[發明專利]三維曲面全漫射太陽光模擬器

無效

• 申請號: 201010239910.7
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN101915614A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 萬曉霞;劉振;黃新國
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10;F21V7/04;F21V14/02;F21V7/22;F21V13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種三維曲面漫反射太陽光模擬器，采用機械方式將線性光轉化為比較理想的漫反射光。

背景技術

目前，提供穩定的漫射光源是色度檢測、光度檢測、太陽能電池檢測、光柵印刷以及立體印刷質量檢測等領域重要的實驗與觀測要求，漫射光的性能直接影響儀器的檢測準確性，測試數據的可靠性，以及質量評價的穩定性。

現有技術中，可以提供穩定漫射光照明條件主要分為三類設備，一種為積分球漫射光發生器，也是目前漫射光模擬效果最好的一種裝置；第二種為平板式漫射光模擬器，目前此類設備主要用在液晶屏，LED等設備中；第三種為機械式光路模擬漫射光發生器，此類設備設計利用空間大，而且可以根據要求進行改裝，方便使用，目前此類設備主要用于太陽能、設備及樣品測試、色度測量以及具有特殊需求的行業中。

積分球為理想的漫射光發生裝置，利用積分球可以構建模擬理想的漫反射光源照射條件，其基本原理是利用混光特性，將光線進行多次內反射，從而使到達被測樣本表面的光線滿足均勻性的要求，自從19世紀90年代積分球用于光源光度測量以來，積分球就被廣泛應用與輻射度、光度、色度等各個領域。但是積分球尺寸體積較小，對制作工藝及材料要求較高，另外，由于積分球獨特的球形結構，不適合大幅面樣品的目視觀察比較，因而積分球設備不適用于被照物體尺寸體積較大，且需要人眼視覺觀測的相關領域。

平板式漫反射模擬器光源功率較小，制造工藝復雜，并且使用范圍有限，多用在顯示器、背投電視等領域。

機械式光路模擬漫射光發生器，通過機械設計來實現漫射光模擬效果，此類設備的尺寸大小可調，設備元件更換方便，照射面積大，漫射光性能穩定，能夠滿足特定領域的要求，目前此類設備有少量用于太陽能電池的測試領域，但是專門用于光度測量、色度測量、光柵產品色度檢的設備很少。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術能為大尺寸、大幅面物體提供穩定漫射光源的不足，設計提供一種三維曲面漫射太陽光模擬設備，使設備發出的模擬漫射光能夠達到光譜和均勻性要求，滿足色度光度測量、光柵產品色度檢測的需要。

本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案是一種三維曲面全漫射太陽光模擬器，包括箱體、箱體下方的觀測臺、至少三個標準線性光源、鏡面反射曲面元件、漫反射曲面元件和漫透射曲面元件，在箱體內均勻設置標準線性光源；在每個標準線性光源和觀測臺之間分別設置一個鏡面反射曲面元件，對應鏡面反射曲面元件的光路方向設置一個漫反射曲面元件，通過鏡面反射曲面元件將光源均勻反射到漫反射曲面元件上；在漫反射曲面元件的光路上設置一個漫透射曲面元件。

而且，在箱體內設置標準線性光源采用光源調節底座實現，每個標準線性光源采用一個光源調節底座，每個光源調節底座由光源支架、調節滑行軌道、齒條和調節齒輪組成，光源支架固定標準線性光源位置，當轉動調節齒輪時，齒條在調節齒輪的帶動下推動光源支架沿著調節滑行軌道移動，從而使標準線性光源沿著調節滑行軌道移動，以調節光源與鏡面反射曲面元件和漫反射曲面元件之間的距離。

而且，漫反射曲面元件為圓柱面，采用涂漫射材料的PVB基熱塑性板材或金屬板材。

而且，漫透射曲面元件采用高透光率漫透射材料，材料表面附有一層紅外截止NIR濾色片。

本發明專利的有益效果是，利用光學原理，通過機械方式提供穩定的漫反射光照射條件，結構簡單，可以根據實際需要調節此裝置尺寸，并且產生的漫射光性能穩定，能夠滿足色度檢測、光柵產品質量檢測的要求。

附圖說明

圖1為本發明實施例的立體結構示意圖。

圖2為圖1的截面圖。

圖3為本發明實施例的光源調節底座結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案進一步進行詳細描述。

本發明的技術方案主要從機械光路上入手，解決光源與被測物體間距0.5～1.5米情況下光線均勻性的問題，具體實施時建議采用與正午太陽光色溫及光譜最為接近的D65/D50線性燈管作為標準光源，經過鏡面反射、漫反射、漫透射作用，最終實現理想的光源光譜要求以及穩定的漫射光條件。