太陽(yáng)光模擬器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)光模擬器，包含：一長(zhǎng)型燈管、一燈罩，以及一均光單元。該燈罩朝向該長(zhǎng)型燈管彎曲形成二維的C型拋物面，該燈罩限定一焦距線，該長(zhǎng)型燈管沿該焦距線設(shè)置，該C型拋物面具有一開(kāi)口，該長(zhǎng)型燈管被該燈罩圍繞于該開(kāi)口內(nèi)，由該長(zhǎng)型燈管朝向該開(kāi)口限定一光軸，該光軸與該焦距線垂直。該均光單元設(shè)置在該光軸上，使該長(zhǎng)型燈管所發(fā)出的光線及受該燈罩反射的光線通過(guò)，而將光線均勻化地投射。藉由上述創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，該燈罩為二維的C型拋物面，且其延伸范圍可涵蓋該長(zhǎng)型燈管周圍的大部分面積，能有效地將該長(zhǎng)型燈管的光線向前反射。而且該燈罩設(shè)計(jì)能簡(jiǎn)化元件數(shù)量，要進(jìn)行光學(xué)曲率調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)也較為容易，可達(dá)到最佳化的反射光線效果，使光線均勻投射。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)光模擬器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是有關(guān)于一種光線的模擬器，特別是指一種能發(fā)出太陽(yáng)光光譜的太陽(yáng)光模擬器。
技術(shù)背景
[0002]已知太陽(yáng)光模擬器可仿真發(fā)射出接近太陽(yáng)光光譜的光線，可應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的電性及轉(zhuǎn)換效率的檢測(cè)。參閱圖1，為一種已知太陽(yáng)光模擬器，主要包含一光源11、一燈罩12，以及一圖未示且用于使光線均勻的均光單元。該光源11為燈泡式并且為點(diǎn)光源，該燈罩12則為三維立體形狀的非球面鏡，圍繞在該光源11的上下左右周圍，以將該光源11的光線朝前反射。除了采用上述燈泡式光源之外，另外一種已知太陽(yáng)光模擬器的光源則采用長(zhǎng)型燈管，例如圖2所示的美國(guó)專利US6548819號(hào)專利案，其結(jié)構(gòu)主要包含:數(shù)個(gè)光源13、數(shù)個(gè)平面鏡14，以及數(shù)個(gè)光譜過(guò)濾片15。該等光源13分別為一長(zhǎng)型燈管，并藉由該等平面鏡14反射光線。但由于設(shè)置數(shù)個(gè)平面鏡14時(shí)，各平面鏡14之間的夾角必須配合才能達(dá)到最佳化反射光線效果，造成在調(diào)整上較麻煩，如此亦導(dǎo)致照射面上的光均勻度較不易調(diào)整，容易使照射面的光均勻度不佳；此外，設(shè)置數(shù)個(gè)平面鏡14還使元件數(shù)量不夠精簡(jiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]因此，本實(shí)用新型的目的，即在提供一種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、光均勻度佳、元件精簡(jiǎn)的太陽(yáng)光模擬器。
[0004]于是，本實(shí)用新型太陽(yáng)光模擬器，包含:一長(zhǎng)型燈管、一燈罩，以及一均光單兀。
[0005]該燈罩朝向該長(zhǎng)型燈管彎曲形成二維的C型拋物面，該燈罩限定一焦距線，該長(zhǎng)型燈管沿該焦距線設(shè)置，該C型拋物面具有一開(kāi)口，該長(zhǎng)型燈管被該燈罩圍繞于該開(kāi)口內(nèi)，由該長(zhǎng)型燈管朝向該開(kāi)口限定一光軸，該光軸與該焦距線垂直。該均光單元設(shè)置在該光軸上，使該長(zhǎng)型燈管所發(fā)出的光線及受該燈罩反射的光線通過(guò)，而將光線均勻化地投射。
[0006]本實(shí)用新型的功效:藉由上述創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，該燈罩為二維的C型拋物面，且其延伸范圍可涵蓋該長(zhǎng)型燈管周圍的大部分面積，能有效地將該長(zhǎng)型燈管的光線向前反射。而且該燈罩設(shè)計(jì)能簡(jiǎn)化元件數(shù)量，要進(jìn)行光學(xué)曲率調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)也較為容易，可達(dá)到最佳化的反射光線效果，使光線均勻投射。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]本實(shí)用新型的其它的特征及功效，將于參照?qǐng)D式的實(shí)施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中:
[0008]圖1是一種已知太陽(yáng)光模擬器的部分元件的立體圖；
[0009]圖2是另一種已知太陽(yáng)光模擬器的側(cè)視示意圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型太陽(yáng)光模擬器的一第一較佳實(shí)施例的后視立體分解圖；
[0011]圖4是該第一較佳實(shí)施例的側(cè)視示意圖；及[0012]圖5是本實(shí)用新型太陽(yáng)光模擬器的一第二較佳實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
[0013]【附圖符號(hào)說(shuō)明】
[0014]2............長(zhǎng)型燈管
[0015]3............燈罩
[0016]30..........開(kāi)口
[0017]31..........第一罩部
[0018]32..........第二罩部
[0019]33..........反射面
[0020]34..........連接部位
[0021]4............均光單元
[0022]41..........蒼蠅眼透鏡
[0023]411........透鏡單元 [0024]5............調(diào)整板
[0025]51..........板本體
[0026]52..........遮蔽部
[0027]521........格點(diǎn)
[0028]6............聚光透鏡
[0029]7............調(diào)整膜
[0030]71..........膜本體
[0031]72..........遮蔽部
[0032]721........格點(diǎn)
[0033]81..........焦距線
[0034]L............光軸。
【具體實(shí)施方式】
[0035]在本實(shí)用新型被詳細(xì)描述之前，應(yīng)當(dāng)注意在以下的說(shuō)明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號(hào)來(lái)表不。
[0036]參閱圖3、4，本實(shí)用新型太陽(yáng)光模擬器的第一較佳實(shí)施例包含:一長(zhǎng)型燈管2、一燈罩3、一均光單兀4、一調(diào)整板5,以及一聚光透鏡6。在以下說(shuō)明內(nèi)容中，以該長(zhǎng)型燈管2往該調(diào)整板5的方向?yàn)榍胺?亦即，整體光線的前進(jìn)方向?yàn)榍胺健?br> [0037]該長(zhǎng)型燈管2軸向延伸呈長(zhǎng)管狀，其為一種弧光燈，主要是藉由電力在氬或氖氣中激發(fā)水銀蒸氣，以產(chǎn)生電漿并發(fā)出短波紫外線，紫外線被燈管內(nèi)的磷吸收后即發(fā)出可見(jiàn)光以照明。該長(zhǎng)型燈管2內(nèi)設(shè)有圖未示的安定器與啟動(dòng)器，能配合產(chǎn)生瞬間高壓而將氣體電離，藉由此瞬時(shí)高能量能使該長(zhǎng)型燈管2快速點(diǎn)亮發(fā)光。該長(zhǎng)型燈管2的燈弧(Lamp Arc,指燈管正、負(fù)極距離)長(zhǎng)度大于20mm，較佳地可為50mnT2000mm。
[0038]該燈罩3為一體成型，朝向該長(zhǎng)型燈管2彎曲形成二維的C型拋物面，且該C型拋物面具有一開(kāi)口 30。該燈罩3限定一焦距線81，該焦距線81的延伸方向平行該長(zhǎng)型燈管2的延伸方向。該長(zhǎng)型燈管2被該燈罩3圍繞于該開(kāi)口 30內(nèi)，并且沿該焦距線81設(shè)置，如此使該長(zhǎng)型燈管2發(fā)出且被該燈罩3反射的光線，可呈平行光線射出。由該長(zhǎng)型燈管2朝向該開(kāi)口 30限定一光軸L，該光軸L與該焦距線81垂直，該光軸L即為本實(shí)用新型該太陽(yáng)光模擬器整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸。而該焦距線81為該燈罩3的C型拋物面的數(shù)個(gè)焦點(diǎn)的聯(lián)機(jī)。該燈罩3包括一延伸于該長(zhǎng)型燈管2上方的第一罩部31,以及一與該第一罩部31 —體連接且延伸于該長(zhǎng)型燈管2下方的第二罩部32。該第二罩部32與該第一罩部31的一連接部位34位于該長(zhǎng)型燈管2相反于該開(kāi)口 30的一側(cè)。該第一罩部31與該第二罩部32共同界定一可反射該長(zhǎng)型燈管2的光線且呈拋物面的反射面33，此與傳統(tǒng)的三維立體式燈罩(如圖1的燈罩12)不同。
[0039]該均光單元4沿該光軸L而間隔設(shè)置在該長(zhǎng)型燈管2前側(cè)，能使該長(zhǎng)型燈管2所發(fā)出的光線及受該燈罩3反射的光線通過(guò)，而將光線均勻化地投射。該均光單元4包括二前后設(shè)置且可供該長(zhǎng)型燈管2的光線通過(guò)的蒼蠅眼透鏡(Fly-Eye Lens) 41，每一蒼蠅眼透鏡41具有數(shù)個(gè)呈數(shù)組式排列的透鏡單元411，每一透鏡單元411即相當(dāng)于一個(gè)小透鏡，因此每一蒼蠅眼透鏡41實(shí)際上是由數(shù)個(gè)數(shù)組式排列的小透鏡所組成。
[0040]在此將較靠近該長(zhǎng)型燈管2的該蒼蠅眼透鏡41稱為第一個(gè)蒼蠅眼透鏡41，而較遠(yuǎn)離該長(zhǎng)型燈管2的該蒼蠅眼透鏡41稱為第二個(gè)蒼蠅眼透鏡41。當(dāng)該長(zhǎng)型燈管2的光線通過(guò)該均光單元4時(shí)，該第一個(gè)蒼蠅眼透鏡41可藉由其數(shù)個(gè)透鏡單元411將光源的整個(gè)寬光束光線分為數(shù)個(gè)細(xì)光束光線，且每一細(xì)光束光線可受到與其位置對(duì)稱的其它細(xì)光束光線補(bǔ)償，從而可提高光均勻度；接著光線再受到該第二個(gè)蒼蠅眼透鏡41的修正與補(bǔ)償后通過(guò)該聚光透鏡6。
[0041]因此，該均光單元4整體而言，可使通過(guò)光線形成數(shù)個(gè)細(xì)光束光線，并藉由對(duì)稱性地重迭與光線補(bǔ)償，達(dá)到提升光均勻度與亮度的功效。本實(shí)用新型該均光單元4的結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)施例的舉例，因?yàn)橹灰軐⒐饩€均勻投射的其它等效結(jié)構(gòu)，皆可作為該均光單元4。
[0042]補(bǔ)充說(shuō)明的是，本實(shí)施例的每一蒼蠅眼透鏡41的前表面與后表面都具有曲度，亦即為雙面曲率。但實(shí)施時(shí)每一蒼蠅眼透鏡41也可以為單面曲率，亦即，每一蒼蠅眼透鏡41的其中一表面為曲率面，另一表面則可為平面；若為單面曲率時(shí)，則該第一個(gè)蒼蠅眼透鏡41的曲率面朝向該長(zhǎng)型燈管2，該第二個(gè)蒼蠅眼透鏡41的曲率面則朝向該聚光透鏡6。
[0043]該調(diào)整板5也排列在該光軸L上，并位于該長(zhǎng)型燈管2與該均光單元4之間。該調(diào)整板5包括一可透光的板本體51,以及一位于該板本體51上并可遮蔽光線的遮蔽部52。本實(shí)施例的遮蔽部52包括數(shù)個(gè)格點(diǎn)521，該遮蔽部52可利用印刷方式或涂上、鍍上、貼上等方式形成于該板本體51表面。
[0044]該聚光透鏡6位于該光軸L上，并設(shè)置在該均光單元4前側(cè)。該聚光透鏡6例如一凸透鏡，本實(shí)施例為一平凸透鏡，并具有聚光效果，可將通過(guò)該均光單元4而來(lái)的光線聚光。
[0045]本實(shí)用新型使用時(shí)，該長(zhǎng)型燈管2的部分光線直接向前射向該調(diào)整板5與該均光單元4，部分光線則受到該燈罩3的反射面33反射后再射向該調(diào)整板5與均光單元4。接著，光線可受到該均光單元4與該聚光透鏡6的光學(xué)作用，進(jìn)而于一圖未示的待測(cè)物件的待測(cè)面上，形成均勻且高亮度的照明投射光。而且投射光的光形圖案取決于該均光單元4的外形，例如，該均光單元4的外形為方形時(shí)，則最后投射出的光形即為方形。
[0046]補(bǔ)充說(shuō)明的是，該調(diào)整板5的作用在于提升光線均勻度，主要是藉由該調(diào)整板5上的格點(diǎn)521來(lái)減少對(duì)應(yīng)位置的光線通過(guò)量，以避免于該待測(cè)面上有局部光線較亮的問(wèn)題，因此，格點(diǎn)521的位置對(duì)應(yīng)于待測(cè)面上較亮的部位，所述較亮的部位通常對(duì)應(yīng)于每一透鏡單元411的中心位置處。實(shí)際使用上，可先在未設(shè)置有該調(diào)整板5的情況下，檢測(cè)該待測(cè)面上的照度均勻度，并可由此得知該待測(cè)面上的哪些位置照度較大，則該些位置處的光線即需要被稍微遮擋；而調(diào)整板5可以準(zhǔn)備多片，每一調(diào)整板5上的遮擋設(shè)計(jì)可以各不相同，因此此時(shí)即可選用遮擋位置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整板5來(lái)置于該均光單元4與該長(zhǎng)型燈管2之間，即可遮擋較亮部位的光線，從而使該待測(cè)面上的投射光強(qiáng)度均勻、照度均勻。
[0047]綜上所述，藉由該燈罩3為二維的C型拋物面形狀，且該燈罩3的延伸范圍涵蓋該長(zhǎng)型燈管2的上方、下方與后方，可涵蓋該長(zhǎng)型燈管2周圍的大部分面積，進(jìn)而能有效地將該長(zhǎng)型燈管2的光線向前反射。而且該燈罩3設(shè)計(jì)能簡(jiǎn)化元件數(shù)量，要進(jìn)行光學(xué)曲率調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)也較為容易，可達(dá)到最佳化的反射光線效果，使光線均勻投射，故本實(shí)用新型確實(shí)藉由上述創(chuàng)新結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
[0048]參閱圖5，本實(shí)用新型太陽(yáng)光模擬器的第二較佳實(shí)施例，與該第一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)大致相同，不同的地方在于:本實(shí)施例是以一調(diào)整膜7來(lái)取代該第一較佳實(shí)施例的調(diào)整板。本實(shí)施例的調(diào)整膜7位于該均光單元4較靠近該長(zhǎng)型燈管2的該蒼蠅眼透鏡41表面上，并朝向該長(zhǎng)型燈管2。該調(diào)整膜7包括一可透光的膜本體71，以及一位于該膜本體71上并可遮蔽該均光單元4的局部的遮蔽部72，該遮蔽部72具有數(shù)個(gè)可用于遮擋光線的格點(diǎn)721，該遮蔽部72可利用印刷方式形成于該膜本體71上。
[0049]該調(diào)整膜7可利用貼附方式形成在該蒼蠅眼透鏡41表面。又或者，可于較靠近該長(zhǎng)型燈管2的該蒼蠅眼透鏡41表面，直接利用鍍膜或涂布等方式形成具有數(shù)個(gè)格點(diǎn)721的遮蔽部72，如此同樣可以適當(dāng)遮擋光線、提升光均勻度。
[0050]上述內(nèi)容，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，但并不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即大凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)及專利說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)光模擬器，包含: 一長(zhǎng)型燈管； 一燈罩，朝向該長(zhǎng)型燈管彎曲形成二維的C型拋物面，該燈罩限定一焦距線，該長(zhǎng)型燈管沿該焦距線設(shè)置，該C型拋物面具有一開(kāi)口，該長(zhǎng)型燈管被該燈罩圍繞于該開(kāi)口內(nèi)，由該長(zhǎng)型燈管朝向該開(kāi)口限定一光軸，該光軸與該焦距線垂直；及 一均光單元，設(shè)置在該光軸上，使該長(zhǎng)型燈管所發(fā)出的光線及受該燈罩反射的光線通過(guò)，而將光線均勻化地投射。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，該燈罩為一體成型。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，還包含一位于該長(zhǎng)型燈管與該均光單元之間的調(diào)整板，該調(diào)整板包括一可透光的板本體，以及一位于該板本體上并可遮蔽光線的遮蔽部。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，還包含一位于該均光單元表面且朝向該長(zhǎng)型燈管的調(diào)整膜，該調(diào)整膜包括一可遮擋該均光單元的局部并能遮蔽光線的遮蔽部。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，該均光單元包括二前后設(shè)置且可供該長(zhǎng)型燈管的光線通過(guò)的蒼蠅眼透鏡，每一蒼蠅眼透鏡具有數(shù)個(gè)呈數(shù)組式排列的透鏡單元。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，還包含一設(shè)置在該均光單元前側(cè)并可聚光的聚光透鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)光模擬器，其特征在于，該燈罩包括一延伸于該長(zhǎng)型燈管上方的第一罩部，以及一與該第一罩部一體連接且延伸于該長(zhǎng)型燈管下方的第二罩部，該第一罩部與該第二罩部共同界定一可反射該長(zhǎng)型燈管的光線且呈拋物面的反射面。
【文檔編號(hào)】F21V3/02GK203784766SQ201420167718
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】陳松楠 申請(qǐng)人:日測(cè)光電子科技（上海）有限公司