(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210356035.3 (22)申请日 2022.04.06 (71)申请人 杭州佰腾电子科技有限公司 地址 310022 浙江省杭州市下城区东方茂 商业中心 2幢6层A1 16室 (72)发明人 袁琨　王坚　李培杆　秦梦丹　 龚双虎　陈迅　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 杨小凡 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/25(2006.01) G01N 21/27(2006.01) (54)发明名称 一种双光路光谱仪及测色装置与校准方法 (57)摘要 本发明公开了一种双光路光谱仪及测色装 置与校准方法， 测色装置获取被测样品反射光和 测试光源反射光， 通过Y形光路单元分别输入光 谱仪的第一入射狭缝、 第二入射狭缝， 经透镜入 射到光栅， 光栅分光返回的衍射光斑， 再经透镜， 错位分布在入射狭缝侧的传感器光敏面上， 光敏 面上配合设置具有错位开口的光阑， 使得每个错 位开口处的光敏面只接收一个光路的光信号， 改 善了分光测色的短期重复性。 波长校准时， 通过Y 形光路单元分别获取校准光源的光信号， 根据光 谱仪的传感器将采集到的光信号的像元位置信 息， 通过四阶多项式对波长数据和像元位置信息 进行拟合， 调整像元与波长的对应关系， 从而对 波长进行校准， 改善 了分光测色的短期重复性。 权利要求书2页 说明书9页 附图13页 CN 114739905 A 2022.07.12 CN 114739905 A 1.一种双光路光谱仪， 包括入射狭缝、 透镜(1)、 光栅(5)、 传感器和光阑(7)， 其特征在 于： 所述入射狭缝包括第一入射狭缝(2)、 第二入射狭缝(3)， 两条光路分别通过第一入射狭 缝(2)、 第二入射狭缝(3)， 经透镜(1)入射到光栅(5)， 光栅(5)分光返回的衍射光斑， 再经透 镜(1)， 错位分布在入射狭缝侧的传感器光敏面上， 光敏面上配合设置具有错位开口(6)的 光阑(7)， 使得每 个错位开口(6)处的光敏面只接收一个光路的光信号。 2.根据权利要求1所述的一种双光路光谱仪， 其特征在于： 所述传感器的光敏面， 接收 单个光路光信号的宽度dl对应的波长范围为dλ＝730 ‑370nm， 根据光谱仪的色散率dλ/dl＝ 56.25±10％nm/m m， 设置光阑(7)的错 位开口(6)宽度为dl。 3.根据权利要求2所述的一种双光路光谱仪， 其特 征在于： 所述dl ＝6.4mm。 4.根据权利要求1所述的一种双光路光谱仪， 其特征在于所述光阑(7)的错位开口(6) 有两个， 分别对应光阑(7)分光返回的两条衍射光斑， 两个错位开口(6)为横向排布、 上下错 位且相互平行 的矩形开口， 横向排布的矩形开口与第一、 第二入射狭缝的连线所构成的锐 角， 在±30度以内。 5.根据权利要求1所述的一种双光路光谱仪， 其特征在于： 所述入射狭缝设有370nm长 波通滤光片(9)， 用于消除二级衍射光对采集的指定波 段波长小于370nm的光信号进入光谱 仪所产生的影响。 6.根据权利要求1所述的一种双光路光谱仪， 其特征在于： 所述传感器为线阵传感器 (8)， 通过光阑(7)的错位开口(6)， 线阵传感器(8)光敏面的单个像元只接收一个光路的光 信号。 7.根据权利要求1所述的一种双光路光谱仪， 其特征在于： 为所述光栅(5)设置杂散光 消除单元， 杂散光消除单 元为一组波形光锥(4)， 波形光锥(4)向光 栅侧倾斜。 8.基于权利要求1所述的双光路光谱仪的测色装置， 包括光信号获取单元， 其特征在 于： 所述光信号获取单元， 分别通过两个Y形光路单元， 与双光路光谱仪连接， Y形光路单元 包括两个输入端和一个输出端， 其中第一Y形光路单元的输入端与光信号 获取单元连接， 用 于获取被测样品反射光， 另一个输入端与校准光源(11)连接， 输出端与第一入射狭缝(2)的 入射口连接； 第二Y形光路单元的输入端与光信号获取单元连接， 用于获取测试光源反射 光， 另一个输入端与校准光源(11)连接， 输出端与第二入射狭缝(3)的入射口连接， 校准光 源(11)用于装置的标定和 测试。 9.一种根据权利要求8所述的双光路光谱仪的测色装置的波长校准方法， 其特征在于 包括如下步骤： 步骤S1： 通过两个Y形光路单 元， 分别获取 校准光源(11)的光信号； 步骤S2： 传感器采集校准 光源(11)的光信号； 步骤S3： 获取传感器上采集到光信号的像元位置信息； 步骤S4： 通过四阶多项式对波长数据和像元位置信息进行拟合， 调整像元与波长的对 应关系， 从而对波长进行 校准， 四阶多 项式如下： y＝C4x4+C3x3+C2x2+C1x+C0                       (5) y表示波长数据， x表示波长对应的像元位置信息， 通过计算出的系数C4、 C3、 C2、 C1、 C0， 即 得到波长和像元位置的关系。 10.根据权利要求9所述的双光路光谱仪的测色装置的波长校准方法， 其特征在于： 像权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114739905 A 2元是传感器的感光单元， 若干个感光单元排列 组成传感器的感光面， 按排列的位置进行编 号形成像元序列号， 以接收到光信号的像元序列号表示像元位置信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114739905 A 3