[發明專利]光學透鏡的聚光效率檢測裝置及其方法

無效

• 申請號: 201010002966.0
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN102128714A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 李森田;曾衍彰;許晉維;鄭忠杰;陳昆峣;鄧元為
• 申請（專利權）人: 華旭環能股份有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G02B27/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種光學透鏡的檢測裝置及方法，尤其涉及一種光學透鏡的聚光效率檢測裝置及其方法。

背景技術

隨著全球的暖化效應與石化燃料資源逐漸的消耗，新興能源技術的開發，已儼然成為人類必須嚴肅面對的問題。而在眾多的新興能源中，又以綠色能源的太陽光電取代傳統石化燃料能源被視為有效解決問題的方法之一，且正快速地發展中。由于太陽能電池的發電能源來自于陽光，太陽輻射光在通過太陽能電池材料轉換后即可成為可利用能源。以硅晶片太陽能電池為例，其具有12％～20％的光電轉換效率，且當以不同的晶體材料設計出太陽能電池時，它們的光電特性也會有所不同。一般來說，單晶硅太陽能電池的光電轉換效率最高，使用年限也比較長，但價格成本昂貴，比較適合于發電廠或交通照明標志等場所的使用。至于多晶硅太陽能電池，由于其多晶特性，在切割及再加工的工藝上，比單晶和非晶硅較困難，光電轉換效率也比單晶硅太陽能電池的低。但簡單的工藝和低廉的成本為其主要特色。故對于非晶硅的太陽能電池來說，由于價格最便宜，生產速度也最快，比較常應用在部分低功率的消費性電子產品上，且其新型的應用也不斷地研發中。但前述的硅晶片太陽能電池的能量轉換效率也僅可達20％，為其主要缺點。

當然太陽能電池除了可以選用前述的硅材料外，也可采用其他的材料，如碲化鎘、砷化鎵銦、砷化鎵等化合物半導體的材料來制作，也可以制作出高效率的太陽能電池。不同于硅晶片太陽能技術，用化合物半導體材料制作的聚光型太陽能電池(Concentrator?Photovoltaic，CPV)可吸收較寬廣的太陽光譜能量，再搭配高聚光鏡面菲涅爾透鏡(Fresnel?Lens)與太陽光追蹤器(SunTracker)的組合，將可有效縮小太陽能電池的吸光面積、降低發電成本，加速相關應用面的推廣，且其轉換效率更可達40％，并且聚光型太陽能電池的耐熱性比一般晶片型太陽能電池又來的高。但由于聚光型太陽能電池利用透鏡將光聚集到狹小的面積上來提高發電效率，所以透鏡結構在聚光型太陽能電池中扮演著極重要的角色。事實上，能應用于聚光型太陽能電池產業的光學透鏡的種類繁多，且光學透鏡除應用于聚光型太陽能電池外，也可應用于例如投影裝置等圖像設備中，而且隨著其應用范圍、或所使用材料的差異，更會采取不同的制造方式來進行量產。然而，針對光學透鏡的每一種制造方式除了需思考到如何快速地大量生產以外，還必須考慮如何維持大量產出的光學透鏡的品質。因此，如何快速又精確地對光學透鏡的進行光學檢測，也一直是該領域近年來亟欲發展的重要技術之一。

圖1為揭示一公知技術的透鏡聚光效率測試裝置的方框圖。如圖所示，該透鏡聚光效率測試裝置1至少具有一能提供測試光源的光源單元11及一接收測試光源的檢測單元12。在該透鏡聚光效率測試裝置1進行一透鏡20的聚光效率測試時，需將該透鏡20先設置于該光源單元11及該檢測單元12之間，使該光源單元11產生的測試光源通過該透鏡20到達該檢測單元12；而檢測單元12則可根據其所接收到的光源信息來判斷該透鏡的聚光效率。然而在實際應用時，該檢測單元12所接收的信息僅可獲悉該透鏡20的整體聚光效率，而無法解析該透鏡20的鏡面上二維空間的各點的聚光效率，所以自然無法依檢測結果提供該透鏡20做進一步的調整或檢修。因為以一射出成型的透鏡為例，若透鏡聚光效率測試裝置可解析出其鏡面上二維空間的各點的聚光效率，則可依其所測得的空間各點效率來調整透鏡制作的模具或射出成型參數等。因此，公知的透鏡聚光效率測試裝置，因受限于其檢測設備及方法，而無法有效解析一待測透鏡的鏡面上二維空間的各點聚光效率。若欲提升透鏡檢測的精細程度及效能，公知的鏡透聚光效率測量技術則有必要進一步改善。

發明內容

本發明的目的為提供一種光學透鏡的聚光效率檢測裝置，以有效解析一待測透鏡的鏡面上二維空間的各點聚光效率來實現全面測量光學透鏡聚光性質的目的，同時通過圖形化結果的輸出，進一步提供調整透鏡制作的模具或射出成型參數等。