TWI461662B - 光學特性量測系統 - Google Patents

Description

光學特性量測系統

本發明涉及光學量測的技術領域，尤指一種省空間且能快速檢測一待測光源之光學特性的量測系統。

傳統之光學特性量測系統主要是藉由一擷取裝置繞行一靜止的待測光源來偵測該待測光源之光強度分佈，如台灣公告第I236530號專利所示。這樣的做法不僅耗時且需要預留不小之空間供該擷取裝置繞行，並且只侷限於量測該待測光源之二維光分佈特性。

另一種傳統的光學特性量測系統係藉由一靜止的擷取裝置來感測一轉動的待測光源來偵測該待測光源之光分佈特性，如台灣公告第M365473號專利所示。該M365473號專利更揭露一雙軸機構，使得該待測光源可於空間旋轉至任一仰角及方位角，藉以測量該待測光源之三維光分佈特性。惟，這樣的做法仍相對耗時，且需佔用很大的空間來配置該雙軸機構，以使該待測光源於空間旋轉。

本發明提供一種省空間且能快速檢測之光學特性量測系統。

在一實施例中，該光學特性量測系統主要是用以檢測光強度分佈，其包括一載台、一支撐座、複數感測器、一馬達及一運算單元。該載台有一特定位置，供設置一待測光源。該些感測器設於該支撐座且與該載台之特定位置等距，並分別位在以該載台之特定位置為中心之不同仰角位置。該馬達用以驅動該載台相對於該支撐座旋轉，以使該載台上之待測光源可相對於該些感測器單軸地朝不同方位角旋轉。該運算單元連接該些感測器，用以將該些感測器偵測之結果轉換為量測值，以描繪一光分佈特性曲線。如此，空間上之該些感測器能各自在該待測光源之特定仰角處感測該待測光源於不同方位所發出的光。由於該量測系統無須轉動該些感測器，而僅需單軸地轉動該待測光源，即可量測到三維光強度分佈，因此不僅能夠快速檢測且不會佔用太多空間。

或者，在其他例子中，可使上述實施例之該載台靜止不動而安排該馬達驅動該支撐座相對於該載台旋轉。如此，該些感測器能各自在該待測光源之等仰角線上感測該待測光源於不同方位所發出的光，雖不致於解省空間，但同樣能達到快速量測三維光分佈特性之目的。

在另一實施例中，本發明之光學特性量測系統主要是用以檢測光照度分佈，其包括一載台、一支撐座、複數感測器、一馬達及一運算單元。該載台有一特定位置，供設置一待測光源。該感測器設於該支撐座，並分別位在以該載台之特定位置為中心之不同仰角位置。該馬達用以驅動該載台相對於該支撐座，以使該載台上之待測光源可相對於該些感測器單軸地朝不同方位角旋轉。該運算單元連接該些感測器，用以將該些感測器偵測之結果轉換為量測值，以描繪一光分佈特性曲線。如此，空間上之該些感測器能在同一平面且固定仰角下感測該待測光源於不同方位所發出的光照度。由於該量測系統無須轉動該些感測器，而僅需單軸地轉動該待測光源，即可量測該待測光源投射到該平面之光照度分佈，因此不僅能夠快速檢測且不會佔用太多空間。

或者，在其他例子中，可使上述另一實施例之該載台靜止不動而安排該馬達驅動該支撐座相對於該載台旋轉。如此，雖不致於節省空間，但也能達到快速量測光照度分佈之目的。

至於本發明的其它發明內容與更詳細的技術及功能說明，將揭露於隨後的說明。

第一及二圖係顯示本發明之光學特性量測系統的一第一實施例，例如：配光曲線儀(Luminous Intensity Distribution Meter)，其包括一載台1、一支撐座2、複數感測器3、一馬達4及一運算單元5。

該載台1界定有一特定位置，供設置一待測光源6，例如：LED發光二極體。該些感測器3係沿著該支撐座2之一圓弧形支架20排列設置。該圓弧形支架20的圓心恰位於該載台1之特定位置，也就是指該待測光源6放置之位置。此外，該些感測器3與該載台1之特定位置等距，並分別位在以該載台1之特定位置為中心之不同仰角位置，例如，該些感測器3分別位在仰角為0度、α1、α2、α3及90度的不同仰角位置。該些感測器3分別連接至該運算單元5，如第二圖所示。該運算單元5用以將該些感測器3偵測之結果轉換為量測值，例如：亮度值，即可構成一光強度分佈曲線。

復參閱第一圖，該馬達4，例如一方位步進馬達(azimuth stepper motor)，係連接該載台1，用以驅動該載台1相對於該支撐座2轉動，以使該載台1上之待測光源6可相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角(azimuth)旋轉，如箭號所示。如此，該些感測器3能各自在該待測光源6之特定仰角處感測到該待測光源6於不同方位所發出的光。該運算單元5隨後將該些感測器3偵測之結果轉換為量測值，例如：光強度(luminous intensity)或照度值。本實施例中，該些感測器3是靜止的，僅需讓該待測光源6單軸地轉動，即可量測到三維光強度分佈，不僅檢測快速，更不會佔用太多空間。

較佳地，該支撐座2的圓弧形支架20係一弧形滑軌，該些感測器3可沿該滑軌變換位置，藉此量測人員可輕易地調整該些感測器3至所需要的仰角角度並固定，以進行後續的量測。此外，該些感測器3的數量亦可隨量測上的需求而增加或減少，不以此所繪之數量為限。

請參閱第三圖，係為本發明光學特性量測系統之第二實施例。如第三圖所示，該第二較佳實施例的光學特性量測系統各部分組成大體與第一圖所述相同，惟在本較佳實施例中係將馬達4連接至支撐架2，而將載台1維持在靜止的狀態。故在本較佳實施例中，該馬達4係用以驅動支撐座2相對於該載台1轉動，使得該些感測器3以相同的角速度相對於該載台1轉動。如此，從該些感測器3的角度觀之，該載台1上之待測光源6係同樣地相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角旋轉。

具體而言，如第三圖所示，該載台1界定有一特定位置，供設置一待測光源6，例如：LED發光二極體。該些感測器3係沿著該支撐座2之一圓弧形支架20排列設置。該圓弧形支架20的圓心恰位於該載台1之特定位置，也就是該待測光源6所處之位置。此外，該些感測器3與該載台1之特定位置等距，並分別位在以該載台1之特定位置為中心之不同仰角位置。較佳地，該支撐座2的圓弧形支架20係一弧形滑軌。該些感測器3設於該弧形滑軌上，且可沿該滑軌變換位置，藉此量測人員可輕易地調整該些感測器3至所需要的仰角角度並將其固定以進行量測。此外，該些感測器3係分別連接至該運算單元5，如第二圖所示。

如第三圖所示，該馬達4設於該支撐座2之上方且連接該支撐座2，用以驅動該支撐座2相對於該載台1轉動，以使該載台1上之待測光源6可相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角旋轉，如箭號所示。如此，該些感測器3能各自在該待測光源6之等仰角線上(如虛線所示)感測到該待測光源6於不同方位所發出的光。該運算單元5隨後將該些感測器3偵測之結果轉換為量測值，例如亮度值，即可構成一光強度分佈曲線。本較佳實施例雖不致如第一較佳實施例能節省空間，但同樣能達到快速量測三維光分佈特性之目的。

參閱第四圖，係為本發明光學特性量測系統之第三實施例。有別於前述兩實施例，本較佳實施例主要係用於量測光照度分佈或稱照度均勻度。既使如此，本例之各部分組成大體與前些例子所述相同，包括一載台1、一支撐座2、複數感測器3、一馬達4及一運算單元5(第二圖)。

如第四圖所示，該載台1界定有一特定位置，供設置一待測光源6，例如：LED發光二極體。該些感測器3係直線排列地沿著該支撐座2的一線性滑軌22設置，且分別位在以該載台1之特定位置為中心之不同仰角位置，對準該待測光源6。換句話說，該些感測器3係位於該載台1上之待測光源6的不同仰角位置，例如，仰角分別為α4、α5、α6、α7及90度的不同仰角位置。該些感測器3分別連接至該運算單元5，如第二圖所示。

承上，該馬達4，例如一方位步進馬達(azimuth stepper motor)，係連接該載台1，用以驅動該載台1相對於該支撐座2轉動，以使該載台1上之待測光源6可相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角旋轉，如箭號所示。如此，該些感測器3能各自在該待測光源6之特定仰角處感測到該待測光源6於不同方位所發出的光。該運算單元5再將該些感測器3偵測之結果轉換為量測值，例如：照度值，即可構成一光照度分佈曲線。本實施例中，該些感測器3是靜止的，僅需讓該待測光源6單軸地轉動，即可量測到三維光照度分佈，因此可快速檢測，更不會佔用太多空間。同樣地，由於該些感測器3係設置在該支撐座2的線性滑軌22上而可沿該滑軌22變換位置，因此量測人員可輕易地調整該些感測器3至所需要的仰角角度來進行量測。

請參閱第五圖，係為本發明光學特性量測系統之第四實施例。如第五圖所示，本較佳實施例之各部分組成大體與第四圖所述相同，皆用以量測光照度分佈或照度均勻度，惟在本較佳實施例中係將馬達4連接至支撐架2，而將載台1維持在靜止的狀態。故在本較佳實施例中，該馬達4係用以驅動支撐座2相對於該載台1轉動，使得該些感測器3以相同的角速度相對於該載台1轉動。如此，從該些感測器3的角度觀之，該載台1上之待測光源6係同樣地相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角旋轉。

具體而言，如第五圖所示，該載台1界定有一特定位置，供設置一待測光源6，例如：LED發光二極體。該些感測器3係直線排列地沿著該支撐座2的一線性滑軌22設置，且分別位在以該載台1之特定位置為中心之不同仰角位置，對準該待測光源6。換句話說，該些感測器3係位於該載台1上之待測光源6的不同仰角位置。此外，該些感測器3分別連接至該運算單元5，如第二圖所示。

如第五圖所示，該馬達4設於該支撐座2之上方且連接該支撐座2，用以驅動該支撐座2相對於該載台1轉動，以使該載台1上之待測光源6可相對於該些感測器3單軸地朝不同方位角旋轉，如箭號所示。如此，該些感測器3能各自在該待測光源6之等仰角線上(如虛線所示)感測到該待測光源6於不同方位所發出的光。該運算單元5再將該些感測器3偵測之結果轉換為量測值，例如照度值，即可構成一光照度分佈曲線。本較佳實施例雖不致於如第三較佳實施例能解省空間，但同樣能達到快速量測三維光照度分佈之目的。此外，由於該些感測器3係設置在該支撐座2的線性滑軌22上而可沿該滑軌22變換位置，因此量測人員可輕易地調整並固定該些感測器3至所需要的仰角角度來進行量測。

從上述說明中，可以理解到本發明之光學特性量測系統，無論是量測三維之光強度分佈、光照度分佈或其他光學特性，均十分快速，尤其是感測器與待測光源的空間配置是經過精心設計的，使其可以在較小的室內空間下做量測，節省空間。

無論如何，任何人都可以從上述例子的說明獲得足夠教導，並據而了解本發明內容確實不同於先前技術，且具有產業上之利用性，及足具進步性。是本發明確已符合專利要件，爰依法提出申請。

1．．．載台

2．．．支撐座

20．．．圓弧形支架

22．．．線性滑軌

3．．．感測器

4．．．馬達

5．．．運算單元

6．．．待測光源

第一圖，係本發明光學特性量測系統之第一較佳實施例之斷面圖。

第二圖，係一方塊圖，顯示本發明光學特性量測系統之複數感測器與運算單元之連結關係。

第三圖，係本發明光學特性量測系統之第二較佳實施例之之外觀圖。

第四圖，係本發明光學特性量測系統之第三較佳實施例之之斷面圖。

第五圖，係本發明光學特性量測系統之第四較佳實施例之之外觀圖。

1．．．載台

2．．．支撐座

20．．．圓弧形支架

22．．．線性滑軌

3．．．感測器

4．．．馬達

5．．．運算單元

6．．．待測光源

Claims (5)

1. 一種光學特性量測系統，包括：一載台，有一特定位置，供設置一待測光源；一支撐座；複數感測器，設於該支撐座且與該載台之特定位置等距，並分別位在以該載台之特定位置為中心之不同仰角位置，其中，該些感測器用以直接感測該待測光源所發出的光，並產生感測結果；一馬達，用以驅動該載台及該支撐座兩者之其中一者相對於另一者轉動，以使該載台上之待測光源可相對於該些感測器單軸地朝不同方位角旋轉；及一運算單元，連接該些感測器，用以將該些感測器的感測結果轉換為一量測值，該量測值包含光強度及照度值其中之一。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學特性量測系統，其中該支撐座具有一圓弧形支架，其圓心恰位於該載台之特定位置，該些感測器係沿著該支架排列設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光學特性量測系統，其中該圓弧形支架係一弧形滑軌，該些感測器可沿該滑軌變換位置。
4. 一種光學特性量測系統，包括：一載台，有一特定位置，供設置一待測光源；一支撐座； 複數感測器，係直線排列地設於該支撐座，且分別位在以該載台之特定位置為中心之不同仰角位置，其中，該些感測器用以直接感測該待測光源所發出的光，並產生感測結果；一馬達，用以驅動該載台及該支撐座兩者之其中一者相對於另一者轉動，以使該載台上之待測光源可相對於該些感測器單軸地朝不同方位角旋轉；及一運算單元，連接該些感測器，用以將該些感測器的桿測結果轉換為一量測值，該量測值包含光強度及照度值其中之一。
5. 如申請專利範圍第4項所述的光學特性量測系統，其中該支撐座具有一線性滑軌，該些感測器係沿著該滑軌設置，且可沿該滑軌變換位置。