[发明专利]光源检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明是关于光源检测，特别是关于光源的空间均匀性(spatial uniformity)和时间稳定性(temporal stability)的具有补偿因子的低误差检测装置与方法。

背景技术

大气质量或厚度(air mass，简称AM)是用来量化(quantify)地表接收到太阳光「辐照度」(irradiance，单位为瓦特/平方公尺[W/m²])的一个概念。太阳于正上方垂直地表方向入射时，假设光穿透的大气层厚度为1，则地表的光照条件记为AMl，此太阳光的辐照度能量约为1366W/m²。由于地球人口多集中于温带或亚热带纬度地方，太阳光实际入射角是以倾斜角度照射地面，国际标准中定义这些地区平均所受的光照条件为AM1.5G，代表太阳光与地面垂直线的夹角约呈48度倾斜入射，也就是光约当穿透了1.5倍厚度的大气层，其中G(global)表示考虑了光的散射因素；AM1.5G时，太阳光的辐照度能量约为963.75W/m²。为测量计算方便，通常将AM1.5G计为1000W/m²。

测量太阳电池(solar cell或photovoltaic cell)的发电效率时，通常需在实验室中以太阳仿真器(solar simulator)重现AM1.5G的标准太阳光条件，作为人造的标准光源。太阳仿真器受制于灯泡、透镜、镜组的损耗或缺陷，随使用时间而产生误差或变异量，因而需定期校正或维修。为确保太阳仿真器的性能，国际标准IEC60904-9针对太阳仿真器性能检测，建议应考虑：光谱合致度(spectral match)、光源照明平面的辐照度的不均匀度(空间均匀性)和光源随时间变化的幅度(时间稳定性)，对太阳仿真器进行A、B、C三个等级的性能分类。其中，空间均匀性建议将光源的照明平面至少等分为64个等面积区，测量各等分区的数据。然而实际上区的数目可能高达数百，在目前实验室仍以人工和少量的昂贵传感器检验太阳仿真器的现实下空间均匀性的测量显得旷时费工，且更严重的是光源长时间使用时，光源的不稳定性会造成前后测量期间数据随之浮动而失真。

发明内容

鉴于上述问题，本发明旨在提供一种光源检测装置与方法，用于自动测量光源的空间均匀性和时间稳定性，特别是测量前者时，通过实时补偿以消除光源随时间变化的负面影响。

本发明提供的光源检测装置，包含：第一感光模块、第二感光模块、移动模块和处理模块。第一感光模块于第一时段于第一位置接收光源产生的光，以产生第一基准信号，并于第二时段于第一位置接收光源产生的光，以产生第一测量信号。第二感光模块设于移动模块上，用以于第二时段于第二位置接收光源产生的光，以产生第二测量信号。移动模块用以使第二感光模块相对第一感光模块进行一维度或二维度的移动。处理模块耦接并用以驱动移动模块，且用以依据第一基准信号、第一测量信号以及第二测量信号计算对应第二位置的第一终值。在一实施例中，本发明提供的光源检测装置还包含测量模块，测量模块耦接第一感光模块、第二感光模块和处理模块，用以接收前述信号以产生对应的基准值或测量值。

本发明提供的光源检测方法包含：于第一时段和第二时段于第一位置接收光源产生的光，以分别产生第一基准信号和第一测量信号；选择性地于第二时段于第二位置接收光源产生的光，以产生第二测量信号；以及依据第一基准信号、第一测量信号以及第二测量信号，计算对应第二位置的修正补偿值为第一终值。在一实施例中，本发明提供的光源检测方法还包含依据前述信号产生对应的基准值或测量值，而第一终值等于第二测量值乘以第一基准值除以第一测量值。

综上所述，本发明提供的光源检测装置与方法以不同时段测量的第一测量信号和第一基准信号的关系为一个补偿因子，并用此因子修正第二测量值。由于第一和第二测量信号是在同时段取得，本发明的补偿修正具有实时性。在装置设计上，本发明只需两个感光模块且可自动控制第二感光模块的位置，有助于显著减少制造成本和检测所需时间。在其他实施例中，本发明提供的光源检测装置还可包含一或多个第三感光模块平行测量，第二和第三感光模块间可有另一个补偿因子修正其测量值。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1是依据本发明一实施例光源检测装置的高阶方块图。

图2是依据本发明一实施例第一感光模块、第二感光模块和移动模块的配置示意图。