光譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)量測裝置,且特別涉及一種光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]眼睛是人類用以感知視覺成像的重要器官,被稱作“靈魂之窗”。隨著發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡稱LED)相關(guān)產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,探討LED產(chǎn)品對眼睛造成的影響逐漸受到科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重視。經(jīng)過各方研究,發(fā)現(xiàn)作為LED光源主成分的藍(lán)光、紫外光等是造成人眼或人體各部不適的主因之一。
[0003]對白光LED光源進(jìn)行分光所得的光譜中,藍(lán)光、紫外光等的波長區(qū)間的能量占了很大的比例。即,長期注視LED光源會(huì)導(dǎo)致眼睛暴露于高能量的藍(lán)光、紫外光或者其他波段的光線等,且目前已經(jīng)出現(xiàn)藍(lán)光造成人眼或人體各部傷害的案例。基于上述理由,如何讓用戶評(píng)估LED產(chǎn)品所發(fā)的光對人眼或人體各部的傷害程度,并在使用LED產(chǎn)品的同時(shí)掌握眼睛所接收的藍(lán)光、紫外光或者其他波段的光線等的強(qiáng)度,以適當(dāng)控制LED產(chǎn)品的使用頻率,是當(dāng)下極需研究的課題。
[0004]現(xiàn)有的光譜儀雖然可對待測光進(jìn)行分光以得到對應(yīng)的光譜,但所述光譜只能顯示所述待測光的各色光線的概略組成,而無法進(jìn)一步對大家所關(guān)注的藍(lán)光、紫外光或者其他波段的光線等所占比例及其光輻射功率密度提供信息,故無法有效衡量LED所發(fā)的光對人眼或人體各部的傷害程度或可能性,或是在使用LED產(chǎn)品時(shí)評(píng)估眼睛所接觸到的藍(lán)光、紫外光或者其他波段的光線等的強(qiáng)度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種光譜儀,其可用以分析待測光中的特定波段的比例,以讓用戶藉此評(píng)估待測光對人眼或人體各部的傷害程度。
[0006]本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種光譜儀,用以分析待測光。光譜儀包括分光單元、光檢測器及處理單元。分光單元將待測光的不同的波長成分分解。光檢測器檢測被分解的待測光,以獲得一光譜。處理單元電性連接至光檢測器,且用以根據(jù)來自光檢測器的光譜計(jì)算出光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例,其中所述特定波段是落在從紅外光至紫外光的可見光與不可見光的波段內(nèi)。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,光譜儀還包括顯示單元,其電性連接至處理單元。處理單元用以命令顯示單元顯示光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射量的至少其中之一的比例。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,處理單元根據(jù)光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例,命令顯示單元對應(yīng)顯示一信息,以提供用戶待測光對人眼或人體是否有害的信息或有害程度的信肩、O
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,處理單元用以根據(jù)來自光檢測器的光譜命令顯示單元顯示待測光于特定波段中的光輻射功率密度。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,處理單元根據(jù)待測光于特定波段中的光輻射功率密度,命令顯示單元對應(yīng)顯示一信息,以提供用戶待測光對人眼或人體是否有害的信息或有害程度的信息。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中,處理單元用以根據(jù)來自光檢測器的光譜計(jì)算出待測光于特定波段中的光輻射功率密度。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,光檢測器用以檢測待測光的不同的波長成分的光輻射功率密度。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,光檢測器為圖像傳感器。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,還包括用戶界面,電性連接至處理單元,其中用戶通過用戶界面來調(diào)整特定波段的范圍。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中,處理單元用以計(jì)算出特定波段中的光輻射量的變化程度。
[0016]在本發(fā)明的實(shí)施例的光譜儀中,處理單元可根據(jù)來自光檢測器的光譜計(jì)算出光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例,因此用戶可藉此判斷所使用的光源對眼睛的傷害程度或可能性,并藉以適當(dāng)控制電子產(chǎn)品或光源的使用頻率,以避免眼睛的不適乃至預(yù)防黃斑部病變或其他眼睛疾病。
[0017]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉實(shí)施例,并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光譜儀的示意圖;
[0019]圖2為圖1的光譜儀所測得的某一種光譜的示意圖;
[0020]圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施例的光譜儀的示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]50:待測光;
[0023]100、10a:光譜儀;
[0024]110:外殼;
[0025]120:入光孔;
[0026]130:分光單元;
[0027]140:光檢測器;
[0028]150:處理單元;
[0029]160:顯示單元;
[0030]170:用戶界面;
[0031]180:外部主機(jī);
[0032]S1、S2:電信號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0033](第一實(shí)施例)
[0034]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的光譜儀的示意圖。請參照圖1,本實(shí)施例的光譜儀100包括分光單元130、光檢測器140及處理單元150。在本實(shí)施例中,光譜儀100可還包括外殼110,而分光單元130、光檢測器140及處理單元150配置于外殼110中。
[0035]使用本實(shí)施例的光譜儀100對待測光50進(jìn)行分析時(shí),待測光50可從外殼110上的入光孔120入射至光譜儀100中,并經(jīng)由分光單元130將待測光50的不同的波長成分分解。在本實(shí)施例中,分光單兀130例如為分光光柵(grating)。然而,在其他實(shí)施例中,分光單元130也可以是分光鏡(spectroscope)、光濾片或其他依特定波長來使光分解的元件。
[0036]光檢測器140會(huì)檢測被分光單元130分解的待測光50,且檢測待測光50的不同的波長成分的光輻射功率密度,以獲得光譜。在本實(shí)施例中,光檢測器140為圖像傳感器,例如是一維圖像傳感器,其中一維圖像傳感器例如是電荷稱合器件(Charge Couple Device,簡稱CCD)或互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱CMOS)傳感器。被分光單元130分解的待測光50中不同的波長的部分會(huì)照射于光檢測器140上不同的位置,因此光檢測器140可測得待測光50中不同波長成分所對應(yīng)的光輻射功率密度,例如是照度、輻照度等。
[0037]光檢測器140和處理單元150電性連接,且經(jīng)由光檢測器140所獲得的光譜的信息會(huì)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)SI而傳送至處理單元150。處理單元150根據(jù)來自光檢測器140的光譜,計(jì)算出此光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例。光輻射量例如為光輻射功率密度、光輻射功率強(qiáng)度或光輻射能量。在本實(shí)施例中,特定波段是落在從紅外光至紫外光的可見光與不可見光的波段內(nèi)。舉例而言,光譜的信息是存在于電信號(hào)SI中,而處理單元根據(jù)電信號(hào)SI計(jì)算出光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例。
[0038]圖2為圖1的光譜儀所測得的某一種光譜的示意圖。請參照圖1與圖2,圖2中的光譜是以對LED光源作分析所測得的LED的光譜為例,而待測光50即為LED所發(fā)出的光,但本發(fā)明不以此為限,本發(fā)明的實(shí)施例的光譜儀可用以量測其他任何用戶想量測的光源,例如熒光燈管、白熾燈泡、鹵素?zé)舻?。在圖2中,光譜的橫軸為光的波長(單位為納米),縱軸為光輻射功率密度,例如是照度、幅照度等,而單位例如為勒克斯(lux)。根據(jù)圖2所示的光譜可知,位于左側(cè)的波峰附近的光譜是屬于特定波段,即,在白光LED光源所發(fā)出的光中,所述特定波段的能量占有很大一部分的比例。以下將進(jìn)一步說明本發(fā)明用以分析測量待測光50的特定波段的光強(qiáng)度的技術(shù)。
[0039]具體而言,當(dāng)待測光50的光譜的電信號(hào)SI傳送至處理單元150后,處理單元可計(jì)算圖2中光譜曲線下從Xl納米至X2納米的積分面積(此積分面積即對應(yīng)至所述特定波段的光輻射量),且計(jì)算整個(gè)光譜曲線下的積分面積(此積分面積即對應(yīng)至光譜的總能量,且此積分面積例如是在可見光波段中的積分面積)。接著,處理單元再計(jì)算上述兩個(gè)積分面積的比例,即可計(jì)算出上述特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例。
[0040]進(jìn)而,本實(shí)施例的光譜儀100還包括用戶界面170。用戶界面170電性連接至處理單元150,其中用戶能夠通過用戶界面170來調(diào)整特定波段的Xl至X2的波段范圍,使所述波段范圍落在從紅外光至紫外光的可見光與不可見光的波段內(nèi)。
[0041]在本實(shí)施例中,處理單元150和顯示單元160電性連接。當(dāng)處理單元150計(jì)算出上述的能量比例之后,會(huì)將此比例以電信號(hào)S2的形式傳送至顯示單元160,其中電信號(hào)S2例如為顯示信號(hào)。也就是說,處理單元150會(huì)命令顯示單元160顯示光譜于特定波段中的光輻射量相對于光譜的總光輻射功率密度、總光輻射功率強(qiáng)度及總光輻射能量的至少其中之一的比例。如此一來,用戶就能夠經(jīng)由顯示單元160,了解