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一种多通道滤光片

阅读：1028发布：2020-06-24

专利汇可以提供一种多通道滤光片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种多通道滤光片，包括基底，所述基底上设有若干滤光模块，若干滤光模块形成滤光通道；所述基底上还设有若干透光部，所述透光部均匀分布在所述滤光模块之间。其优点在于，本发明在基底上设置若干透光部，透光部用于原始光完整透过，不被滤光材料吸收，从而获得不均匀的原始光的强度分布；且透光部分布在滤光模块之间，可以对滤光片阵列后测量的光强信号进行校正；透光部在整个基底上分布较为均匀，没有明显局部集中或稀少的情况，可以获得整个滤光片的光照分布，提高测量精度和信号信噪比。，下面是一种多通道滤光片专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多通道滤光片，包括基底，其特征在于，所述基底上设有若干滤光模块，若干滤光模块形成滤光通道；所述基底上还设有若干透光部，所述透光部均匀分布在所述滤光模块之间。
2.如权利要求1所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部呈矩阵排列分布，所述透光部边缘与所述滤光模块紧贴。
3.如权利要求2所述的多通道滤光片，其特征在于：若干所述滤光模块由若干横向条带和若干纵向条带交叉叠加而成，所述透光部位于若干所述横向条带和若干所述纵向条带之间。
4.如权利要求1所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部为三角形、矩形、五边形或六边形，所述透光部的边缘与所述滤光模块紧贴。
5.如权利要求1所述的多通道滤光片，其特征在于：若干所述透光部呈同心圆分布或螺旋形分布，所述透光部与所述滤光模块之间设有间隙。
6.如权利要求5所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部为圆形或腰果形。
7.如权利要求1至6任一项所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部为通孔。
8.如权利要求7所述的多通道滤光片，其特征在于：所述通孔经在所述基底机械打孔生成，或，所述基底经增材制造而成，预留有所述通孔。
9.如权利要求1至6任一项所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部为透明石英材料制成。
10.如权利要求1至6任一项所述的多通道滤光片，其特征在于：所述透光部占所述基底面积的0.1％-80％。

说明书全文

一种多通道滤光片

技术领域

[0001] 本发明涉及光学设备领域，尤其涉及多通道滤光片。

背景技术

[0002] 现代光谱仪器根据色散组件的分光原理，可分为：棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪、干涉光谱仪等。近年来，多通道滤光片阵列式光谱仪成为了一种新型的光谱检测装置，这种
仪器具有结构简单、体积小巧的优点。多通道滤光片阵列式光谱仪中的核心元器件——多
通道滤光片阵列，其结构、制备方法和光学滤光性能直接决定了此类光谱仪的光谱分辨率、
信噪比等测量性能。现有的滤光片阵列一般包括两个部分，镀膜基片和玻璃基底。而任何材
料作为基底对原始光均具有一定的吸收或反射，在实际应用中，入射光可能存在强度不均
匀的问题，而由于基底本身对原始光会有一定影响，因此无法排除这方面的干扰，就无法求
出不均匀的入射光强度分布，进而无法排除因入射光的强度不均匀对光谱测量的影响，最
终导致测量结果存在不可测的偏差。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多通道滤光片，可对原始光进行检测，实现多通道滤光的同时，排除原始光强度不均匀的干扰。

[0004] 本发明的目的采用如下技术方案实现：

[0005] 一种多通道滤光片，包括基底，所述基底上设有若干滤光模块，若干滤光模块形成滤光通道；所述基底上还设有若干透光部，所述透光部均匀分布在所述滤光模块之间。

[0006] 优选地，所述透光部呈矩阵排列分布，所述透光部边缘与所述滤光模块紧贴。

[0007] 优选地，若干所述滤光模块由若干横向条带和若干纵向条带交叉叠加而成，所述透光部位于若干所述横向条带和若干所述纵向条带之间。

[0008] 优选地，所述透光部为三角形、矩形、五边形或六边形，所述透光部的边缘与所述滤光模块紧贴。

[0009] 优选地，若干所述透光部呈同心圆分布或螺旋形分布，所述透光部与所述滤光模块之间设有间隙。

[0010] 优选地，所述透光部为圆形或腰果形。

[0011] 优选地，所述透光部为通孔。

[0012] 优选地，所述通孔经在所述基底机械打孔生成，或，所述基底经增材制造而成，预留有所述通孔。

[0013] 优选地，所述透光部为透明石英材料制成。

[0014] 优选地，所述透光部占所述基底面积的0.1％-80％。

[0015] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：

[0016] 在基底上设置若干透光部，透光部用于原始光完整透过，不被滤光材料吸收，从而获得不均匀的原始光的强度分布；且透光部分布在滤光模块之间，可以对滤光片阵列后测
量的光强信号进行校正；透光部在整个基底上分布较为均匀，没有明显局部集中或稀少的
情况，可以获得整个滤光片的光照分布，提高测量精度和信号信噪比。
附图说明

[0017] 图1为本发明实施例一的多通道滤光片的结构示意图；

[0018] 图2为本发明实施例一的多通道滤光片的部分结构示意图；

[0019] 图3为本发明实施例二的多通道滤光片的结构示意图；

[0020] 图4为本发明实施例三的多通道滤光片的结构示意图；

[0021] 图5为本发明实施例四的多通道滤光片的结构示意图；

[0022] 图6为本发明实施例五的多通道滤光片的结构示意图；

[0023] 图7为本发明实施例六的多通道滤光片的结构示意图。

[0024] 图中：10、基底；20、滤光模块；21、条带；30、透光部。

具体实施方式

[0025] 以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，
以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

[0027] 此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括
一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具
体的限定。

[0028] 在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连
接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

[0029] 参看附图1至附图7，本发明实施例的多通道滤光片将在接下来的描述中被阐明，其中，在滤光片的基底上设置若干透光部，用于原始光完整透过滤光片，获取到不均匀原始
光的光照强度分布，从而排除干扰，提高光谱信息检测精度。

[0030] 如附图1至附图7所示，本发明提供一种多通道滤光片，包括基底10，基底10上设有若干滤光模块20，若干滤光模块20形成滤光通道；基底10上还设有若干透光部30，透光部30
均匀分布在滤光模块20之间。

[0031] 现有阵列式光谱仪主要由射入光学系统、准直和分光系统、探测系统以及软件系统组成。其中射入光学系统中包括原始光源，原始光源可以为多种类型，不同种类的原始光
源的光谱差异极大，而在测试过程中，原始光源灯与多通道滤光片阵列存在一定距离，由于
光路散射，原始光照在多通道滤光片上的光照强度分布不均匀，原始光通过滤光模块20时，
部分光会被基底10或滤光模块20吸收，光照强度发生变化，从而造成测量误差。本实施例在
基底10上设置透光部30，且将其均匀分布在滤光模块20之间，原始光可以完整透光透光部
30，在检测经过滤光模块20的光强信号的同时，对原始光信号进行检测，从而对滤光片阵列
后测量的光强信号进行校正。本实施例利用透光部30实现绝对照度探测，使得光谱仪能够
输出绝对光谱，相比没有光照分布探测的设备，测量精度能够提高5％-10％，信号信噪比提
高25分贝。

[0032] 本实施例以及下面实施例中描述的透光部30有两种形式，一种为，直接将透光部30设置为通孔，原始光直接通过通孔；另一种为，透光部30为各波段吸收都几乎为零的材料
制成，比如高纯度透明石英，与基底10拼接在一起，但是高纯度透明石英的价格和制造成本
均极高，优选地，透光部30为通孔结构，相比直接利用滤光模块20之间空位而不设置通孔的
滤光片，减少了基材吸收干扰，精度提高2％以上。

[0033] 通孔的成型过程有多种，一种为：直接在基底10上打孔，生成通孔，机械打孔的方式可以为现有技术，比如以钻、铣、镗孔等机械加工方式，或化学蚀刻等化学方式，或激光烧
蚀等光学加工方式；另一种为，可以在感光元器件表面以增材制造方式制作滤光片基底10，
并在制作过程中预留通孔位置，形成透光部30，此时，使用的材料为光固化树脂等可在特定
光照条件或特定温度条件、或特定化学条件下形成固体的液体材料。

[0034] 透光部30的分布需要满足以下要求：需要透光部30在整个基底10上分布较为均匀，没有明显局部集中或者稀少的情况，间隔设置在滤光模块20之间，这样才能测得整个滤
光片的光照分布。而为了保证滤光片强度，透光部30占基底10面积的0.1％-80％，优选地，
透光部30的总面积一般介于滤光片总面积的1％-50％之间，保证透光部30较为均匀的分布
在基底10上。

[0035] 基于透光部30在基底10上分布形式，本发明分为如下几个实施例，以下实施例除了透光部30的分布不同，其他结构和材料均相同。

[0036] 实施例一

[0037] 如附图1和附图2所示，本实施例中的透光部30的形状为矩形，且呈矩阵排列，透光部30边缘与滤光模块20紧贴，原则上，滤光模块20和透光部30严密拼合成完整的滤光片，本
实施例中，若干滤光模块20由若干横向条带21和若干纵向条带21交叉叠加而成，透光部30
位于若干横向条带21和若干纵向条带21之间，即，透光部30设置在相邻滤光模块20的对角
位置。

[0038] 实施例二

[0039] 如附图3所示，本实施例中的透光部30的形状为矩形，且呈矩阵排列，透光部30边缘与滤光模块20紧贴，原则上，滤光模块20和透光部30严密拼合成完整的滤光片，本实施例
中，滤光模块20彼此独立存在，与透光部30间隔设置，滤光模块20和透光部30均为矩形，透
光部30设置在某一滤光模块20的上下左右位置。由于透光部30与滤光模块20紧贴，为了使
本实施例的滤光片成型，且具有一定强度，本实施例的滤光片在制作时，可以在感光元器件
表面以增材制造方式制作滤光片基底10，并在制作过程中预留通孔位置，形成透光部30。

[0040] 实施例三

[0041] 如附图4所示，本实施例的透光部30的形状为六边形，滤光模块20也为六边形，透光部30的边缘与滤光模块20紧贴，原则上，滤光模块20和透光部30严密拼合成完整的滤光
片，本实施例中，滤光模块20彼此独立设置，将透光部30包围。值得注意的是，附图4中示出
的结构仅为滤光片的部分结构，滤光模块20和透光部30均为完整六边形，此外，透光部30的
形状还可以为五边形，同时，滤光模块20也为五边形，透光部30的边缘与滤光模块20紧贴，
严密拼合成完整的滤光片。

[0042] 实施例四

[0043] 如附图5所示，本实施例的透光部30的形状为三角形，滤光模块20的形状也为三角形，透光部30的边缘与滤光模块20紧贴，原则上，滤光模块20和透光部30严密拼合成完整的
滤光片，本实施例中，滤光模块20彼此独立设置，滤光模块20与透光部30间隔设置，相邻的
滤光模块20和透光部30倒置，边缘贴合。由于透光部30与滤光模块20紧贴，为了使本实施例
的滤光片成型，且具有一定强度，本实施例的滤光片在制作时，可以在感光元器件表面以增
材制造方式制作滤光片基底10，并在制作过程中预留通孔位置，形成透光部30。

[0044] 实施例五

[0045] 如附图6所示，本实施例的透光部30为非密铺的均匀散布，呈同心圆分布，包括两种形状，位于圆心的透光部30为圆形，靠外的透光部30为腰果形或月牙形，本实施例中的透
光部30与滤光模块20之间设有间隙，滤光模块20均匀设置在基底10上，位于透光部30之间
的空位上。

[0046] 实施例六

[0047] 如附图7所示，本实施例的透光部30为非密铺的均匀散布，呈螺旋形分布，透光部30为圆形。另外，本实施例中的滤光模块20的形状可以随透光部30，为圆形，也可以为矩形、
三角形等，均匀分布在透光部30之间，与透光部30之间设有间隙，均匀分布的滤光模块20保
证获取到整个滤光片阵列的光谱信息。

[0048] 上述实施例中的透光部30的形状仅对透光部30的分布方式有影响，对于透过的原始光无影响，仅用于原始光透过时不被基底10或滤光模块20吸收，一般情况下，透光部30与
滤光模块20均匀紧贴设置有利于提高原始光的强度分布和光强信号，从而进行比对校正，
提高测量精度和信号信噪比。

[0049] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所
要求保护的范围。

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