼此定义所述模块（1)和投影系统的位置和定向，并且 -模块（1)和之后布置的投影系统之间的机械连接可优选无需其他辅助工具地由手建 立并且可再次解开。
9. 如权利要求8所述的光谱仪装置，其中设置优选以智能手机（7)的方式的商业光电 手持装置作为投影系统。
10. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中所述汇聚光学元件（3)和/或 所述投影的光栅（5,13)构造成非球面的透镜，优选构造成自由形态球体。
11. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中所述汇聚光学元件（3)设置有 用于进入的光束（2)的强度和孔径的均匀化的部件。
12. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中 _包括光学起作用的形状和结构的所述模块（1)由聚合物制成，优选注模，以及 -所述聚合物的折射率比周围的折射率更大。
13. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，实施成一个或多个通道的，其中对 每个通道分配单独反射的射入缝隙（4)或完全相同的反射的射入缝隙（4)的单独区域。
14. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中为了避免假光和散射光设置抗 反射层或全反射或在光路中排列滤色镜。
15. 如上述权利要求中任一项所述的光谱仪装置，其中至少一个第二色散元件设置有 相同或垂直扩散方向的要投影的光栅（5,13)。
【专利摘要】本发明涉及光谱仪装置，在光传播方向中相接地包括：汇聚光学元件(3)，构造成用于捆扎并且定向进入的光到射入缝隙(4)上，以及<b/>具有至少一个色散元件的在射入缝隙(4)之后布置的投影系统，构造成用于投影进入的光束(2)的色散光谱到位置分解的检测设备上。根据本发明在这种光谱仪装置的情况下射入缝隙(4)实施成反射的，并且至少汇聚光学元件(3)，射入缝隙(4)和投影的光栅(5，13)综合在模块(1)中，其中它们作为组件集成在整体的基体(6)中，或作为光学起作用的形状或结构在整体的基体(6)上构造。
【IPC分类】G01J3-02, G02B6-293
【公开号】CN104718478
【申请号】CN201380044684
【发明人】尼可·科伦斯, H-J.多布沙尔
【申请人】尼可·科伦斯
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年6月11日
【公告号】DE102012210954A1, US20150241277, WO2014001074A1