，其中所述滤光器阵列包括在所述滤光器阵列的所述第一侧面上的一个或多个涂层。9.如权利要求8所述的光谱仪，其中在所述阵列的所述第一侧面上的一个或多个涂层包括用以平衡机械应力的涂层。10.如权利要求8所述的光谱仪，其中在所述滤光器阵列的所述第一侧面上的一个或多个涂层包括光学滤光器。11.如权利要求10所述的光谱仪，其中在所述滤光器阵列的所述第一侧面上的所述光学滤光器包括IR通滤光器，用以选择性地通过红外光。12.如权利要求6所述的光谱仪，其中所述基底的所述第一侧面不包括涂层。13.如权利要求3所述的光谱仪，还包括在所述检测器与所述透镜阵列之间延伸的支架，所述支架的形状和大小被配置以便支撑所述透镜阵列并将所述透镜阵列定位在距所述检测器的焦距处，所述支架包括多个通道，用以将光从所述阵列的所述多个透镜传到所述检测器的所述多个区域。14.如权利要求13所述的光谱仪，其中所述支架包括位于所述多个通道中的所述每个通道的壁上的吸光材料，以便抑制所述多个通道之间的串扰。15.如权利要求13所述的光谱仪，其中支架包括从所述检测器的上表面向所述透镜阵列的下表面延伸一段距离的轴，并且其中所述支架包括刚度以便将从所述上表面到所述下表面的距离固定在所述焦距。16.如权利要求13所述的光谱仪，其中所述图像传感器包括与所述支架相接触的裸管芯表面，以将所述多个透镜中的每个透镜定位在距所述裸管芯表面的所述焦距处。17.如权利要求16所述的光谱仪，其中所述多个区域包括多个活动区域，并且其中所述多个通道与所述多个活动区域相对应，并且其中所述支架包括末端结构，所述末端结构的大小和形状被配置为在远离所述多个活动区域的多个接触位置处接触所述裸管芯表面。18.如权利要求3所述的光谱仪，还包括孔径阵列，所述孔径阵列包括形成于不透光材料中的多个孔径，所述多个孔径的尺寸被配置为限定所述阵列中的每个透镜的通光透镜孔径，其中每个透镜的所述通光透镜孔径受限于所述阵列中的一个滤光器。19.如权利要求18所述的光谱仪，其中每个透镜的所述通光透镜孔径受限于所述阵列中的一个滤光器。20.如权利要求3所述的光谱仪，还包括滤光器支架，用以将所述多个滤光器保持在所述漫射器与所述多个透镜之间的合适位置。21.如权利要求3所述的光谱仪，还包括放置在所述多个滤光器之上的透光板，用以密封所述多个滤光器。22.如权利要求3所述的光谱仪，其中所述漫射器被配置用于从待分析的样品材料接收入射光并传输漫射光，并且其中所传输的漫射光的角分布基本上是固定的并且基本上与来自所述样品的所述光的入射角无关。23.如权利要求3所述的光谱仪，其中所述漫射器包括余弦漫射器，用以生成朗伯光分布。24.如权利要求3所述的光谱仪，还包括由IR透射材料组成的IR通滤光器，其中所述漫射器形成于所述IR透射材料的表面中。25.如权利要求24所述的光谱仪，还包括形成于与所述表面相对的所述IR透射材料的第二表面中的第二漫射器，其中所述第二漫射器将射入的光分布在该漫射器中。26.如权利要求25所述的光谱仪，还包括第二IR通滤光器和外壳，所述外壳覆盖所述漫射器、所述滤光器阵列和所述透镜阵列，其中所述外壳耦合至所述第二IR通滤光器和包括多个孔径的支架，并且其中所述漫射器、所述滤光器阵列和所述透镜阵列按顺序地布置在所述第二IR通滤光器与包括所述多个孔径的所述支架之间，以便将所述支架、所述滤光器阵列和所述透镜阵列耦合至所述检测器的裸表面。27.如权利要求3所述的光谱仪，还包括处理器，所述处理器包括使指令具体化的有形介质，所述指令用以响应于来自所述检测器的信号而确定光谱。28.如权利要求27所述的光谱仪，其中所述处理器包括指令，所述指令用以将来自所述区域中的每个区域的光谱拼接在一起，以便确定材料的目标部位的光谱。29.如权利要求3所述的光谱仪，还包括: 照明器，所述照明器包括， a)初级辐射体，用以发射在第一波长范围内的初级辐射以及， b)次级辐射体，用以发射在与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的次级辐射。30.如权利要求29所述的光谱仪，其中所述初级辐射体包括以下各项中的一项或多项，这些项为:发光二极管或激光二极管，并且其中所述次级辐射体包括以下各项中的一项或多项，这些项为:磷光板、磷光体板、磷光体粉末、纳米晶体或纳米晶体粉末。31.如权利要求29所述的光谱仪，其中所述次级辐射体接触所述初级辐射体的封装以抑制所述次级辐射体的发热，并且其中所述封装包括散热片，以将热量从所述次级辐射体B山寸出O32.如权利要求29所述的光谱仪，其中间隙在所述次级辐射体与所述初级辐射体的封装之间延伸以抑制所述次级辐射体的发热。33.如权利要求29所述的光谱仪，还包括温度传感器，所述温度传感器具有定向为与所述检测器的视野和照明器的视野相重叠的视野。34.如权利要求29所述的光谱仪，其中所述照明器包括被布置用于将光从所述次级辐射体导向所述检测器的视野的光学器件。35.一种光谱仪组装件，包括: 夕卜壳； 透光盖板； 漫射器； 包括多个滤光器的滤光器阵列； 包括多个透镜的透镜阵列；以及 包括多个通道的支架； 其中所述外壳利用位于所述组装件的第一末端上的所述透射盖板以及位于所述组装件的第二末端上的支架来覆盖所述漫射器、所述滤光器阵列和所述透镜阵列，以便将所述支架放置在检测器上以测量光谱。36.—种光谱仪，包括光路径，所述光路径按顺序地穿过漫射器、滤光器矩阵和透镜阵列； 其中所述光路径终止于检测器； 其中所述检测器包括多个传感器； 其中从所述漫射器到所述检测器的光路径小于9_; 并且其中所述光谱仪的分辨率小于10nm。37.如权利要求36所述的光谱仪，其中起始于所述漫射器并终止于所述检测器的光路径小于6mm。38.如权利要求36所述的光谱仪，其中起始于所述漫射器并终止于所述检测器的光路径小于4.5mm。39.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述光谱仪的分辨率小于8nm。40.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述光谱仪的分辨率小于5nm。41.如权利要求36所述的光谱仪，具有大于10nm的可检测的波长范围。42.如权利要求36所述的光谱仪，具有大于200nm的可检测的波长范围。43.如权利要求36所述的光谱仪，具有大于300nm的可检测的波长范围。44.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述光谱仪不包括色散光学元件。45.—种光谱仪，包括用于接收光的检测器，其中由所述检测器接收到的光是非连续光4並L曰O46.如权利要求45所述的光谱仪，还包括滤光器矩阵，所述滤光器矩阵包括多个子滤光器。47.如权利要求46所述的光谱仪，其中所述检测器上的一个点接收来自多个子滤光器的光。48.如权利要求36或45所述的光谱仪，还包括在所述光路径中位于所述滤光器矩阵之前的预滤光器。49.如权利要求48所述的光谱仪，其中所述预滤光器选自包括以下各项在内的组，这些项为:(a)吸光玻璃和(b)干涉滤光器。50.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述漫射器是余弦漫射器。51.如权利要求36所述的光谱仪，其中在所述漫射器与所述滤光器矩阵之间添加次级漫射器。52.如权利要求51所述的光谱仪，其中所述漫射器与所述次级漫射器之间的距离至少是0.5mmο53.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述滤光器矩阵中的滤光器的透射光谱随着入射角而变化。54.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述滤光器矩阵由干涉滤光器组成。55.如权利要求54所述的光谱仪，其中所述干涉滤光器被安置在薄于2mm的基底上。56.如权利要求54所述的光谱仪，其中所述干涉滤光器仅被安置在基底的单一侧上。57.如权利要求56所述的光谱仪，其中所述干涉滤光器的安置侧朝向所述透镜阵列。58.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述滤光器矩阵中的滤光器按特定顺序布置以使来自不同滤光器的光在检测器上的串扰最小化。59.如权利要求36所述的光谱仪，还包括在所述滤光器矩阵与所述透镜阵列之间的至少一个不透明孔径阵列。60.如权利要求36所述的光谱仪，还包括在所述滤光器矩阵与所述检测器之间的不透明吸光孔径阵列。61.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述透镜阵列中的透镜的光学表面是非球面的。62.如权利要求61所述的光谱仪，其中所述透镜阵列中的单个透镜具有两个光学表面，其中两个光学表面都是基本上凸面的。63.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述矩阵中的每个滤光器的光谱与所述矩阵中的另一滤光器重叠。64.如权利要求63所述的矩阵，其中所述重叠允许由两个不同滤光器生成的光谱的拼接。65.如权利要求36所述的光谱仪，还包括照明系统。66.如权利要求65所述的光谱仪，其中所述照明系统包括LED。67.如权利要求66所述的光谱仪，其中所述LED被分为至少两个组，每个组在不同时间操作。68.如权利要求65所述的光谱仪，还包括用于热控制的至少一个功率电阻器。69.如权利要求66所述的光谱仪，还包括在所述LED前面的磷光体板。70.如权利要求69所述的光谱仪，其中所述磷光体是近红外磷光体。71.如权利要求36所述的光谱仪，还包括能够测量采样材料的温度的热传感器。72.如权利要求36所述的光谱仪，还包括在所述光谱仪前面的参考元件。73.如权利要求72所述的光谱仪，其中所述参考元件是可移除的。74.如权利要求72所述的光谱仪，其中所述参考元件是可移动的。75.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述检测器是2DCMOS传感器。76.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述多个传感器是CCD上的像素。77.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述多个传感器各自接收来自多于一个窄波段的光。78.如权利要求36所述的光谱仪，其中所述多个传感器各自接收来自所述滤光器矩阵中的多于一个滤光器的光。79.一种测量光谱的方法，所述方法包括: 沿着从滤光器阵列延伸至传感器阵列的多个隔离的光学路径传输光，以便测量所述光L曰O80.如权利要求79所述的方法，其中所述光谱包括多个光谱。81.—种方法，所述方法包括提供如权利要求1至78中任一项所述的光谱仪。
【专利摘要】一种光谱仪，包括多个隔离的光学通道，所述多个隔离的光学通道包括多个隔离的光学路径。所述隔离的光学路径减小所述光学路径之间的串扰，并且允许所述光谱仪具有减小的长度和增加的分辨率。在许多实施方式中，所述隔离的光学路径包括允许所述设备的长度大幅减小的隔离的平行光学路径。在许多实施方式中，每个隔离的光学路径从滤光器阵列中的滤光器延伸，通过透镜阵列中的透镜，通过支架阵列中的通道而到达传感器阵列中的区域。所述传感器阵列中的每个区域包括多个传感器元件，其中所述传感器元件的位置基于在该位置处接收到的光的角度、所述透镜的焦距和所述滤光器的中心波长而与接收到的光的波长相对应。
【IPC分类】G01J3/51
【公开号】CN105593651
【申请号】CN201480048793
【发明人】达米安·戈德林, 德罗尔·莎伦, 盖伊·博罗德茨基, 阿米特·鲁夫, 梅纳赫姆·卡普兰, 萨基·罗森, 欧麦·凯伊拉夫, 尤里·金洛特, 凯·恩格尔哈特, 伊泰·尼尔
【申请人】威利食品有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年7月30日
【公告号】EP3028020A2, US9291504, US9383258, US20150233762, US20150292948, US20150355024, WO2015015493A2, WO2015015493A3