反射镜、反射镜组及反射式光谱仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种反射镜、反射镜组及反射式光谱仪；该反射镜由中心向外侧包括一中心透光区及一周边区，该中心透光区是环绕于一中心轴，该周边区则环绕该中心透光区；令该反射镜具有一对称轴，该周边区是以该对称轴为轴而线对称，该周边区包含一周边反射区及一周边透光区，该中心透光区及该周边透光区为中空。本实用新型藉由使反射镜中的周边透光区为中空结构，藉此移除周边透光区的玻璃介面，避免光线于周边透光区产生反射以减少反射杂散光的产生，藉此使量测数据更为准确。
【专利说明】反射镜、反射镜组及反射式光谱仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及反射式量测仪器，特别是指反射式量测仪器中的反射镜，其是用 以引导量测仪器光源的光路。
【背景技术】
[0002] 传统的反射镜可用于许多量测仪器之中，主要是做为引导量测仪器的光路的功 能。
[0003] 普通用于反射式量测仪器中的反射镜，为了达到引导光路的功能，且又能撷取到 欲量测样品上所反射的光线，通常会使用半反射镜的构造，请参阅图1及图2所示，其结构 为一圆盘状的透明玻璃本体10,并于可分为外环部11及中心部12,该外环部11的表面涂 布反射涂层13,该中心部12则为未配置反射涂层的透光区域。
[0004] 然而，在量测反射光线时，因为反射镜为一透明平板玻璃，此平板具有两个与空气 的介面，分别是玻璃材质的中心部12及具有反射涂层13的外环部11，在接收由量测样品反 射的光线时，会造成二次或甚至第三次的反射，使得光线在穿透反射镜的中心部12的玻璃 表面时，会产生额外的反射杂散光，这部分的杂散光会进入到最终的光谱仪模组，而影响到 量测的结果，造成量测数据的偏差。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种反射镜结构，其主要目的是避免量 测仪器的光线在经过反射镜的穿透面时产生额外的杂散光，藉此减少进入最后的光谱仪模 组的杂散光，使量测数据更为准确。
[0006] 为解决上述问题，本实用新型提供一种反射镜，具有一第一表面及一第二表面，该 第二表面是与该第一表面相互平行，该反射镜的中心位置具有一中心轴，该反射镜主要包 括：一中心透光区，环绕于该中心轴配置；一周边区，环绕该中心透光区，且该周边区包含 一周边反射区及一周边透光区；以及一对称轴，该对称轴经过该中心透光区的中心位置； 其中，该中心透光区为一孔洞，该周边区以该对称轴为轴而线对称，该周边透光区为中空， 该周边反射区是位于该第一表面。
[0007] 为解决上述问题，本实用新型提供一种反射镜组，由中心向外侧包含：一中心透光 区，环绕一中心轴配置；以及一周边区，环绕该中心透光区，该周边区包括一第一反射镜、 一第二反射镜及一第三反射镜，其中，该第一反射镜、该第二反射镜及该第三反射镜是等距 分布环绕于该中心轴；其中，该中心透光区为中空。
[0008] 为解决上述问题，本实用新型提供一种反射式光谱仪，包含：一反射镜，具有一第 一表面及一第二表面，该第二表面是与该第一表面相互平行，该反射镜的中心位置具有一 中心轴，该反射镜主要包括：一中心透光区，环绕于该中心轴配置；一周边区，环绕该中心 透光区，且该周边区包含一周边反射区及一周边透光区；以及一对称轴，该对称轴经过该中 心透光区的中心位置；其中，该中心透光区为一孔洞，该周边区以该对称轴为轴而线对称， 该周边透光区为中空，该周边反射区是位于该第一表面；另外，反射式光谱仪更包含一光 源，发出一照明光至该反射镜后产生一第一反射光；一物镜，是设置于该第一反射光的路径 上，并供该第一反射光通过；一量测平台，一待测物放置于该量测平台上，该量测平台位于 该第一反射光的路径上，且该物镜是位于该反射镜及该量测平台间，该第一反射光照射到 该待测物后，反射一第二反射光；该第二反射光是通过该物镜后，自该中心透光区及该周边 透光区射出；以及一光谱仪，用以接收该第二反射光。
[0009] 本实用新型利用所提供的反射镜、反射镜组及反射式光谱仪，可以获得的功效在 于：藉由移除中心透光区以及周边透光区的玻璃介面，使反射镜中的中心透光区为孔洞，反 射镜的周边透光区为中空，藉此避免光线于中心透光区以及周边透光区产生反射以减少反 射杂散光的产生，使量测数据更为准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是普通反射镜的正面视图。
[0011] 图2是普通反射镜的侧面视图。
[0012] 图3是本实用新型第一实施例的正面视图。
[0013] 图4是本实用新型第一实施例的侧面视图。
[0014] 图5是本实用新型第一实施例参数定义的正面视图。
[0015] 图6是本实用新型第一实施例参数定义的侧面视图。
[0016] 图7A是本实用新型第一实施例的正面视图。
[0017] 图7B是本实用新型第二实施例的正面视图。
[0018] 图7C是本实用新型第三实施例的正面视图。
[0019] 图7D是本实用新型第四实施例的正面视图。
[0020] 图7E是本实用新型第五实施例的正面视图。
[0021] 图7F是本实用新型第六实施例的正面视图。
[0022] 图7G是本实用新型第七实施例的正面视图。
[0023] 图7H是本实用新型第八实施例的正面视图。
[0024] 图8是本实用新型第九实施例的正面视图。
[0025] 图9是本实用新型第九实施例的侧面视图。
[0026] 图10是应用本实用新型的反射镜的反射式光谱仪的示意图。
[0027] 图11是图10中，量测平台上形成一投影照亮区域的示意图。
[0028]图12是本实用新型反射镜与普通反射镜的波长所对应反射率的关系图。图13是 本实用新型反射镜的波长对应反射率消减率的关系图。
[0029] 附图标记说明
[0030] 10本体 11外环部
[0031]12中心部 13反射涂层
[0032]20反射镜
[0033]21第一表面
[0034] 22第二表面
[0035] 23内孔斜面
[0036] 30中心透光区
[0037] 40周边区 41周边反射区
[0038] 411反射区块 42周边透光区
[0039] 421透光区块 43反射区块连接部
[0040] 44外环区 441外环反射区块
[0041] 442外环透光区块 45环形连接部
[0042] 50反射镜组 51第一反射镜
[0043] 52第二反射镜 53第三反射镜
[0044] 54中心透光区 55周边区
[0045] 56周边透光区
[0046] 61光源 62物镜
[0047] 63量测平台 64光谱仪
[0048] 65投影照亮区域
[0049]C中心轴 S对称轴
[0050] T 厚度
[0051] L反射镜的最大外径
[0052]W反射镜的最小外径
[0053]Dmax中心透光区的最大内径
[0054]Dmin中心透光区的最小内径
[0055]a第一夹角
[0056]0第二夹角
【具体实施方式】
[0057] 在本实用新型被详细描述之前，要注意的是在以下的说明内容中，类似的元件是 以相同的编号来表不。
[0058] 本实用新型反射镜20的第一实施例如图3至图7A所示，是由将平面玻璃的部分 切割移除所构成，其外观轮廓为椭圆形，该反射镜20具有一第一表面21及相对于该第一表 面21的一第二表面22,该第一表面21与该第二表面22是相互平行，该反射镜20的中心位 置具有一中心轴C，该反射镜20由中心向外侧主要包括一中心透光区30、一周边区40以及 一对称轴S，其中：
[0059] 该中心透光区30是环绕于该中心轴C配置，该中心透光区30为平面玻璃被切割 后所移除的部分，故为一孔洞结构；
[0060] 该周边区40则环绕该中心透光区30,且该周边区40包含一周边反射区41及一周 边透光区42,该周边透光区42为平面玻璃被切割后所移除的部分而为中空，该周边反射区 41则为切割后保留的部分，且该周边反射区41的表面可使用高反射率镀膜覆盖，以提高反 射的效果，该周边反射区41是位于该第一表面21 ;
[0061] 该对称轴S经过该中心透光区30的中心位置，并使该周边区40以该对称轴S为 轴而线对称；
[0062] 该周边反射区41包含多个反射区块411，且该反射区块411的数量为2n+l，其中， n多1，于此实施例中，n = 1，使得该反射区块411的数量为3 ;该周边透光区42包含多个 透光区块421，且各透光区块421与各反射区块411是环绕该中心透光区30相互交替分布， 因此，于此实施例中，该透光区块421的数量亦为3;每一反射区块411是均对应该中心轴C 另一端的透光区块421，即各反射区块411与相对于中心透光区30另一端的透光区块421 相对应，且各反射区块411的面积是小于或等于各对应的透光区块421的面积，于此实施例 中，各该反射区块411的面积是与其对应的透光区块421的面积相等；
[0063] 各该反射区块411是透过一反射区块连接部43而相连接，该反射区块连接部43 是环绕于该周边区40的外侧；各该反射区块411是均为相同形状，如图中所示，概呈一扇 形；
[0064] 该反射镜20的第一表面21与第二表面22之间具有一厚度T，且该反射镜20的 最大外径为L、该中心透光区30的最大内径为Dmax，其中，此实施例可满足以下条件：0. 2mm < T < 5mm，0. 15 < Dmax/L < 0. 5 ；
[0065] 请参阅图5及图6所示，于此实施例中，厚度T = 1mm，反射镜的最大外径L =
[0066] 20*(2~0. 5)mm，反射镜的最小外径W = 20mm，中心透光区的最大内径Dmax = 4. 5*(2~0. 5)mm，中心透光区的最小内径Dmin = 4. 5mm。
[0067] 以上所述为本实用新型实施例主要构件及其组态说明。至于本实用新型实施例的 使用方式及功效，请复参阅图3及图4所示，该反射镜20为平面玻璃所构成，因此该中心透 光区30及该周边透光区42原本为一透明玻璃表面，本实用新型将中心透光区30及周边透 光区42的玻璃切割移除，使反射镜20将中心透光区30及周边透光区42为中空的状态，如 此可避免光线经过反射镜20的玻璃空气间的介面时产生反射杂散光，使量测数据更为准 确；此外，本实用新型是将反射镜20的部分玻璃切割移除，使光线可以不受其他杂散光干 扰下，直接穿过反射镜20,并得到更精确的量测数据，且更能降低反射镜20的重量，具有轻 量化的优势。
[0068] 请参阅图7B所示，为本实用新型的第二实施例，其中，该周边反射区41的反射区 块411及该周边透光区42的透光区块421的数目为五，藉此使用者可依据实际使用需求， 改变本实用新型的反射区块411及透光区块421的数目。
[0069] 请参阅图7C所示，为本实用新型的第三实施例，其中，该周边反射区41的反射区 块411为一矩形部及一圆形部的结合，而该周边透光区42的透光区块421亦随着反射区 块411的形状不同而相对调整，此外，于此实施例中，各该反射区块411的面积是小于与其 对应的透光区块421的面积。
[0070] 请参阅图7D配合图5所示，图7D为本实用新型的第四实施例，与第一实施例比较 之，此一实施例的中心透光区的最大内径Dmax及中心透光区的最小内径Dmin的数值是较 第一实施例为大。
[0071] 请参阅图7E所示，为本实用新型的第五实施例，各该反射区块411是透过一反射 区块连接部43而相连接，该反射区块连接部43是环绕于该中心透光区30的外侧。
[0072] 请参阅图7F所示，为本实用新型的第六实施例，其主要为一反射镜组50,其是由 一第一反射镜51、一第二反射镜52及一第三反射镜53所构成，其中，该反射镜组50由中心 向外侧包含：一中心透光区54以及一周边区55,该中心透光区54环绕一中心轴C配置；该 周边区55环绕该中心透光区54,该周边区55包括该第一反射镜51、该第二反射镜52及该 第三反射镜53,其中，该第一反射镜51、该第二反射镜52及该第三反射镜53是等距分布环 绕于该中心轴C，并与三周边透光区56相互交替分布；其中，该中心透光区54及各该周边 透光区56为中空结构。此外，由于该反射镜组20不具有反射区块连接部43,因此使用时， 需将该反射镜20安装于量测仪器的固定部（图中未示）上，以使该反射镜20的周边反射 区41的各反射区块411位于适当的位置。
[0073] 请参阅图7G所示，为本实用新型的第七实施例，该周边区40更包含一外环区44， 该外环区44环绕于该周边区40夕卜侧，并以该中心轴C为轴心，该外环区44与该周边区40 间具有一环形连接部45 ;其中，该外环区44具有多个外环反射区块441及多个外环透光区 块442,各该外环反射区块441与各该外环透光区块442相互交替分布，各该外环透光区块 442对应配置于各该周边反射区41的反射区块411的外侧，更详细地说，该外环反射区块 441透过该环形连接部45连接于该周边透光区42的外侧，该外环透光区块442透过该环形 连接部45连接于该周边区反射区41外侧。
[0074] 请参阅图7H所示，为本实用新型的第八实施例，该反射镜20为长方形。
[0075] 请参阅图8及图9所示，为本实用新型的第九实施例，该反射镜20包含一第一表 面21与一第二表面22,该第一表面21与该第二表面22是相互平行，该周边透光区42于 该第一表面21具有一第一表面周边透光区211，该周边透光区42于该第二表面22具有一 第二表面周边透光区221，该第二表面周边透光区221的面积是大于该第一表面周边透光 区211，该第一表面21的第一表面周边透光区211与该第二表面22的第二表面周边透光 区221之间具有一内孔斜面23,该内孔斜面23与该中心轴C之间具有一角度A，其满足下 列状态关系式：30度< A < 60度，于此实施例中，A = 45deg。
[0076] 请参阅图10配合图3至图6所示，其为应用有本实用新型的反射镜的反射式光谱 仪的实施例，包括：
[0077] -反射镜20,具有一第一表面21及一第二表面22,该第二表面22是与该第一表 面21相互平行，该反射镜20的中心位置具有一中心轴C，该反射镜20主要包括：一中心透 光区30,环绕于该中心轴C配置；一周边区40,环绕该中心透光区30,且该周边区40包含 一周边反射区41及一周边透光区42 ;以及一对称轴S，该对称轴S经过该中心透光区30的 中心位置；其中，该中心透光区30为一孔洞，该周边区40以该对称轴S为轴而线对称，该周 边透光区42为中空，该周边反射区41是位于该第一表面21 ;另外，该反射式光谱仪更包含 一光源61，用以对该反射镜20发出一照明光，该照明光照射至该反射镜20后分别自该中心 透光区30、该周边透光区42及该周边反射区41而分为一第一出射光及一第一反射光；一 物镜62,是设置于该第一反射光的路径上，并供该第一反射光通过；
[0078] -量测平台63,用以供待量测物放置，该量测平台位于该第一反射光的路径上，且 该物镜62是位于该反射镜20及该量测平台63间，该第一反射光照射到该待测物后，反射 一第二反射光；该第二反射光是通过该物镜62后，自该反射镜20的中心透光区30及周边 透光区42射出；以及一光谱仪64,用以接收自该反射镜20的中心透光区30及周边透光区 42射出的第二反射光。
[0079] 此外，该反射镜与该照明光之间具有一第一夹角a，该第一夹角a为45度，该反 射镜与该量测平台间具有一第二夹角0，该第二夹角0为45度。
[0080] 请配合参阅图11所示，该第一反射光是于该量测平台64上形成一投影照亮区域 65,其中，该投影照亮区域65为圆形。
[0081] 请参阅图12及配合表一所示，为本实用新型实施例的反射镜与普通的反射镜比 较，其中，X轴为照射至反射镜的波长（nm)，Y轴为杂散光的反射率（％ )，图中的P线段为 普通的反射镜所测得的数值，而N线段则为本实用新型的反射镜所测得的数值；表一中，波 长的单位为nm、"中空"栏位代表本实用新型反射镜的反射率、"非中空"栏位代表普通反 射镜的反射率、减少率指的是本实用新型的反射镜与普通的反射镜在同一波长下相比较的 反射率减少率。由图中可看出，N线段恒位于P线段的下方，此即代表本实用新型的反射镜 在杂散光的反射率方面，恒较常规的反射镜低，因此，不论应用本实用新型反射镜的量测仪 器使用的光线的波长为何，均能减少反射杂散光的产生，藉此使量测数据更为准确。
[0082]
【权利要求】
1. 一种反射镜，其特征在于，具有一第一表面及一第二表面，该第二表面是与该第一表 面相互平行，该反射镜的中心位置具有一中心轴，该反射镜主要包括： 一中心透光区，环绕于该中心轴配置； 一周边区，环绕该中心透光区，且该周边区包含一周边反射区及一周边透光区；以及 一对称轴，该对称轴经过该中心透光区的中心位置； 其中，该中心透光区为一孔洞，该周边区以该对称轴为轴而线对称，该周边透光区为中 空，该周边反射区是位于该第一表面。
2. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述周边反射区包含多个反射区块，且该 反射区块数量为2n+l，其中，n多1。
3. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述周边透光区包含多个透光区块，且各 透光区块与各反射区块是环绕该中心透光区相互交替分布，每一反射区块是均对应该中心 轴另一端的一透光区块，且各反射区块的面积小于各对应的透光区块的面积。
4. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述各反射区块是透过一反射区块连接 部而相连接，该反射区块连接部是环绕于该中心透光区的外侧。
5. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述各反射区块是透过一反射区块连接 部而相连接，该反射区块连接部是环绕于该周边区的外侧。
6. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述各反射区块为相同形状。
7. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述各反射镜的外观轮廓为椭圆形。
8. 如权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述各反射镜为长方形。
9. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述各第一表面与该第二表面之间具有 一厚度T，其满足以下条件：0? 2mm < T < 5mm〇
10. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述各反射镜的最大外径为L，该中心透 光区的最大内径为Dmax，其满足以下条件：0. 15 < Dmax/L < 0. 5。
11. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述各周边透光区于该第一表面具有一 第一表面周边透光区，该周边透光区于该第二表面具有一第二表面周边透光区，该第二表 面周边透光区的面积是大于该第一表面周边透光区。
12. 如权利要求11所述的反射镜，其特征在于，所述各第一表面周边透光区与该第二 表面周边透光区之间具有一内孔斜面，该内孔斜面与该中心轴之间具有一角度A，其满足下 列状态：30度< A < 60度。
13. 如权利要求1所述的反射镜，其特征在于，该反射镜更包含： 一外环区，该外环区环绕于该周边区外侧，其中，该外环区具有多个外环反射区块及多 个外环透光区块，各该外环反射区块与各该外环透光区块相互交替分布，各该外环透光区 块对应配置于各该周边反射区的反射区块外侧。
14. 一反射镜组，其特征在于，由中心向外侧包含： 一中心透光区，环绕一中心轴配置；以及 一周边区，环绕该中心透光区，该周边区包括一第一反射镜、一第二反射镜及一第三反 射镜，其中，该第一反射镜、该第二反射镜及该第三反射镜是等距分布环绕于该中心轴； 其中，该中心透光区为中空。
15. -反射式光谱仪，其特征在于，包含： 一反射镜，具有一第一表面及一第二表面，该第二表面是与该第一表面相互平行，该反 射镜的中心位置具有一中心轴，该反射镜主要包括： 一中心透光区，环绕于该中心轴配置； 一周边区，环绕该中心透光区，且该周边区包含一周边反射区及一周边透光区；以及 一对称轴，该对称轴经过该中心透光区的中心位置； 其中，该中心透光区为一孔洞，该周边区以该对称轴为轴而线对称，该周边透光区为中 空，该周边反射区是位于该第一表面； 一光源，发出一照明光至该反射镜后产生一第一反射光； 一物镜，是设置于该第一反射光的路径上，并供该第一反射光通过； 一量测平台，一待测物放置于该量测平台上，该量测平台位于该第一反射光的路径上， 且该物镜是位于该反射镜及该量测平台间，该第一反射光照射到该待测物后，反射一第二 反射光； 该第二反射光是通过该物镜后，自该中心透光区及该周边透光区射出；以及 一光谱仪，用以接收该第二反射光。
16. 如权利要求15所述的反射式光谱仪，其特征在于，所述反射镜与该照明光之间具 有一第一夹角，该夹角为45度，该反射镜与该量测平台间具有一第二夹角，该第二夹角为 45度。
17. 如权利要求15所述的反射式光谱仪，其特征在于，所述第一反射光是于该量测平 台上形成一投影照亮区域，该投影照亮区域为圆形。
【文档编号】G01J3/02GK204241715SQ201420534127
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】张建邦, 朱国强 申请人:大立光电股份有限公司