一種集成有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)，所述投影儀包括空間光調(diào)制器和投影元件，所述光譜儀包括探測器和與所述投影儀共用的空間光調(diào)制器，其中所述空間光調(diào)制器包括多個能夠獨立控制的單元，所述多個單元中的每個單元能夠調(diào)整入射到其上的光的出射方向，所述空間光調(diào)制器、探測器和投影元件的相對位置被布置為能夠使所述空間光調(diào)制器中的每一個單元處于第一狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述探測器上，處于第二狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述投影元件上。本發(fā)明還提供了一種包括上述系統(tǒng)的移動通訊裝置。
【專利說明】一種集成有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及投影儀和光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，投影儀得到了較大的發(fā)展，其能夠生成高質(zhì)量的圖像，且結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，為大屏幕顯示提供了良好的解決方案。尤其是基于DLP (Digital Light Processing,數(shù)字光處理)的投影儀獲得了較大的成功，其能夠避免使用液晶顯示器投影儀所需的體積較大的偏振光學元件?；贒LP的投影儀的基本結(jié)構(gòu)通常包括光源、DLP元件(例如數(shù)字微反射鏡等)、投影元件等。為了顯示彩色圖像，投影儀中還通常具有色輪，當光源發(fā)出的白光通過色輪時便輪流產(chǎn)生紅光、綠光和藍光，并依次在DLP元件上形成應(yīng)對顏色的圖像，不同色圖像的最終依靠人腦合成，形成彩色圖像。
[0003]投影儀在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如會議、演示、娛樂等。投影儀的體積也有逐漸微縮化的趨勢，有些迷你投影儀甚至可以用于較小的便攜裝置中。例如目前開始流行一種集成有迷你投影儀的手機，這種手機中內(nèi)嵌有相關(guān)軟件，能夠?qū)⒁曨l、圖像等投影到附近的屏幕上，這項功能對手機用戶來說是很有吸引力的。
[0004]光譜儀是一種在工業(yè)上和科學研究中廣泛使用的定量檢測裝置，尤其是用在各種材料的檢測和分析中，能夠定量檢測出材料的反射或透射性質(zhì)隨波長的變化，從而分析材料的化學性質(zhì)。例如，一類基于數(shù)字微反射鏡(DMD)的光譜儀是一種高效的檢測裝置，可采用Hadamard變換原理測量樣品的光譜，能夠獲得較高的信噪比。例如美國專利US20080174777A文件揭露了一種基于DMD的光譜儀，來自待測樣品的光被光收集裝置收集后導(dǎo)向狹縫，從狹縫發(fā)出的光穿過準直透鏡后到達作為色散元件的光柵，光柵將光束分成光譜。然后該光譜通過聚焦透鏡被聚焦到DMD上，DMD對光譜信息進行Hadamard編碼。探測器完成對該光譜的檢測，然后通過Hadamard變換計算得到光譜信息。
[0005]除了工業(yè)和科學研究領(lǐng)域，光譜儀在日常生活中也有很廣泛的應(yīng)用前景。例如用戶可以利用光譜儀探測出包裝中的食品的信息，比如用戶可將光譜儀對準包裝中的一片水果，從該水果反射回光譜儀的光在光譜儀內(nèi)部的色散元件的作用下形成光譜，將該光譜與已知的且存儲在光譜儀中的數(shù)據(jù)進行比對，即可確定該水果的成分信息，并根據(jù)該成分信息告知用戶該水果是否足夠成熟，是否適于食用或適于食用的時間。但是目前，光譜儀的光學部件還比較貴，很難再日常生活中廣泛應(yīng)用。
[0006]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)將更多的目光集中到如何將多種功能集成到一個裝置中，甚至是例如手機等較小的便攜裝置，從而利用較小的成本實現(xiàn)更多的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的是提供一種集成有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)，利用較小的成本即可實現(xiàn)投影儀和光譜儀的雙重功能。另外，由于精巧的光學設(shè)計，可使投影儀和光譜儀共用一些重要的核心元件，從而可以使設(shè)計緊湊，系統(tǒng)體積減小。[0008]本發(fā)明提供了一種具有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)，所述投影儀包括空間光調(diào)制器和投影元件，所述光譜儀包括探測器和與所述投影儀共用的空間光調(diào)制器，其中所述空間光調(diào)制器包括多個能夠獨立控制的單元，所述多個單元中的每個單元能夠調(diào)整入射到其上的光的出射方向，所述空間光調(diào)制器、探測器和投影元件的相對位置被布置為能夠使所述空間光調(diào)制器中的每一個單元處于第一狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述探測器上，處于第二狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述投影元件上。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，所述投影儀和所述光譜儀還包括共用的光源，由于共用了體積較大的光源，可減小系統(tǒng)的體積，另外還可以降低成本。
[0010]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，還包括具有至少兩個狀態(tài)的光路切換裝置，當所述光路切換裝置處于第一狀態(tài)時，光源發(fā)出的光經(jīng)過光譜儀包括的分光單元后入射到所述空間光調(diào)制器上并被所述空間光調(diào)制器調(diào)制，由所述探測器接收調(diào)制后的光，從而使所述系統(tǒng)處于光譜分析模式；當所述光路切換裝置處于第二狀態(tài)時，光源發(fā)出的光入射到空間光調(diào)制器上并被所述空間光調(diào)制器調(diào)制，使所述系統(tǒng)處于投影模式。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中當所述光路切換裝置處于第一狀態(tài)時，將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路，當所述光路切換裝置處于第二狀態(tài)時，將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第二光路，其中所述光譜儀的分光單元位于第一光路中，當所述光路切換裝置將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路時，所述光源發(fā)出的光入射到待測樣品上，經(jīng)待測樣品反射后經(jīng)過所述分光單元，然后入射到所述空間光調(diào)制器，當所述光路切換裝置將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第二光路時，所述光源發(fā)出的光入射到所述空間光調(diào)制器上，為所述空間光調(diào)制器提供照明功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，無需精密的光學元件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述光譜儀的分光單元包括狹縫、色散元件、用于使從所述狹縫出射的光平行入射到色散元件上的準直元件和用于會聚所述色散元件產(chǎn)生的光的會聚元件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述分光單元還包括光線收集元件，用于收集待測樣品反射的光，并使收集到的光入射到所述狹縫。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述光路切換裝置為位置可變的反射鏡，通過控制反射鏡與所述光源發(fā)出的光之間的角度而將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路或第二光路。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括第一全內(nèi)反射棱鏡，其用于調(diào)整入射到其上的光的方向并使該光入射到所述空間光調(diào)制器上，并使得被空間光調(diào)制器調(diào)制后的光透射過所述第一全內(nèi)反射棱鏡入射到所述投影元件或探測器上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括第二全內(nèi)反射棱鏡，所述第一光路和第二光路之一中的光被導(dǎo)向至所述第二全內(nèi)反射棱鏡的全內(nèi)反射面，并被所述第二全內(nèi)反射棱鏡的全內(nèi)反射面反射至所述空間光調(diào)制器上，所述第一光路和第二光路中的另一個中的光透射過所述第二全內(nèi)反射棱鏡，然后入射至所述空間光調(diào)制器上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述光源還包括光束均化器，用于使所述光源發(fā)出的光均勻。
[0018]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述光源還包括色輪，所述色輪包括白色濾光片，當所述系統(tǒng)處于光譜分析模式時，色輪起作用的為所述白色濾光片。
[0019]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中所述第一光路和第二光路在所述空間光調(diào)制器之前重合。
[0020]根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其中在所述探測器與空間光調(diào)制器之間具有收集透鏡。[0021 ] 本發(fā)明還提供了 一種包括上述系統(tǒng)的移動通訊裝置。
[0022]本發(fā)明提供的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，無需精密的光學元件，利用較小的成本即可實現(xiàn)投影儀和光譜儀的雙重功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供的系統(tǒng)工作在光譜儀模式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供的系統(tǒng)工作在投影儀模式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為色輪的俯視示意圖；
[0027]圖4為DMD的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為微反射鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0030]實施例1
[0031]本實施例提供了一種集成有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)，其光路結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，其中圖1中示出了該系統(tǒng)工作于光譜分析模式的狀態(tài)，圖2示出了該系統(tǒng)處于投影模式的狀態(tài)，該系統(tǒng)可在這兩種工作模式下切換。本實施例提供的集成有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)包括下述部件。
[0032]照明光源，用于提供照明光束，包括發(fā)光元件101、反射元件104、色輪2和光束均化單元3，該光束均化單元3包括光束均化器(例如可以為積分棒、微透鏡陣列等)和聚光元件，其中發(fā)光元件101發(fā)出的光100被反射元件104會聚到色輪2上，透射過色輪2后再穿過光束均化單元3，由于光束均化單元3中的光束均化器和聚光元件，從而獲得均勻的照明場，所述色輪2的俯視圖如圖3所示，包括圍繞色輪的中心軸設(shè)置的紅色、綠色、藍色和白色濾光片，當該系統(tǒng)工作在光譜分析模式下時，色輪的位置被設(shè)置為使發(fā)光元件101發(fā)出的光100被會聚到色輪2的白色濾光片上，從而獲得波長范圍較寬的白光，以供光譜分析所用；當該系統(tǒng)工作在投影模式下時，色輪2處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以獲得彩色的投影圖像。
[0033]分光單元，包括光線收集元件6 (在本實施例中為凸透鏡)、狹縫7、準直元件8、衍射光柵9、反射鏡10和光線會聚兀件11。
[0034]DMD14，被所述系統(tǒng)的投影儀和光譜儀所共用，DMD是一種雙穩(wěn)態(tài)的空間光調(diào)制器，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，是由多個獨立控制的微反射鏡單元1401(每個微反射鏡1401的結(jié)構(gòu)如圖5所示)構(gòu)成的陣列，每個微反射鏡單元1401可被控制器尋址從而處于第一傾角(打開On狀態(tài))或第二傾角(關(guān)閉Off狀態(tài))，當微反射鏡單元1401處于On狀態(tài)(第一傾角)時，使入射到其上的光反射到X方向，當微反射鏡單元1401處于Off狀態(tài)(第二傾角)時，使入射到其上的光反射到Y(jié)方向，當系統(tǒng)工作于光譜分析模式時，DMD14對光譜信息進行例如Hadamard編碼，當系統(tǒng)工作于投影儀模式時，DMD14被用作數(shù)字成像芯片。[0035]投影元件17，位于DMD14的X方向上，接收被DMD14中的各個處于On狀態(tài)的微反射鏡單元1401反射的光，并將其投影到屏幕18上，以形成投影圖像。探測器16，位于DMD14的Y方向上，接收被DMD14中的各個處于Off狀態(tài)的微反射鏡單元1401反射的光，以用于光譜分析，探測器16與DMD14之間還具有聚光透鏡15，用于將Y方向上的光收集到探測器16中。
[0036]第一 TIR(全內(nèi)反射)棱鏡13，位于DMD14上方，用于分離入射光線與反射光線。第二 TIR棱鏡12，用于使來自兩個方向的光均導(dǎo)向第一 TIR棱鏡13。模式切換反射鏡4，具有如圖1中所示的平行于照明光源I所發(fā)出的照明光的第一位置以及如圖2所示的與照明光源I所發(fā)出的照明光呈45°的第二位置。
[0037]其中，當該模式切換反射鏡4處于如圖1所示的第一位置時，該系統(tǒng)處于光譜分析模式，此時照明光源I所發(fā)出的照明光不受該模式切換4的反射作用，直接入射到待測樣品5上，待測樣品的材料在照明光的照射下吸收、反射并散射光，由于待測樣品的材料對不同波長的光的吸收強度不同，因此可通過測量被待測樣品反射和散射的光的光譜成分而分析待測樣品的性質(zhì)，分光單元中的光線收集元件6收集被待測樣品反射和散射的光并使所收集到的光會聚到狹縫7，準直元件8將從狹縫透過的光準直成平行光束200，該平行光束200入射到衍射光柵9而發(fā)生色散，色散后的光被反射鏡10反射再被光線會聚元件11會聚后入射到第二 TIR棱鏡12，并被其全內(nèi)反射面反射到第一 TIR棱鏡13上，然后被第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面反射到DMD14上，DMD14根據(jù)加載到其上的數(shù)據(jù)而控制各個微反射鏡1401的狀態(tài)，其中處于On狀態(tài)的微反射鏡1401將光反射到X方向上，穿過第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面后入射到投影元件17中(這部分光對光譜分析是無用的)，處于Off狀態(tài)的微反射鏡1401將光反射到Y(jié)方向上，穿過第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面后入射到探測器16中，用于光譜分析，其中DMD14的控制方式為本領(lǐng)域公知技術(shù),例如常用的Hadamard轉(zhuǎn)換、振幅調(diào)制、頻率調(diào)制、隨機編碼圖案或其他類似的變換等。
[0038]其中，當該模式切換反射鏡4處于如圖2所示的第二位置時，該系統(tǒng)處于投影模式，此時照明光源I所發(fā)出的照明光被模式切換反射鏡4反射到第二 TIR棱鏡12，并透過第
二TIR棱鏡12的全內(nèi)反射面，入射到第一 TIR棱鏡13，被第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面反射到DMD14上，DMD14根據(jù)加載到其上的數(shù)據(jù)而控制各個微反射鏡1401的狀態(tài)，其中處于On狀態(tài)的微反射鏡1401將光反射到X方向上，穿過第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面后入射到投影元件17中，然后被投影到屏幕18上，以形成投影圖像，處于Off狀態(tài)的微反射鏡1401將光反射到Y(jié)方向上，穿過第一 TIR棱鏡13的全內(nèi)反射面后入射到探測器16中(這部分光對投影模式是無用的)。
[0039]綜上，在上述實施例提供的系統(tǒng)中，光譜儀和投影使用了公共的照明光源和DMD，公共的照明光源發(fā)出的照明光被模式切換反射鏡4反射到第一光路(對應(yīng)于光譜分析模式)或第二光路(對應(yīng)于投影模式)，第一光路和第二光路共用第二 TIR棱鏡12，并匯合到DMD14上，其中所述第一光路還經(jīng)過待測樣品和分光單元。因此，在光譜儀模式下，照明光依次經(jīng)過待測樣品、分光單元、第二 TIR棱鏡12、第一 TIR棱鏡13、DMD14和探測器16，這些元件構(gòu)成了典型的光譜儀的結(jié)構(gòu)，在投影儀模式下，照明光依次經(jīng)過切換反射鏡4、第二 TIR棱鏡
12、第一 TIR棱鏡13、DMD14和投影元件17，這些元件構(gòu)成了典型的投影儀的結(jié)構(gòu)?？衫帽绢I(lǐng)域公知的技術(shù)控制上述DMD14、色輪2等，以實現(xiàn)投影儀或光譜儀的功能。[0040]本實施例通過共用照明光源和DMD而將光譜儀和投影儀集成在一起，形成了可實現(xiàn)投影儀和光譜儀雙重功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無需精密的光學元件，由于共用了價格較高的DMD而大大節(jié)省了成本，由于共用了體積較大的光源而大大的縮小了系統(tǒng)體積。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中上述光源I的結(jié)構(gòu)不限于上述實施例中所述的光源的結(jié)構(gòu)，也可以為本領(lǐng)域已知的適用于光譜儀和投影儀的光源。上述實施例所述的系統(tǒng)中僅采用一個光源作為投影模式和光譜分析模式共用的光源，從而縮小體積并節(jié)約成本，但是也可以采用分別用于投影模式和光譜分析模式的兩個光源，例如在對于系統(tǒng)的性能要求較高，共用的光源無法同時滿足高品質(zhì)的投影和光譜分析功能的情況下，可以采用兩個光源。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中DMD14也可以由其他的空間光調(diào)制器來替代，例如液晶空間光調(diào)制器(或液晶光閥)、數(shù)字光處理器(DLP)、光柵光閥(GLV)等，通過閱讀本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中的空間光調(diào)制器是指包括多個能夠獨立控制的單元、且每個單元能夠調(diào)制入射到其上的光的出射方向的器件，凡是能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的元件都可包含在本發(fā)明所說的空間光調(diào)制器中，均可用于本發(fā)明所提供的系統(tǒng)。上述實施例中的DMD14是通過反射的方式對入射到其上的光進行出射方向的調(diào)制的，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，也可以采用其他的方式(例如透射)調(diào)制光的出射方向，例如可采用液晶光閥作為空間光調(diào)制器，將入射到空間光調(diào)制器上的光透射到不同方向，以實現(xiàn)出射方向的調(diào)制，這是只需相應(yīng)地改變投影元件和探測器的位置，使二者能夠分別接收到不同出射方向的光即可。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中上述光束均化器也可以為其他能夠獲得均勻的照明場的元件，例如微透鏡陣列或聚光元件。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中照明光源I發(fā)出的照明用的光束優(yōu)選為平行光束，但本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，投影儀和光譜儀也可以利用近似平行的光束或非平行的光束進行照明，只要是能夠滿足投影儀和光譜儀的應(yīng)用的照明光源均可被用于本發(fā)明。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中所述分光單元的結(jié)構(gòu)并不限于上述實施例中所提供的結(jié)構(gòu)，例如所述衍射光柵可替換為棱鏡，反射鏡10和光線會聚元件11可利用凹面反射鏡代替等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際使用而對分光單元的組成和結(jié)構(gòu)進行改變，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)對被待測樣品反射和散射的光進行分光的功能即可。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中所述模式切換反射鏡4也可以替換為其他的能夠?qū)崿F(xiàn)光路切換的裝置，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)將入射光切換到方向不同的兩個光路中的裝置均可用于本發(fā)明。
[0047]在上述實施例中，在DMD上放置第一 TIR棱鏡13，從而是將入射光線與反射光線分開一較大的角度，以防止其相互干擾，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，第一 TIR棱鏡13也可以被省略，使光直接入射到DMD上。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，其中探測器的位置與投影元件的位置也可以互換。
[0049]在上述實施例中，所述第一光路中的光被第二 TIR棱鏡12的全內(nèi)反射面反射，而所述第二光路中的光穿過第二 TIR棱鏡12的全內(nèi)反射面，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，也可以使第一光路中的光透過第二 TIR棱鏡12的全內(nèi)反射面，而所述第二光路中的光被第二TIR棱鏡12的全內(nèi)反射面反射，只需相應(yīng)地調(diào)整DMD、探測器和投影元件的位置即可。[0050]上述實施例中，第二 TIR棱鏡12用于使第一光路和第二光路導(dǎo)向到DMD14上。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，第二 TIR棱鏡12也可以替換為其他元件，只要是能夠使兩個方向的光導(dǎo)向成一個方向的元件即可。第二 TIR棱鏡12也可以被省略，通過設(shè)置光路的結(jié)構(gòu)，使第一光路和第二光路直接導(dǎo)向在DMD14上。
[0051]上述實施例所提供的光路拓撲結(jié)構(gòu)為優(yōu)選結(jié)構(gòu)，這種光路結(jié)構(gòu)只需少量的簡單的學元件少，且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，上述實施例提供的優(yōu)選拓撲結(jié)構(gòu)并非對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)本發(fā)明提供的內(nèi)容而對該系統(tǒng)的光路拓撲結(jié)構(gòu)做出改變，但依然屬于本發(fā)明公開的范圍。
[0052]應(yīng)當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0054]附圖標記列表
[0055]照明光源1、發(fā)光元件101、反射元件104、色輪2、光束均化單元3、照明光源發(fā)出的光100、待測樣品5、光線收集元件6、狹縫7、準直元件8、衍射光柵9、反射鏡10、光線會聚元件11、DMD14、微反射鏡單元1401、投影元件17、探測器16、聚光透鏡15、第一 TIR棱鏡13、第二 TIR棱鏡12、切換反射鏡4、光束200、屏幕18
【權(quán)利要求】
1.一種具有投影儀和光譜儀的系統(tǒng)，所述投影儀包括空間光調(diào)制器和投影元件，所述光譜儀包括探測器和與所述投影儀共用的空間光調(diào)制器，其中所述空間光調(diào)制器包括多個能夠獨立控制的單元，所述多個單元中的每個單元能夠調(diào)整入射到其上的光的出射方向，所述空間光調(diào)制器、探測器和投影元件的相對位置被布置為能夠使所述空間光調(diào)制器中的每一個單元處于第一狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述探測器上，處于第二狀態(tài)時，入射到其上的光被調(diào)制后入射到所述投影元件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述投影儀和所述光譜儀還包括共用的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括具有至少兩個狀態(tài)的光路切換裝置，當所述光路切換裝置處于第一狀態(tài)時，光源發(fā)出的光經(jīng)過光譜儀包括的分光單元后入射到所述空間光調(diào)制器上并被所述空間光調(diào)制器調(diào)制，由所述探測器接收調(diào)制后的光，從而使所述系統(tǒng)處于光譜分析模式； 當所述光路切換裝置處于第二狀態(tài)時，光源發(fā)出的光入射到空間光調(diào)制器上并被所述空間光調(diào)制器調(diào)制，由所述投影元件接收調(diào)制后的光，使所述系統(tǒng)處于投影模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中當所述光路切換裝置處于第一狀態(tài)時，將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路，當所述光路切換裝置處于第二狀態(tài)時，將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第二光路，其中所述光譜儀的分光單元位于第一光路中，當所述光路切換裝置將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路時，所述光源發(fā)出的光入射到待測樣品上，經(jīng)待測樣品反射后經(jīng)過所述分光單元，然后入射到所述空間光調(diào)制器，當所述光路切換裝置將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第二光路時，所述光源發(fā)出的光入射到所述空間光調(diào)制器上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述光譜儀的分光單元包括狹縫(7)、用于使從所述狹縫(7)出射的光平行入射到色散元件上的準直元件(8)、色散元件(9)和用于會聚所述色散元件產(chǎn)生的光的會聚元件(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述分光單元還包括光線收集元件(6)，用于收集待測樣品反射的光，并使收集到的光入射到所述狹縫(7)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述光路切換裝置為位置可變的反射鏡(4)，通過控制反射鏡與所述光源發(fā)出的光之間的角度而將所述光源發(fā)出的光導(dǎo)向第一光路或第二光路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括第一全內(nèi)反射棱鏡(13)，其用于調(diào)整入射到其上的光的方向使光入射到所述空間光調(diào)制器上，并使得被空間光調(diào)制器調(diào)制后的光透射穿過所述第一全內(nèi)反射棱鏡(13)入射到所述投影元件或探測器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括第二全內(nèi)反射棱鏡(12)，所述第一光路和第二光路之一中的光被導(dǎo)向至所述第二全內(nèi)反射棱鏡(12)的全內(nèi)反射面，并被所述第二全內(nèi)反射棱鏡(12)的全內(nèi)反射面反射至所述空間光調(diào)制器上，所述第一光路和第二光路中的另一個中的光透射過所述第二全內(nèi)反射棱鏡，然后入射至所述空間光調(diào)制器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述光源還包括光束均化器，用于使所述光源發(fā)出的光均勻。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述光源還包括色輪(2)，所述色輪包括白色濾光片，當所述系統(tǒng)處于光譜分析模式時，色輪起作用的為所述白色濾光片。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述探測器與空間光調(diào)制器之間具有聚光透鏡(15)。
13.一種移動通訊裝 置，其特征在于包括如權(quán)利要求1-12之一所述的系統(tǒng)。
【文檔編號】G02B7/00GK104020570SQ201310064979
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】郭勇, 杜昭輝 申請人:西門子公司