本发明专利技术提供了一种具有投影仪和光谱仪的系统，所述投影仪包括空间光调制器和投影元件，所述光谱仪包括探测器和与所述投影仪共用的空间光调制器，其中所述空间光调制器包括多个能够独立控制的单元，所述多个单元中的每个单元能够调整入射到其上的光的出射方向，所述空间光调制器、探测器和投影元件的相对位置被布置为能够使所述空间光调制器中的每一个单元处于第一状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述探测器上，处于第二状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述投影元件上。本发明专利技术还提供了一种包括上述系统的移动通讯装置。
【技术实现步骤摘要】
一种集成有投影仪和光谱仪的系统
本专利技术涉及光学设备领域，尤其涉及投影仪和光谱仪。
技术介绍
近年来，投影仪得到了较大的发展，其能够生成高质量的图像，且结构紧凑、重量轻，为大屏幕显示提供了良好的解决方案。尤其是基于DLP（DigitalLightProcessing，数字光处理）的投影仪获得了较大的成功，其能够避免使用液晶显示器投影仪所需的体积较大的偏振光学元件。基于DLP的投影仪的基本结构通常包括光源、DLP元件（例如数字微反射镜等）、投影元件等。为了显示彩色图像，投影仪中还通常具有色轮，当光源发出的白光通过色轮时便轮流产生红光、绿光和蓝光，并依次在DLP元件上形成应对颜色的图像，不同色图像的最终依靠人脑合成，形成彩色图像。投影仪在诸多领域都有广泛的应用，例如会议、演示、娱乐等。投影仪的体积也有逐渐微缩化的趋势，有些迷你投影仪甚至可以用于较小的便携装置中。例如目前开始流行一种集成有迷你投影仪的手机，这种手机中内嵌有相关软件，能够将视频、图像等投影到附近的屏幕上，这项功能对手机用户来说是很有吸引力的。光谱仪是一种在工业上和科学研究中广泛使用的定量检测装置，尤其是用在各种材料的检测和分析中，能够定量检测出材料的反射或透射性质随波长的变化，从而分析材料的化学性质。例如，一类基于数字微反射镜（DMD）的光谱仪是一种高效的检测装置，可采用Hadamard变换原理测量样品的光谱，能够获得较高的信噪比。例如美国专利US20080174777A文件揭露了一种基于DMD的光谱仪，来自待测样品的光被光收集装置收集后导向狭缝，从狭缝发出的光穿过准直透镜后到达作为色散元件的光栅，光栅将光束分成光谱。然后该光谱通过聚焦透镜被聚焦到DMD上，DMD对光谱信息进行Hadamard编码。探测器完成对该光谱的检测，然后通过Hadamard变换计算得到光谱信息。除了工业和科学研究领域，光谱仪在日常生活中也有很广泛的应用前景。例如用户可以利用光谱仪探测出包装中的食品的信息，比如用户可将光谱仪对准包装中的一片水果，从该水果反射回光谱仪的光在光谱仪内部的色散元件的作用下形成光谱，将该光谱与已知的且存储在光谱仪中的数据进行比对，即可确定该水果的成分信息，并根据该成分信息告知用户该水果是否足够成熟，是否适于食用或适于食用的时间。但是目前，光谱仪的光学部件还比较贵，很难再日常生活中广泛应用。随着电子技术的发展，制造业将更多的目光集中到如何将多种功能集成到一个装置中，甚至是例如手机等较小的便携装置，从而利用较小的成本实现更多的功能。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种集成有投影仪和光谱仪的系统，利用较小的成本即可实现投影仪和光谱仪的双重功能。另外，由于精巧的光学设计，可使投影仪和光谱仪共用一些重要的核心元件，从而可以使设计紧凑，系统体积减小。本专利技术提供了一种具有投影仪和光谱仪的系统，所述投影仪包括空间光调制器和投影元件，所述光谱仪包括探测器和与所述投影仪共用的空间光调制器，其中所述空间光调制器包括多个能够独立控制的单元，所述多个单元中的每个单元能够调整入射到其上的光的出射方向，所述空间光调制器、探测器和投影元件的相对位置被布置为能够使所述空间光调制器中的每一个单元处于第一状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述探测器上，处于第二状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述投影元件上。根据本专利技术提供的系统，所述投影仪和所述光谱仪还包括共用的光源，由于共用了体积较大的光源，可减小系统的体积，另外还可以降低成本。根据本专利技术提供的系统，还包括具有至少两个状态的光路切换装置，当所述光路切换装置处于第一状态时，光源发出的光经过光谱仪包括的分光单元后入射到所述空间光调制器上并被所述空间光调制器调制，由所述探测器接收调制后的光，从而使所述系统处于光谱分析模式；当所述光路切换装置处于第二状态时，光源发出的光入射到空间光调制器上并被所述空间光调制器调制，使所述系统处于投影模式。根据本专利技术提供的系统，其中当所述光路切换装置处于第一状态时，将所述光源发出的光导向第一光路，当所述光路切换装置处于第二状态时，将所述光源发出的光导向第二光路，其中所述光谱仪的分光单元位于第一光路中，当所述光路切换装置将所述光源发出的光导向第一光路时，所述光源发出的光入射到待测样品上，经待测样品反射后经过所述分光单元，然后入射到所述空间光调制器，当所述光路切换装置将所述光源发出的光导向第二光路时，所述光源发出的光入射到所述空间光调制器上，为所述空间光调制器提供照明功能。该系统结构紧凑，结构简单，无需精密的光学元件。根据本专利技术提供的系统，其中所述光谱仪的分光单元包括狭缝、色散元件、用于使从所述狭缝出射的光平行入射到色散元件上的准直元件和用于会聚所述色散元件产生的光的会聚元件。根据本专利技术提供的系统，其中所述分光单元还包括光线收集元件，用于收集待测样品反射的光，并使收集到的光入射到所述狭缝。根据本专利技术提供的系统，其中所述光路切换装置为位置可变的反射镜，通过控制反射镜与所述光源发出的光之间的角度而将所述光源发出的光导向第一光路或第二光路。根据本专利技术提供的系统，该系统还包括第一全内反射棱镜，其用于调整入射到其上的光的方向并使该光入射到所述空间光调制器上，并使得被空间光调制器调制后的光透射过所述第一全内反射棱镜入射到所述投影元件或探测器上。根据本专利技术提供的系统，该系统还包括第二全内反射棱镜，所述第一光路和第二光路之一中的光被导向至所述第二全内反射棱镜的全内反射面，并被所述第二全内反射棱镜的全内反射面反射至所述空间光调制器上，所述第一光路和第二光路中的另一个中的光透射过所述第二全内反射棱镜，然后入射至所述空间光调制器上。根据本专利技术提供的系统，其中所述光源还包括光束均化器，用于使所述光源发出的光均匀。根据本专利技术提供的系统，其中所述光源还包括色轮，所述色轮包括白色滤光片，当所述系统处于光谱分析模式时，色轮起作用的为所述白色滤光片。根据本专利技术提供的系统，其中所述第一光路和第二光路在所述空间光调制器之前重合。根据本专利技术提供的系统，其中在所述探测器与空间光调制器之间具有收集透镜。本专利技术还提供了一种包括上述系统的移动通讯装置。本专利技术提供的系统，结构紧凑、简单，无需精密的光学元件，利用较小的成本即可实现投影仪和光谱仪的双重功能。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1为根据本专利技术的一个实施例提供的系统工作在光谱仪模式的结构示意图；图2为根据本专利技术的一个实施例提供的系统工作在投影仪模式的结构示意图；图3为色轮的俯视示意图；图4为DMD的结构示意图；图5为微反射镜结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。实施例1本实施例提供了一种集成有投影仪和光谱仪的系统，其光路结构如图1和图2所示，其中图1中示出了该系统工作于光谱分析模式的状态，图2示出了该系统处于投影模式的状态，该系统可在这两种工作模式下切换。本实施例提供的集成有投影仪和光谱仪的系统包括下述部件。照明光源，用于提供照明光束，包括发光元件101、反射元件104、色轮2和光束均化单元3，该光束均化单元3包括光束均化器（例如可以为积分棒、微透镜阵列等）和聚光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有投影仪和光谱仪的系统，所述投影仪包括空间光调制器和投影元件，所述光谱仪包括探测器和与所述投影仪共用的空间光调制器，其中所述空间光调制器包括多个能够独立控制的单元，所述多个单元中的每个单元能够调整入射到其上的光的出射方向，所述空间光调制器、探测器和投影元件的相对位置被布置为能够使所述空间光调制器中的每一个单元处于第一状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述探测器上，处于第二状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述投影元件上。
【技术特征摘要】
1.一种具有投影仪和光谱仪的系统，其特征在于：所述投影仪包括空间光调制器和投影元件，所述光谱仪包括探测器和与所述投影仪共用的空间光调制器，其中所述空间光调制器包括多个能够独立控制的单元，所述多个单元中的每个单元能够调整入射到其上的光的出射方向，所述空间光调制器、探测器和投影元件的相对位置被布置为能够使所述空间光调制器中的每一个单元处于第一状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述探测器上，处于第二状态时，入射到其上的光被调制后入射到所述投影元件上。2.根据权利要求1所述的系统，所述投影仪和所述光谱仪还包括共用的光源。3.根据权利要求1所述的系统，还包括具有至少两个状态的光路切换装置，当所述光路切换装置处于第一状态时，光源发出的光经过光谱仪包括的分光单元后入射到所述空间光调制器上并被所述空间光调制器调制，由所述探测器接收调制后的光，从而使所述系统处于光谱分析模式；当所述光路切换装置处于第二状态时，光源发出的光入射到空间光调制器上并被所述空间光调制器调制，由所述投影元件接收调制后的光，使所述系统处于投影模式。4.根据权利要求3所述的系统，其中当所述光路切换装置处于第一状态时，将所述光源发出的光导向第一光路，当所述光路切换装置处于第二状态时，将所述光源发出的光导向第二光路，其中所述光谱仪的分光单元位于第一光路中，当所述光路切换装置将所述光源发出的光导向第一光路时，所述光源发出的光入射到待测样品上，经待测样品反射后经过所述分光单元，然后入射到所述空间光调制器，当所述光路切换装置将所述光源发出的光导向第二光路时，所述光源发出的光入射到所述空间光调制器上。5.根据权利要求3所述的系统，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，杜昭辉，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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