專利名稱：分光光度計和方法
技術領域：
本發明涉及對顏色的測量，且明確地說，涉及通過將光波長轉換為對應的數字數據表示來進行對顏色的分光光度檢測和評估。
背景技術：
光譜上寬頻帶的儀器(如密度計和大多數色度計)提供多種有用應用，但其的有用性局限于專用輸出或較小的輸出集合。當僅需要測量RGB密度時，密度計將提供直接且方便的結果，而無需任何形式的中間數據。同樣，如果僅需要一樣本或一組樣本的CIELab 值，或者也許需要那些樣本的XYZ三色刺激值，那么便宜的色度計可提供那些結果。這些裝置利用正被測量的顏色的凈光譜含量，且固有地將信息減少到僅幾個(通常為三個)值。當僅需要那三個值時，這些裝置已起到其用途。
相比之下，光譜測定裝置(例如，分光光度計和分光輻射譜儀)以相反的極端遞送數據。光譜測定裝置不是僅以一個度量提供具體最終結果，而是提供對樣本的顏色的最基本測量，即其光譜含量。光譜信息一旦被收集和記錄便可用于計算幾乎所有其它用于量化顏色的度量，包含解析密度和色度單位，例如XYZ、CIELuv以及其它。然而，應注意，連同光譜測量一起可能需要其它數據(例如與著色劑有關的數據)，以便執行必要的計算。除了收集光譜數據的多用性優點以外，還存在具有表征光譜現象(例如位變異構和熒光)的能力的額外優點。
常規的分光光度計使用光源、檢測器和用于使從樣本反射或透射經過樣本的光分散或衍射從而允許光譜分量被檢測和量化的裝置。通常使用的組件包含棱鏡和衍射光柵。 使光源分散成其光譜分量且接著測量所述光從樣本反射或透射經過樣本的量的儀器被稱為單色儀。
棱鏡通常由透明材料(例如玻璃或塑料)制成，且使光分散成其光譜分量。制成棱鏡的材料的折射率與空氣的折射率不同。當光從一種材料傳遞到另一種材料中時，光被折射，也就是說，光的方向改變了視兩種材料的折射率之間的差異而定的量。另外，折射角度隨波長而變，因此組成所述光的光譜分量在空間上是分散的。可使單個傳感器在此空間分散上平移以測量每一光譜分量的量，或可安置固定的線性傳感器以同時測量所有光譜分量。
與棱鏡一樣，衍射光柵也使光分散成其光譜分量，但機制有很大不同。衍射光柵是反射或透射元件，其由材料表面上的一系列精細、平行、等距間隔的狹縫或劃線(凹槽)組成。當光經過此元件時，由弗朗荷費衍射(Fraimhofer diffraction)產生圖案。光柵優于棱鏡的優點是其提供的高分辨能力。
當由單個波長組成的光(S卩，單色光)經過衍射光柵時，可使用對所得衍射圖案的分析以及對劃線之間的間距的認知來確定所述光的波長。如果光由兩個不同波長組成，那么將形成兩個圖案，且可隨后確定兩個單獨波長。如果白光經過衍射光柵，那么每一波長將在不同方向(由光柵等式界定)上發送，且圖案將表現為光譜。可以受劃線的間距限制的光譜分辨率來確定每一波長的能量的量。此間距被稱為光柵間距(d)。此間距越窄，光譜的擴展范圍越寬。
通過用金剛石尖點在平面玻璃表面上(以產生透射光柵)或在經拋光的金屬鏡面上(以產生反射光柵)劃精細的凹槽來制造高質量衍射光柵。所述凹槽使光散射，且有效地為不透明的，而表面的未受干擾部分有規律地透射或反射光且充當狹縫。良好衍射光柵的最基本要求是線必須在光柵的整個表面上盡可能等距間隔，所述表面的寬度可至多達 25cm。在已劃出每一凹槽之后，金剛石尖點必須抬起且移動到下一凹槽的位置，且幾乎沒有劃線機能滿足此困難的要求。因此，高質量的劃線衍射光柵可能相當昂貴。已開發了光刻技術，其允許根據全息干涉圖案產生光柵。全息光柵具有正弦形凹槽，且因此不如劃線光柵高效，盡管其的制造成本低得多。
可用于使光分散成其光譜分量的第三種類型的裝置是法布里-珀羅 (Fabry-Perot)干涉儀或標準器。精確地說，前一個術語涉及使用兩個平行的高度反射鏡的裝置，而后者是上面已沉積有兩個反射表面的透明板，但所述兩個術語常被同義使用。所述裝置以查爾斯·法布里(Charles Fabry)和阿爾弗雷德·珀羅(Alfred Perot)命名。標準器來自法語etalon，表示“量規”或“標準”。
一般來說，干涉測量法是使兩個或兩個以上輸入波疊加或干涉以產生隨后可用于獲得關于所述輸入波之間的差異的信息的不同輸出波的科學。這是基于與同一相位重合的兩個波將彼此相加、而具有相反相位的兩個波在所述兩個波具有同一振幅時將彼此抵消的原理。標準器的不同的透射功能由光在兩個反射表面之間的多次反射之間的干涉引起。當所透射的波同相時，發生相長干涉，從而導致高透射。當所透射的波異相時，發生相消干涉， 從而導致低透射。經多次反射的波是否同相取決于光的波長(λ)、光行進穿過標準器的角度(Θ)、標準器的厚度(1)以及材料在反射表面之間的折射率(η)。
對于每一最大值(m)，光的波長與其在標準器內部行進的角度之間的關系由以下等式給出
2nlcos θ = mA發明內容
小型楔形標準器安裝在線性傳感器頂部，來自所述傳感器的個別照相排 (photoset)的信號用于確定每一波長下的能量的相對量。傳感器上的照相排之間的距離與楔形標準器的總長度和光譜范圍的關系將決定此光譜傳感器可遞送的光譜分辨率(波長間隔)。對于400nm到700nm的范圍及128像素傳感器，此分辨率約為3nm。
例如此傳感器的光譜傳感器連同足夠的白光源和經適當配置的光學路徑，可用于構造成本低、速度高、緊湊的分光光度計。高速度歸功于來自光源的單一白光曝光，以及用單次采集來捕捉所有光譜數據。緊湊大小歸功于光譜傳感器的對應較小大小和光學路徑要求。通過使用便宜的材料(包含可以低成本批量制造的小型楔形標準器)來實現低成本。
光源的主要要求是必須能夠以光譜的可見部分中的所有波長發射幾乎相等能量的輸出。必須考慮的其它特性包含功率消耗、熱量產生、關于紫外線輻射的安全顧慮、輸出的一致性以及壽命。
雖然商業分光光度計中通常使用鎢-鹵素源，但其在可見光譜的低于約450nm的藍光部分中往往缺乏能量。其往往還產生相當大量的紅外線能量，其需要使用頂吸收或阻擋光學器件來避免使傳感器飽和。鎢鹵素源的光對熱量效率僅為約20%，且通常必須用冷卻和通風系統來處理所得熱量。
對鎢-鹵素源的替代方案是氙弧燈。這些源在從200nm到2000nm的范圍內產生較寬能量輸出，其包含紫外線和紅外線。這些源需要高電壓，且難以小型化。氙源的光譜輸出或光譜能量分布并不像鎢源和其它黑體輻射器的光譜輸出或光譜能量分布那樣完全光滑， 而是往往在整個可見光譜上展現出許多尖峰，且這些隔離的能量尖峰可能是目前的難題。
正在顏色測量裝置中得以普及的另一光源是發光二極管或LED。LED是在有電流施加到其時發射一頻帶的光(被稱為電致發光的效應)的半導體裝置。所發射的光的顏色取決于所使用的半導電材料的成分，且可貫穿光譜的可見部分以及紅外線和近紫外線。LED 的光譜的范圍從相當窄到十分寬。已通過在單個LED中組合兩種或兩種以上半導體材料來產生白光LED。這些LED中的大多數由發射藍光和黃光的材料組成。雖然這些LED所發射的光大部分是白光，但其通常具有明顯的偏差，即要么非常冷(淺藍色)要么非常暖(紅黃色)。LED的一些優點是其效率、低功率消耗、排除不需要的波長(例如紅外線)的能力以及其較長的穩定壽命。
許多種LED可用，其具有覆蓋大部分可見光譜的不同光譜功率分布，但光譜的少數區域缺乏LED的覆蓋。最缺乏LED的覆蓋的區域是以約420nm、485nm、580nm和680nm為中心的頻帶。假如覆蓋光譜的整個可見區域的個別LED被同時全部接通，且假如所得光被混合或整合，那么混合物將由可用于出于顏色測量的目的而照明反射性樣本的白光組成。
對混合來自所有LED的光的一個替代方案是個別地點亮每一 LED，且取得對應于所述個別LED中的每一者的一個讀數。此方法對于具有若干LED的裝置來說是不切實際的， 因為測量時間變得非常長。


可參考附圖最好地描述本發明，其中
圖1是展示選定發熒光材料的發射光譜的圖。
圖2是標準磷光體的發射光譜的圖。
圖3是根據本發明的教示而構造的分光光度計的一部分的簡化分解圖。
圖4是圖3的分光光度計的對描述各個部分的空間關系有用的部分的橫截面圖。
圖5是對描述本發明的系統中的脈沖寬度調制的操作有用的邏輯流程圖。
圖6是在本發明的系統中所使用的脈沖寬度調制的描述中有用的功能框圖。
圖7是說明脈沖寬度調制在多LED系統中的使用的功能框圖。
圖8是呈圓柱形透鏡形式的光路徑幾何轉換器的圖解。
圖9是呈光纖光透射裝置形式的光路徑幾何轉換器的圖解。
圖10是并入在本發明中的光譜傳感器組合件的示意性圖解。
圖11是圖10的準直面板中的光纖陣列或毛細管陣列的替代圖案的圖解。
圖12是對描述本發明中所使用的面板的準直有用的與玻璃襯底接觸的圖10和圖 11的準直面板E的部分橫截面圖。
圖13是干涉濾光片楔形涂層的示意性圖解。
圖14是線性光電檢測器陣列的示意性表示。
圖15是光電檢測器陣列中的光電檢測器位點的替代布置的示意性表示。
圖16是展示126像素陣列的實際尺寸的線性光電檢測器陣列的示意性表示。
圖17是根據本發明的教示而構造的分光光度計的一個實施例的示意性表示的分解圖。
圖18是根據本發明的教示而構造的分光光度計的另一實施例的示意性表示的分解圖。
具體實施方式
為了建造將LED用作光源且一次激活所有LED的顏色測量裝置，應對LED作選擇， 使得所得光混合物在可見光譜中的所有波長下具有幾乎相等的能量。為了實現此效果，需要填充先前提及的光譜間隙。否則，在具有大量缺失能量的情況下，混合物的光譜將十分不平，從而潛在地損害裝置的準確性。盡管覆蓋這些光譜范圍的LED不可用，但可與LED組合以提供額外能量的發熒光材料可用。
熒光是一種形式的冷光，或冷體輻射。當材料的分子對光子的吸收觸發具有(通常)較長波長的另一光子的發射時，發生熒光。通常，所吸收的光子的波長處于紫外線到藍光范圍內，且所發射的光子的波長可落在可見光譜中的幾乎任何較長波長，這取決于熒光材料的分子特性。呈粉末形式的材料可與可用于代替LED透鏡的光學上透明的環氧樹脂混合，或涂覆到可放置在從LED發射的光的光路徑中的透明表面上。如果未經涂覆的LED發射具有適當波長的輻射，那么當被涂覆時，所得光譜功率分布將由減少量的具有原始波長的輻射以及具有與發熒光材料相關聯的較長波長的可見光組成。圖1中展示若干商業上可購得的發熒光材料的發射光譜。
將LED和發熒光材料用作顏色測量裝置(例如分光光度計)中的光源提供優于其它類型的光源的若干優點。首先，包括LED的源在光輸出量對所消耗的功率量方面具有非常高的效率。舉例來說，可制作使用LED和發熒光材料的分光光度計，其在約3. 5V下消耗少于180mA，這允許儀器依靠常見膝上型計算機的USB端口供電。這種類型的源所提供的另一優點是其壽命較長，且其應永不需要更換。另一優點是所述源可經配置以使得不存在不需要的紅外線輻射，且不會產生任何顯著熱量，因此不需要昂貴的子系統來補償不需要的能量°
使用多種LED作為光源的分光光度計可提供用常規光源無法實現的新特征。當源中的LED中的至少一者為發射紫外線輻射的類型時，分光光度計可用于測試其它材料(例如印刷媒介和著色劑)中的熒光條件。包含噴墨、電子照相、染料升華和常規的鹵化銀印刷在內的成像工藝中所使用的媒介均可包含特殊的增白劑，其被稱為熒光增白劑(FWA)或光學增亮劑(OBA)。所述試劑用于通過向正常反射的光的混合物添加一些由紫外線輻射的熒光導致的光來增加媒介的亮度(L*)。這在成像中可能非常有用，但其也可能通過向媒介的光譜反射率添加尖峰而打亂顏色測量。使用缺乏紫外線到藍光光譜含量的光源的分光光度計不能夠檢測這些尖峰。
除FWA和OBS之外，包含噴墨印刷中所使用的墨、照相術和染料升華印刷中所使用的染料以及電子照相術中所使用的調色劑的一些成像著色劑可能展現出熒光。這又可能導致不需要的色移，且有可能導致發光體位變異構的不合需要的現象。紫外線LED使得有可能在具有UV和不具有UV的情況下測試樣本，以便能測試熒光的存在。
除了使用LED作為光源之外，還通過使用脈沖寬度調制(PWM)控制個別LED的通電以控制LED亮度。本發明的系統使用LED并非作為主要照明源，而是替代地提供驅動多個熒光磷光體層所需的光能，所述多個熒光磷光體層沉積在LED透鏡上或切入漫射體軸環 (diffuser collar)中的LED腔室的內部上，或以其它方式沉積在來自LED的照明路徑中； 此被稱為“電子熒光”照明。LED本身主要是藍光、紫光和紫外光；所述LED產生超過IOOmW 的UV能量以激勵磷光體層。在選來用于說明的實施例中，八個LED中的每一者經由其自己的PWM電路而驅動，PWM電路可將每一 LED驅動到多達50mA。通過調節PWM脈沖頻率，我們可每一者獨立地增加或減小LED的任一組合的亮度。八個放大晶體管(每個LED —個)用于驅動LED且減少低頻閃爍。
此配置允許在固件中預設多個亮度等級，且在單個白點校準周期期間對每一者進行校準。對于較暗的樣本，選擇較高的亮度等級；對于較亮的樣本，選擇較低的亮度等級 (基于用放在關鍵地方的光電二極管來測量的總反射光能)。選擇最接近于最佳值的亮度等級，且相應地調節取樣間隔。
已使用熒光磷光體涂層來更改UV和藍光LED的光能輸出。制造商通過將黃熒光磷光體應用于藍光LED來產生“白光”LED ；黃磷光體發出480nm與720nm之間的熒光，且當與來自LED的藍光(具有460nm的峰值波長)組合時，結果是淺藍色的白光。
圖1和圖2展示各種商業上可購得的磷光體的發射光譜；圖1是展示各種離散磷光體的圖，而圖2的圖展示通常被應用于460nm藍光LED以產生“白”光的標準“黃”磷光體。這些發射光譜圖展示較短波長的UV和藍光能量被磷光體分子吸收，且較長波長的光能被發射。通過調整磷光體的化學性質，可更改占優勢的再發射波長。但在所有情況下，較短波長的能量被吸收，且較長波長的能量被發射。磷光體系列(上文在圖1和圖2中所示) 與UV和從約400nm到470nm的藍光LED兩者良好地合作；已發現較長波長的磷光體中的一些(例如桔黃光和紅光)與在460nm到470nm范圍內的藍光LED (其比UV LED便宜)較好地合作。
商業上可購得的UV系列磷光體僅與UV LED合作，而一些磷光體針對在360nm到 390nm范圍內的UV-C能量而優化，且超過約395nm不會良好地執行。而且，通過改變磷光體涂層的密度，可控制“穿通”磷光體層的原始LED光的量。在白光LED的情況下，較高密度的磷光體層將吸收較多的原始藍光，從而類似于白熾燈泡而產生較暖的淡黃色白光。同理， 較薄的磷光體層將允許較多藍光通過，且將類似于濾除藍光的填充有氙氣的鎢-鹵素汽車前燈而產生淡藍色白光。
我們已發現通過將常規的高效率UV和藍光LED與特定熒光磷光體組合，將允許實現非常接近標準CIE D65日光發光體，其具有多于足夠的藍光/紫紅光/紫光能量以補償此重要區域中我們的光電二極管陣列的降低的響應率。此外，不同于脈沖氙閃光燈(xenon strobe)或填充有氙氣的鎢-鹵素燈，我們的電子熒光發光體不產生外來UV能量且幾乎沒有紅外線。由此，我們用非常低的功能要求實現高效率。
參看圖3，展示根據本發明的教示而構造的分光光度計的簡化分解圖。印刷電路板 10支撐對檢測和測量光能所產生的信號進行信號處理所需的組件。將多個LED 11緊固到 PCB，且所述多個LED 11從PCB延伸到漫射體軸環15中所提供的腔12中。從定位在漫射體軸環15中的腔12中的LED發出的光能向下引導穿過孔徑圓錐18，到達待測量反射特性的標本上。透鏡固持器20支撐透鏡21和基底漫射體23。所反射的光穿過漫射體軸環中的開口 25，且穿過待檢測的透鏡21和基底漫射體23，并以待描述的方式產生信號。
圖4是在描述各個部分的相互關系時有用的圖3中所示的經組裝組件的橫截面圖。LED 11如從孔徑圓錐18中所提供的孔徑31出來的箭頭30所示引導光。漫射體軸環 15除為相應的LED提供腔12之外還使從相應的LED發出的光漫射。如穿過光學器件腔室 34、透鏡21和基底漫射體23的箭頭32所示引導所反射的光。此光以待描述的方式被引導穿過可調濾光片(trim filter)到達光電檢測器上。LED 11以圓形陣列布置，且由并入有待描述的脈沖寬度調制的可調節功率應用技術個別地通電。LED中的每一者具備可涂覆在 LED透鏡上的對個別LED中的每一者來說是唯一的磷光體，其被用作腔12內的涂層，或以其它方式經定位以攔截來自相應LED的輻射，并產生由與個別LED—起使用的特定磷光體決定的通常較長的波長。
電子熒光照明的另一重要優點是控制UV能量輸出的能力，從而允許測試墨和媒介涂層中的熒光。墨，尤其是基于顏料的墨，可能含有產生非既定熒光的化合物；這些化合物可吸收自然發生的UV能量(例如，日光)，且在可見光譜的其它地方再發射較長波長的能量。此現象可對位變異構和顏色恒定性造成嚴重的問題。如今的商業印刷產業中所使用的幾乎所有分光光度計均使用單個照明源，其產生UV能量或不產生UV能量；然而，通過將至少一個“無磷光體”的395nm高能量(30mW)UV LED添加到光陣列，可調節測量周期期間所產生的UV能量的量，從而產生可用于測量墨中或媒介增白劑或表面涂層中的熒光的影響的可變數字UV濾光片。可多次測量單個樣本的光譜反射率，每次將UV-C能量(350nm到 400nm)的等級從零改變為至多達100的任一百分比；接著可繪制供用戶使用的結果以進行分析，或將數據并入到顏色曲線中，在顏色曲線中，所述數據可用于補償現實照明和觀看條件。
數字脈沖寬度調制(PWM)是調制電源的工作周期以控制提供給負載(例如發光二極管(LED)、發光聚合物或類似所述化合物或具有瞬時接通或幾乎瞬時接通能力的其它類似類型的固態發光裝置)的功率的量的方法。通過控制提供給LED或類似所述裝置的功率，可以合理程度的精度來控制裝置的視亮度或輸出強度(所發射的總光子能量)。由此， 遞送到發光裝置的平均功率直接與PWM輸出的經調制的工作周期成比例。
為了防止LED或類似所述裝置明顯地閃爍，應將脈沖的頻率設置為適度高的值， 所述值足以實現無閃爍或幾乎無閃爍的操作。選定頻率界定每一時間間隔(例如每秒)PWM 電路將產生的脈沖的數目。接著將工作周期定義為相對于每一時間間隔的脈沖數目的每一脈沖的寬度。舉例來說，每秒一萬個脈沖(IOKHz)的頻率允許100微秒(μ s)的最大脈沖寬度。因此，IOKHz脈沖頻率下的10 μ s脈沖表示10%的工作周期，而具有同一脈沖頻率的 50 μ s脈沖將表示50%的工作周期。
對于受微處理器控制的數字PWM，脈沖寬度周期值表示用于PWM比較器的參考值。 高分辨率定時器/計數器用于控制脈沖產生。當計數器值超過比較器參考值時，PWM輸出切換狀態；在脈沖周期的結尾處，計數器復位。定時器/計數器的分辨率連同微處理器的所要脈沖頻率和時鐘速度界定脈沖寬度可以之變化的精度。舉例來說，由IMHz時鐘驅動的16 位定時器/計數器在大約66毫秒(ms)內從0遞增到65535 ；因此，每一計數等于約1 μ s間隔。
對于上文所界定的脈沖頻率，這將允許每一脈沖的寬度以等于非常接近于的增量被界定為從0到100%工作周期。對于IOMHz時鐘，脈沖頻率可以同一脈沖寬度控制精度增加到ΙΟΟΚΗζ，或以0. 的脈沖寬度遞增分辨率保持在ΙΟΚΗζ。在前一種情況下，脈沖周期為100 μ s，且脈沖寬度為在0與100之間的值；而在后一種情況下，脈沖周期為10 μ s， 且范圍為0到10。
當計數器值遞增超過參考值時，PWM輸出將狀態從高(接通)改變為低(斷開)； 然而，所述電路可類似地經設計以在參考值被超過時從低(斷開)切換到高(接通)，而不改變電路的基本功能性。同樣，可使用若干PWM方法，其結果類似脈沖的中心點可固定，且脈沖的兩個邊緣移動以隨脈沖的寬度而擴大或壓縮；脈沖的前沿可固定，且后沿移動以改變脈沖寬度；或者脈沖的后沿可固定，且前沿移動以改變脈沖寬度。在所有情況下，均實現相同的經調制工作周期。
圖5展示用于控制PWM脈沖產生的兩個定時器/計數器。第一定時器1控制脈沖周期，其又界定每時間間隔的脈沖數目，或脈沖頻率。當此定時器/計數器遞增超過脈沖周期值時，定時器1和定時器2兩者均復位，且PWM輸出被設置為高(接通)。定時器2控制脈沖寬度；當此定時器/計數器遞增超過脈沖寬度(參考)值時，PWM輸出被設置為低(斷開)且保持為低，直到兩個定時器/計數器均復位為止。
對于受微處理器控制的數字PWM，PWM輸出可為微處理器的輸出引腳，其可能不具有足夠的功率來直接驅動發光裝置，例如LED或類似所述裝置。在所述情況下，可使用額外電路，從而允許PWM輸出控制功率高比其原本可能能夠直接驅動的功率的裝置。參看圖6， 展示對描述并入在本發明中的脈沖寬度調制的操作有用的功能框圖。PWM輸出35通過高速晶體管切換電路36施加到對應的發光裝置38。當脈沖寬度調制器35可能不具有足夠的功率來使LED適當地通電時，外部電源37供應足夠的功率以驅動LED 38。
當使用多個發光裝置(例如上文所述的LED陣列)時，可使用多個PWM電路或者一個或一個以上多通道PWM來允許獨立控制個別裝置，或裝置的群集或群組。類似地，在使用多個窄帶發光裝置(例如各種顏色的LED、有機LED或發光聚合物的組合)來產生寬光譜輸出的情形下，可使用多個PWM或者一個或一個以上多通道PWM來控制每一顏色源的亮度或強度以實現經組合的寬光譜輸出的最佳顏色混合，且控制經組合輸出的總體亮度而不改變合成顏色。參看圖7，展示簡化功能框圖，其中外部電源40通過多個高速晶體管切換電路 42,43和44將功率提供到相應的發光裝置45、46和47。分別通過脈沖寬度通道50、51和 52的對應的調制器通道來控制電源40對相應LED的施加。脈沖寬度調制技術是眾所周知的，且用于實施所得信號的調制和利用的電路是常見電路設計技術。特定調制技術并不形成本發明的一部分；然而，實施PWM來使選定LED通電且控制施加到相應LED的功率是脈沖調制對分光光度測定法的新穎應用。
因為大多數發光裝置均受溫度影響(因為裝置的光輸出的亮度或強度通常與周圍溫度成反比)，所以溫度傳感器與PWM電路一起使用以補償裝置的正常操作范圍內的溫度變化。溫度傳感器可定位在任何便利的位置以感測對應的周圍溫度。舉例來說，如果脈沖寬度的每一遞增增加經校準以產生的亮度增加，且如果溫度的每1°C增加產生0. 5% 的裝置亮度減小，那么6°C的溫度增加(導致亮度減小3% )可由PWM脈沖輸出的寬度的三個增量增加抵消。使用PWN電路將在較寬范圍的操作溫度上提供更穩定等級的亮度。
再次參看圖3和圖4，進入光學器件腔室34的光經過光路徑幾何轉換器或集光器， 其經設計以引導并使進入分光計的圓形輸入孔徑31的光聚集到與光譜傳感器的表面積一致的較窄線路。可使用兩種技術來使光束成形第一種技術利用直徑近似于光譜傳感器的長度的圓柱形透鏡，例如圖8中所示。通過將傳感器剛好定位在超出透鏡的焦點處，圓柱形透鏡60將使光聚焦(彎曲)在僅一個軸上，使得入射在透鏡上的光將形成長度近似于透鏡的直徑且寬度可等于光譜傳感器61的寬度的線路。
參看圖9，第二種技術是使用光纖幾何轉換器65，其由以下材料制成裝配到夾具中且以環氧樹脂或其它構件緊固到適當位置中的塑料或類似的柔性(有套或無套)光纖絞合線；或者經熔合以形成其中一端66 (輸入端)的長度和寬度大致相等(從而形成大體上圓形、正方形、六邊形或類似所述幾何形狀)而輸出端67的長度和寬度近似于光譜傳感器 61的長度和寬度的形狀的光學級玻璃纖維。輸入和輸出端兩者均應具有大致相等的面積， 使得面積近似為2. Ix 9. 5mm或20mm2的輸出端將具有大致相等面積的輸入端，所述輸入端可為每條邊近似為4. 5mm的正方形，或具有5mm的近似直徑的圓形。纖維本身應具有中等值的數值孔徑(NA)以允許充足的光透射，且應將光容納在纖維芯內以防止彎曲點處的顯著光損失。可以相對較小的比率將額外吸收(EMA)材料(例如深色玻璃)添加到由熔融光學級玻璃制成的轉換器以改進對比度，但EMA材料的添加或去除、NA值的差異或原始纖維材料(假定其與所描述的基礎設計的差異并不顯著)的選擇將不會顯著改變用于此應用的轉換器導管的基本功能。
圓柱形透鏡與光纖轉換器導管之間的選擇是聚光能力與孔徑大小之間的選擇；兩者均充當光學幾何轉換器。然而，圓柱形透鏡配置允許最大程度的聚光，因為透鏡直徑(且因此輸入孔徑)必須大致等于光譜傳感器的長度。在此情況下，透鏡很大程度上充當集光器，將原本會落到光譜傳感器的有效面積外面的光引導到傳感器面上；從而使從比實際有效傳感器面積大若干倍的面積收集的光集中。對于光纖導管方法，輸入孔徑直徑較小，因為光纖轉換器導管的輸入和輸出兩者大致相等。此方法降低了光學器件的總聚光能力，但允許較小的取樣面積，且使得與光纖電纜和圖像導管的直接介接更容易。
關于與光纖電纜和光學圖像導管(前者通常由柔性塑料纖維制成且主要用于可見光的傳輸，且后者通常由適合于可見光和近紅外線傳輸兩者的光學級玻璃纖維制成)介接，光纖幾何轉換器的輸入端可延伸某一距離(視所使用的材料而定)，使得分光計模塊無需非常接近于取樣區。當在惡劣環境中進行取樣時或在取樣區附近的空間限于分光計本身無法配合可用尺寸的點時，此做法可能有用。
如果將塑料纖維用于幾何轉換器，那么所述纖維本身可延伸出來超過分光計孔徑開口，在所述開口處，纖維可被捆扎和加套以形成長度可為若干厘米到若干米的柔性電纜。 如果使用玻璃纖維，那么光纖束可延伸超過分光計孔徑某一距離作為玻璃導管，在該處，光纖束可與柔性光纖電纜連接或定位在取樣區上。在此情況下，玻璃導管將形成適合與分光計模塊外部的額外光學組件介接的光學“噴口”(snout)。
并入在本發明中的光譜傳感器充當將多色或“白，，光轉換成其組成光譜的“數字棱鏡”，所述組成光譜可包含具有介于350nm與750nm之間的波長的可見光譜(VIS)白光、 介于750nm與1500nm之間的近紅外線(NIR)光、1500nm以上波長的遠紅外線(IR)以及 350nm以下波長的紫外線(UV)光。光譜傳感器組合件并入有三個主要子組件1.對光敏感的光電檢測器位點陣列，其可包含光電二極管、光電晶體管或其它類似所述光檢測電路， 其與所關注的波長區域一致，且由布置成線性陣列或布置成大致矩形群組的多個光電位點組成，其中光電位點的行組成長軸，且列組成短軸；2.楔形標準器或干涉濾光片楔形物，其由以此方式施加的多個帶通濾光片涂層形成，使得復合干涉涂層厚度從邊緣到邊緣變化， 以沿光電檢測器陣列的長軸以亞微米級形成類似楔形的形狀，且其中每一通帶的中心波長 (CffL)隨涂層厚度而變，使得在任一給定點處透射經過濾光片的峰值波長均將在濾光片涂層楔形物的方向(其為傳感器的長軸的方向)上以大致線性方式變化；以及3.準直面板， 其包括光學上透明的塑料或玻璃光纖元件的陣列，其在5微米到100微米直徑的級上、具有類似的中心到中心間距，且具有與某一比率的額外吸收(EMA)材料組合的低數值孔徑，或類似地光吸收材料(例如EMA型材料)的單片板，其中在5微米到100微米直徑的級上且具有類似的中心到中心間距的孔或毛細管陣列已被蝕刻、鉆孔或以其它方式切割到光吸收板，且其中光纖或毛細管陣列設計的面板的用途是使入射在干涉濾光片涂層上的光準直， 以便排斥相對于涂層的平面具有大于20°的入射角的光，且形成具有20°或更小的半角且具有足以向上覆于光電檢測器陣列上的涂層的整個面積提供大體上均勻等級的照明的重疊面積的一系列重疊出射圓錐。參看圖10，展示并入在本發明中的光譜傳感器組合件的示意性圖解。所述組合件說明層A到層E，其中可如下描述相應的層
A.光電檢測器陣列，其包含光電檢測器位點和輔助支持電路。
B.玻璃襯底，其用于出于制造光電檢測器陣列的目的而支撐干涉濾光片楔形涂層。此部分是任選的涂層可直接施加到陣列，但當前的制造方法不允許這樣做。此層可至多達1000微米厚，且最佳為500微米厚。
C.干涉濾光片楔形涂層，或可變帶通涂層。所述涂層(其非常薄且并非自支撐的) 必須施加到支撐玻璃襯底，通常為高質量光學級玻璃。
D.玻璃分離層，其應與上文的“B”具有相同類型且具有相同或非常類似的折射率。此玻璃層還可用于支撐干涉濾光片楔形涂層，但其主要用途是允許形成由準直面板產生的重疊出射圓錐。此層的厚度視準直面板的幾何特征(數值孔徑、纖維或毛細管直徑、中心到中心間距、合并圓錐半角等)而定。
E.準直面板，其保證入射在干涉濾光片楔形涂層上的光局限于20°或更小的入射角，且所述涂層在涂層上覆于光電檢測器位點上的所有面積中被大致均勻地照明。如果使用光纖元件來形成面板，那么對于大多數應用來說，所述面板應為至少500微米，且最佳地厚度介于1000微米與2000微米之間；用于典型的VIS或NIR應用的纖維芯的直徑將在 40微米到45微米的范圍內，每纖維具有厚度為2微米的包層以及4微米到5微米的EMA套，因為大約為55微米的總體中心到中心間距將得出60%到70%的開口面積比(OAR)且具有 0.2的數值孔徑(NA)，從而得出在空氣中大約為11. 5°的出射圓錐半角。類似配置的毛細管陣列板將為500微米厚，且可得出介于0. 1與0. 15之間的NA值，其中OAR大約為45%到 50%。在任一情況下，纖維元件或毛細管陣列均可以矩形或六邊形結構布置。
參看圖11，其為如圖所示并入在圖I0中的準直面板上的光纖陣列或毛細管陣列的替代圖案的圖解。圖12表示圖10和圖11的準直面板E的局部橫截面圖。圖13中說明圖10的干涉濾光片楔形涂層C，圖13通過箭頭70指示涂層厚度沿長軸從邊緣到邊緣變化。干涉濾光片楔形涂層的線性增加的厚度產生以類似于楔形標準器的方式對輻射能的操作。涂層的線性增加的厚度與楔形標準器的線性增加的厚度執行相同的功能。準直面板經設計而具有20°或更小的接受半角；具有大于20°的入射角的光被吸收或被排斥。由準直面板產生的重疊出射圓錐均勻地照明干涉濾光片楔形涂層C，這得出入射在光電檢測器陣列A上的連續且幾乎線性的光譜。圖14是線性光電檢測器陣列的示意性表示，其中多個光電檢測器位點沿貫穿檢測器的整個長度的單個軸分布。每一光電檢測器位點表示一非常窄的光譜帶，所述光譜帶有一納米或兩納米那么窄。由此光譜帶表示的光子能量經由一個或一個以上高分辨率模/數轉換電路轉換成數字表示。原始光子光譜接著可以數字方式被重組，且以光子能量單位(例如輻射通量單位)被報告。
為了進一步改進傳感器的分辨率，可配置多行光電檢測器，其中光電檢測器位點偏移單個光電位點的寬度的某一分數。舉例來說，參看圖15，三行光電檢測器位點72、73和 74可并排放置，其中每一行以單個光電位點的寬度的三分之一偏向下一行。此配置將得出單行相同光電檢測器的光譜分辨率和聚光能力的3倍。類似地，兩行光電檢測器位點75和 76可并排放置，其中每一行以單個光電位點的寬度的一半偏向下一行。所述配置將得出單行的光譜分辨率的2倍。
多個光譜傳感器組合件可非常接近地并排設置，且由單個源照明，例如使用光纖幾何轉換器導管來照明，從而允許取得極其寬頻帶的光譜樣本。舉例來說，具有400nm到 700nm的光譜范圍(可見光譜)的一個傳感器組合件可與具有700nm到1200nm(紅外線) 的MR傳感器以及另外具有300nm到400nm的光譜范圍的UV傳感器配對。光譜傳感器組合件的較小大小和緊湊性使大量配置成為可能。
圖16是已被發現在本發明的優選實施例中有用的U8X1像素線性陣列的俯視圖。所有測量均以微米為單位。光電二極管陣列的寬度大約為8. 1mm，而封裝本身約為 8. 9mm，每條邊上留下約0. 38mm的死區。封裝的高度大約為1. 0mm。
形成線性可變濾光片(LVF)的干涉濾光片楔形涂層及其支撐玻璃層足夠緊湊，使得LVF的整個可用長度對陣列中的光電二極管來說是可見的。每一端上的少數幾個光電二極管可能什么也看不見；這是可接受的。LVF的最佳范圍將大約為380nm到720nm，但最短從約360nm到400nm且最長從約700nm到760nm的任何尺寸均是可接受的。LVF的最佳大小將為 360nm 到 720nm，1. Ox 8. 0mm。
LVF將使用光學上透明的環氧樹脂接合到光電二極管陣列。對準并不是關鍵的，因為每一裝置將由軟件校準。校準過程將識別哪些光電二極管位點對應于哪些波長帶。在一些情況下，一個以上位點可對應于單個帶，而其它位點可橫跨在兩個帶上。可在校準期間選擇位點以獲得最佳結果；位點選擇將依據裝置而變化，因此應使用軟件來補償預期可變性。
光譜數據常常由具有高信號的周期性“尖峰”的低信號電平組成。由此，常需要非常高分辨率的模/數轉換(ADC)，以便為低信號條件提供足夠的分辨率。信號放大或“增益” 可并入到ADC電路中，以獲得經改進的低信號分辨率，但需冒使高信號尖峰飽和的風險。當飽和發生時，無法確定尖峰的峰值，且不能信任所述數據。為此，具有自動距離修正增益特征的分光計是優選的。
自動距離修正增益指代僅向低信號電平提供放大、針對高信號尖峰斷開(或減小)放大的增益函數。此是通過建立兩個或兩個以上參考電壓(Vref)值來實現的，其中一個Vref是基線、零增益電壓參考(也稱為內部Vref)，且額外Vref電平是被稱為外部Vref 或增益Vref的增益電平。
模/數轉換器是眾所周知的，且包含對不同技術具有較寬范圍的適用性的系統和電路。轉換器通常接收具有變化的振幅的模擬信號，且將傳入模擬信號的瞬時振幅轉換為數字值。通常以預定取樣速率對模擬信號振幅進行取樣，使得來自轉換器的所得輸出為模擬信號的包含信號的各種屬性(例如振幅)的數字表示。ADC經常被提供為微處理器電路的一部分，且用戶可通過到達電路芯片的外部連接來接入ADC。所述模/數轉換器(ADC)通常在包含分光光度測定法中的信號轉換的實施方案的電子技術的所有方面中找到。將單個振幅轉換成數字格式經常由于模擬信號振幅的范圍而變得復雜。所述問題經常導致系統分辨率與系統范圍之間的折衷。ADC通常使用參考電壓來與傳入模擬信號進行比較，作為用于量取振幅或振幅的變化速率的方法。
如上文所述，光譜傳感器由光電檢測器位點陣列組成；每一光電位點將光子能量轉換成電信號，所述電信號由ADC電路取樣且轉換為數字值。在不使用增益的情況下，零數字值將表示零電能，且因此表示零光子能量。對于12位ADC，最大數字值將為4095，且在此情況下，數字值4095將表示最大電能，且因此表示最大光子能量(飽和)。使光子能量增加超過此點將不使所述數字值增加。
ADC使用參考電壓Vref來比較光電檢測器電壓，且指派數字值。參考電壓(Vref+ 和Vref-)建立ADC的動態范圍。ADC的分辨率保持恒定，與由Vref+和Vref-界定的電壓范圍無關，使得ADC的每一增量表示特定增量電壓。舉例來說，如果將Vref+設置為3. 3V, 且將Vref-設置為0伏，那么12位ADC的每一增量將表示大約0.8毫伏(mV)。然而，如果 Vref+減小到其正常值的四分之一或8. 25mV，那么同一 ADC的每一增量將表示0. 2mV，等效于4倍的增益放大。
如果將低信號呈現給ADC，其中信號范圍是從0到600Mv，那么上文所述的具有零增益的ADC將用最多750個步長來分辨所述信號，其中每一步長將等于0. SmV0這等效于用小于10位的分辨率(10位ADC將提供0到1023的最大數字范圍)將信號數字化。然而， 如果通過使Vref+從3. 3V減小到825mV來提供4倍增益放大，那么可用3，000個步長來分辨同一信號，其中每一步長將等于0. 2mV。這等效于幾乎12位的分辨率。
然而，3V的突發尖峰將使ADC飽和，因為3V超過了 4倍增益Vref+。此外，對于一些ADC電路，此事件可能對電組件造成物理損壞。因此，必須使用被設置為3. 3V的零增益 Vref來測量3V尖峰。然而，為了這樣做，且為了使所述值對用戶來說有意義，可使用以下方法
1.選擇兩個(或兩個以上)Vref+值，使得ADC電路可在其之間切換，一個Vref+值為零增益Vref (基線)，且其它Vref+值為增益Vref。
2.使ADC Vref+在零增益Vref與增益Vref之間、且再次在光電檢測器位點的每次取樣之間切換，以便使用零增益Vref且再次使用增益Vref (僅在光電位點電壓小于增益 Vref電壓的情況下)對每一光電位點取樣一次。
在對光電檢測器位點中的每一者進行取樣之前使用零增益Vref來確定增益Vref 電壓的ADC建立光電檢測器位點電壓閾值(ADC將用來確定是否可使用增益Vref+電壓作為參考來安全地對光電位點進行取樣的值)。固件指示將每一光電檢測器位點處的電壓電平保持或凍結足夠長的時間以使光電位點至少被ADC電路取樣兩次；一次是使用零增益 Vref+來建立電壓電平，且再一次是(如果所述電平低于光電位點電壓閾值)使用適當的增益Vref。界定預定編碼方案以對將表示測得電壓電平的數字值以及建立電壓范圍的選定增益值兩者進行編碼，使得經編碼的數字值可稍后被解碼，且可知曉所存在的光子能量的實際電平。數字輸出因此包含參考電壓范圍的數字位表示以及檢測到的電壓的數字值。
典型的固件算法因此可表現為以下邏輯指令
1.將ADC設置為零增益(內部)Vref+
2.設置外部Vref+選項(增益選項，即1/2_、1/4_、l/8-Vref等)
3.對外部Vref+進行取樣以識別實際電壓電平——使用以12位分辨率數字化的若干連續樣本的平均值
4.使溫度傳感器和樣本能夠識別周圍板溫度——使用以12位分辨率數字化的若干連續樣本的平均值
5.通過使陣列循環以清除值來使光電檢測器陣列復位——重復一次，針對總共兩個循環
6.等待指定的以毫秒界定的取樣整合時間，以對光電位點進行充電
7.開始取樣回路，η =零到光電檢測器位點的總數，
使用內部Vref+來對光電位點“η”進行取樣
如果樣本值<外部Vref+值
那么切換到外部Vref+
等待ADC電路穩定
使用外部Vref+來對光電位點“η”進行取樣
存儲樣本值(例如12位)+增益值識別符
切換到內部Vref+
等待ADC穩定
如果樣本值>=外部Vref+值
那么存儲樣本值(例如12位)+增益值識別符(零增益)
重復
8.將樣本數據轉儲到主機。此串應包含
增益電壓和增益識別符
板溫度
光電檢測器位點值——樣本值(例如12位)+增益值識別符
本系統包含添加定位于光譜傳感器旁邊的單個寬帶光電二極管，以測量從取樣區反射的總光能。此裝置比光譜傳感器敏感100倍以上，且可幾乎立即指示撞擊光譜傳感器的總光能。基于測量到的值，可調節兩個變量源發光體亮度以及光譜傳感器整合時間。此能力是對依靠固定照明等級和固定整合時間的現有技術分光光度計的關鍵改進。從白色樣本目標反射的光能的量顯著大于從深藍色或紫紅色樣本反射的光能的量；由此，針對亮樣本測量到的總信號強度(總光能)比針對暗樣本測量到的總信號強度(總光能)大得多。 因為任何光譜測量中總是存在某一量的“噪聲”，且因為此噪聲通常為幾乎恒定的，所以較弱的信號趨向于較不可靠，因為信噪比較低。對于分光光度計，這可解釋成對暗區域(尤其是光電二極管趨向于響應性較小的深藍/紫紅色/紫色區域)的測量的準確性較低，且穩定性和可重復性較差。寬帶光電二極管經定位以在來自透鏡的光撞擊光譜傳感器之前接收所述光，且可包含將反射的光直接傳送到光電二極管的單股光纖；或經定位以在傳入的光被漫射或過濾之前或之后接收引導到傳感器的光的一部分。
參看圖17，展示根據本發明的教示而構造的分光光度計的一個實施例的示意性表示的分解圖。多個LED 90被展示為布置成圓形陣列。這些LED定位在具有對應于相應的 LED 90而定位的LED孔徑92的LED安裝支架91內。如先前所述，LED和/或所述孔徑可涂覆有合適的熒光磷光體涂層以將退出LED孔徑的光修改為對應于所要波長。個別地選擇 LED 90并使其與對應的熒光磷光體涂層組合以提供預定選定波長范圍，所述范圍在與其余 LED以及熒光磷光體涂層所提供的波長范圍組合時，將主要產生白光。使用如上文所述的脈沖寬度調制來使LED 90通電，其中每一 LED經校準以提供選定輸出強度。如上文所述，LED 90中的一者可為無磷光體的395nm高能量UV LED。對此UV LED的利用可用于測量熒光對目標表面的影響。可通過以下方式對單個樣本的光譜反射率測量若干次使用脈沖寬度調制將UV LED通電到各種電平，以便確定不同電平的UV能量撞擊目標的結果，以分析UV對表面的反射率的影響(如果有的話)以及由此熒光導致的任何顏色變化。
來自LED 90的穿過對應的LED孔徑92的光進入漫射體軸環93，以退出軸環退出表面94，且沖擊在孔徑圓錐98的內部上以及直接從表面94穿過孔徑99和孔徑圓錐98。退出孔徑99的漫射光撞擊既定目標，從而使得反射光穿過通過密封0形環101緊固到孔徑圓錐內部的保護性透鏡100。經過保護性透鏡100的光和反射光撞擊漫射體透鏡102，且接著被引導到且碰撞用于將不需要的波長(例如紅外線或紫外線)從反射光中濾除的可調濾光片104。經漫射且經調整的反射光如先前所述穿過圓柱形透鏡110，且形成為大體上矩形的格式，并在準直儀115中準直。經準直的光如先前所述穿過線性可變濾光片116，以提供沿濾光片的長度線性變化的波長輸出。因此將穿過線性可變濾光片的光轉換成其組成光譜， 所述組成光譜沖擊在光電檢測器陣列117上，以提供從其導出的對應于反射光的預定波長成分的信號。如先前所述，寬帶光電二極管120經定位以檢測傳輸到光電檢測器的光，以提供對撞擊光譜傳感器的總光能的指示。
參看圖18，展示根據本發明的教示而構造的分光光度計的另一實施例的示意性表示的分解圖。圖18中所示的裝置的構造類似于圖17中所示的裝置的構造，且針對相同部分包含相同參考標號。圖18的實施例中的顯著差異在于，圖17中的實施例的圓柱形透鏡被如本文先前所述的光纖幾何轉換器111代替。光纖幾何轉換器111包含圓形輸入孔徑112， 其提供比先前實施例的圓柱形透鏡小的輸入孔徑。因此，漫射體102和可調濾光片104對應地較小。光纖幾何轉換器111對從圓形輸入孔徑112到基本上矩形的輸出孔徑113的光路徑進行“整形”。輸出孔徑113經便利地定形以對應于光電檢測器117。圖18中的實施例的寬帶光電二極管120可具備單股光纖121，以捕捉預光電檢測器光以執行如先前所述的寬帶光電二極管功能。
權利要求
1.一種分光光度計，其具有待被引導到反射性樣本上以用于測量樣本表面的光譜反射率的光源，在所述分光光度計中，用于確定光譜反射率的方法包括(a)將光引導到反射性表面上以產生反射光；(b)引導所述反射光穿過準直面板并且引導因而產生的經準直的所述反射光穿過線性可變濾光片到達布置成陣列的多個光電檢測器上，以產生對應于每一光電檢測器處存在的光子能量的電模擬信號；(c)將所述電模擬信號引導到模/數轉換器；(d)選擇至少兩個參考值以供在所述模/數轉換器中與所述模擬信號進行比較，以導出與之對應的數字信號，一個參考值對應于低或零增益，且第二參考值對應于高增益；以及(e)交替使用所述一個參考值和所述第二參考值在每一光電檢測器處對所述電模擬信號取樣兩次。
2.一種分光光度計，其具有待被引導到反射性樣本上以用于測量樣本表面的光譜反射率的光源，且具有用于將反射光引導在光電檢測器陣列上的光路徑，在所述分光光度計中， 改進包括(a)干涉濾光片楔形物，其由多個帶通濾光片涂層形成，所述多個帶通濾光片涂層被施加以形成厚度從邊緣到邊緣變化的復合干涉涂層，以沿光電檢測器的軸以亞微米級形成類似楔形的形狀；(b)經定位以接收所述反射光的準直面板，其包括孔或毛細管陣列，所述面板經定位以均勻地照明所述干涉濾光片楔形物，以在所述干涉濾光片楔形物之前準直所述反射光路徑中的光，并且排斥相對于所述干涉濾光片楔形物的所述平面具有大于20°的入射角的光。
3.根據權利要求2所述的分光光度計，其中所述干涉濾光片楔形物是楔形標準器。
4.一種分光光度計，其具有待被引導到反射性樣本上以用于測量樣本表面的光譜反射率的光源，且具有用于將反射光引導在光電檢測器陣列上的光路徑，在所述分光光度計中， 改進包括(a)干涉濾光片楔形物形成用于所述反射光接收的平面；以及(b)經定位以接收所述反射光的準直面板，其包括光學上透明的塑料或玻璃纖維元件陣列，其經定位以均勻地照明所述干涉濾光片楔形物，以在所述干涉濾光片楔形物之前準直所述反射光路徑中的光，并且排斥相對于所述干涉濾光片楔形物的所述平面具有大于 20°的入射角的光。
5.根據權利要求4所述的分光光度計，其中所述干涉濾光片楔形物是楔形標準器。
全文摘要
一種分光光度計，其包含布置成圓形陣列的多個LED，每一LED具有通過使用脈沖寬度調制來確定的經校準的功率輸入，且每一LED具有通過利用唯一熒光磷光體涂層或透鏡來確定的唯一波長帶。所述LED中的至少一者包括無磷光體的高能量UV LED。通過利用線性可變濾光片和光電檢測器將反射到所述分光光度計的光分成預定波長范圍，其中通過使用自動距離修正增益技術將來自光電檢測器的模擬信號轉換為數字值。
文檔編號G01J3/28GK102494776SQ20111036976
公開日2012年6月13日 申請日期2008年4月3日 優先權日2007年4月3日
發明者克里斯·布朗, 布萊恩·T·普里德姆, 約翰·彼得·科茨 申請人:武藤工業株式會社