[发明专利]便携式分光计

说明书

一种便携式分光计设备包括照射光源以及锥形光管(TLP)；该照射光源用于将光引向样本，锥形光管(TLP)用于采集以第一焦比与样本相互作用的光、并用于以低于第一焦比的第二焦比传送光。线性可变滤光片(LVF)将所采集的光分离成成分波长信号的光谱；以及检测器阵列，该检测器阵列包括多个像素，所述多个像素中的每一个像素均被设置成接收多个成分波长信号中的至少一部分，提供每一成分波长的功率读数。优选地，该TLP在其一端设有透镜，并被设置在有阶梯形内壁的防护罩的内部。该TLP与LVF之间的间隙被减小到最低限度，以进一步提高分辨率和牢固性。

本申请是申请日为2013年11月13日、申请号为201380059342.4，以及发明名称为“便携式分光计”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种便携式分光计，具体而言涉及一种所需功率和尺寸最小的牢固的、高性能的便携式分光计。

发明背景

在过去的十年中，近红外光谱技术(NIR)已经日益发展成为一种在制药工业中进行生产和质量控制的不可缺少的分析工具。定性NIR检查经常被应用于对原材料进料进行识别控制，而最终产品的定量分析是制药工艺链条中的一个重要步骤。然而，大部分药学分析仍然通过从生产场所取样、再将其运送至远程质量控制实验室的方式进行。取样与得出结果之间的这种延迟会限制分析的频度和生产线的优化。由此，可以考虑采用能够对工艺进行快速在线或线上分析的新的便携式现场仪器，作为推动制药工业效益提高的一个关键工具。

较早型式的紧凑型分光计，例如2012年7月26日公布的、Ocean Optics,Inc公司的公开号为2012/0188541的美国专利申请和2005年1月13日公布的、Wilks Enterprise,Inc.公司的公开号为2005/0007596的美国专利申请中所述的紧凑型分光计，它们试图通过设置一系列光路折叠反射镜的方式来最大限度减小其占用空间。然而，折叠反射镜在生产中需要大量的校准步骤，且无法提供一种用于现场应用设备的非常牢固的结构，由此造成性能较低或性能无法预期。

在历史上，曾采用光导管、光管或光传输导管进行光束整形或光重定向。实例包括用于显示器或正面投影电视的显示引擎技术，例如7,252,399和7,033,056号美国专利以及2006/0044833号美国专利申请中所披露的技术。2002年7月16日授予Wilks等人的6,420,708号美国专利披露了一种光谱分析仪，其包括用于向样本传输光、但并不用于对送至滤光片的反射光进行整形的矩形光管或晶体。

6,473,165、7,006,204和7,184,133号美国专利涉及自动化验证系统，在这些系统中，会对从一个光学干涉防伪特征上反射的在两个不同入射角的两个独立光束的反射进行测量和比较。披露了一种用于收集和会聚光的会聚式锥形光管。

本发明的一个目的是，通过提供一种包括有宽带光源和检测器阵列、用于现场取样测试装置的高性能的、牢固的、便携的、低功率的分光计，从而克服现有技术的缺点。

发明概述

相应地，本发明涉及一种便携式分光计设备，包括：

照射光源，用于将光引向样本；

锥形光管(TLP)，用于采集以第一焦比与所述样本相互作用的光，并用于以低于第一焦比的第二焦比传送光；

线性可变滤光片(LVF)，用于将所采集的光分离成成分波长信号的光谱；以及

检测器阵列，包括多个像素，所述多个像素中的每一个像素均被设置成接收多个成分波长信号之一的至少一部分，提供每一成分波长的功率读数；

其中TLP包括用于设置在样本附近的较小的第一端，与LVF相邻的较宽和较高的第二端，以及从第一端向第二端发散的用于将光进行混合并将其跨越LVF传播的侧壁。

附图简要说明