KR101049450B1 - Optical apparatus and correction method of the same - Google Patents

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KR101049450B1
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김승관
박승남
이동훈
유재근
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한국표준과학연구원
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Abstract

PURPOSE: An optical device and a compensating method thereof for measuring quantum efficiency homogeneity are provided to enhance reliability of a solar cell, a solar cell module or a solar cell panel. CONSTITUTION: Light is projected to a region of interest in the first plane in which a predetermined source region of an image device is selected(S1100). Illuminance is measured through an illuminance meter arranged in the region of interest of the first plane(S1110). Each pixel of the image device is compensated and the illuminance within the region of interest of the first plane is regulated(S1120). A solar cell, a solar cell module, and a solar cell panel are arranged to the first plane(S1130). The light is projected to the target zone of the first plane(S1140).

Description

광학 장치 및 그 보정 방법{OPTICAL APPARATUS AND CORRECTION METHOD OF THE SAME}Optical device and its correction method {OPTICAL APPARATUS AND CORRECTION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 태양전지 양자효율 균질도를 검사하는 광학 장치 및 그 보정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 또는 디지털 극소거울(DMD, Digital Micromirror Device) 소자 등의 영상소자를 이용한 태양전지의 양자효율 균질도를 검사하는 광학 장치 및 그 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for inspecting homogeneity of solar cell quantum efficiency and a method of correcting the same, and more particularly to an image of a liquid crystal display (LCD) or a digital micromirror device (DMD). An optical device for inspecting quantum efficiency homogeneity of a solar cell using a device and a correction method thereof.

태양전지는 균일한 태양광을 조사시켜 전력을 생산하는 소자이지만, 태양전지의 일부분에 빛이 조사되면 전체 면적에 대한 조사 면적의 비율에 대응하는 전력만이 발생된다.The solar cell is a device that generates power by irradiating uniform sunlight, but when light is irradiated to a part of the solar cell, only power corresponding to the ratio of the irradiation area to the total area is generated.

일반적으로 백색광 또는 레이저광을 렌즈 등을 통하여 태양전지판에 국소적으로 집속시키면 조사위치에서 발생하는 태양전지의 단락회로전류를 얻을 수 있고 이를 주사(scanning)하여 2차원으로 매핑(mapping)하면 태양전지판의 양자효율 균질도를 얻을 수 있다.In general, when white light or laser light is focused locally on a solar panel through a lens, a short-circuit current of the solar cell generated at the irradiation position can be obtained, and scanning and mapping the two-dimensional solar panels The homogeneity of quantum efficiency can be obtained.

이 양자효율 균질도는 태양전지 내부의 국소적인 재료 결함이나 동작 이상에 의해 훼손될 수 있기 때문에 태양전지판의 연구, 제조, 검사 등의 과정에서 측정이 필요하다. 또한 태양전지에 가혹한 환경을 가하면서 이 균질도 변화를 관측함으로써 장기적인 수명 예측도 가능하다.Since the quantum efficiency homogeneity may be damaged by local material defects or malfunctions in the solar cell, measurement is necessary in the process of research, manufacture, and inspection of the solar panel. It is also possible to predict long-term lifespan by observing this homogeneity change while applying a harsh environment to the solar cell.

종래에 태양전지판의 양자효율 균질도를 검사하기 위해서 2축 서보제어 이송대 위에 태양전지를 설치하거나, 조사하려는 백색광원 또는 단색광원을 직접 또는 광섬유를 통하여 2축 서보제어 이송대에 설치하여 주사하는 방식을 사용하고 있었다.Conventionally, in order to check the quantum efficiency homogeneity of a solar panel, a solar cell is installed on a two-axis servo control feeder, or a white or monochromatic light source to be irradiated is installed or scanned on a two-axis servo control feeder directly or through an optical fiber. I was using the method.

또는 렌즈에 레이저 광선을 입사시키고, 이 광선의 입사각을 기계적, 또는 전기적인 방법으로 제어함으로써 렌즈에서 나오는 광선이 떨어지는 위치를 변화시켜 단락회로전류를 측정하는 방법을 사용하고 있었다.Alternatively, a laser beam was incident on the lens, and a method of measuring short circuit current by changing the position at which the beam exited from the lens fell by controlling the incident angle of the beam by a mechanical or electrical method.

그러나 이런 방법은 기계적인 움직임을 동반하기 때문에 측정시간이 오래 걸리고, 필연적으로 진동과 소음이 수반되어 측정이 부정확한 문제점이 있었다.However, this method has a long measurement time because of the mechanical movement, inevitably accompanied by vibration and noise, the measurement was inaccurate.

또한 양자효율의 공간분해능을 결정하는 조사 광선의 크기를 조절하기 위하여 추가적인 광학계를 사용해야 할 뿐만 아니라 이 조절을 자동으로 수행하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있었다.In addition, in addition to using an additional optical system to adjust the size of the irradiation beam to determine the spatial resolution of the quantum efficiency, there was a problem that it is not easy to perform this adjustment automatically.

그리고 빛의 조사 면적을 늘리기 위해서는 2축 서보제어 이송대를 스트로크가 큰 것으로 완전히 바꿔야 되는 문제도 있었다.In addition, in order to increase the light irradiation area, there was a problem in that the 2-axis servo control feeder must be completely changed to a large stroke.

따라서, 종래 문제를 해결하고 태양전지판의 양자효율 균질도 검사에 정확성을 기하면서도 제어가 간편한 태양전지판의 양자효율 균질도 검사장치 및 그 방법에 대한 요구가 있어 왔다.Therefore, there has been a demand for a quantum efficiency homogeneity inspection device and a method of the solar panel that are easy to control while solving the conventional problems and ensuring accuracy of the quantum efficiency homogeneity inspection of the solar panel.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널의 신뢰성을 높이기 위해 그 양자효율 균질도를 측정하기 위한 광학 장치를 제공하는 것이다.One technical problem to be solved of the present invention is to provide an optical device for measuring the homogeneity of the quantum efficiency in order to increase the reliability of the solar cell, module, or panel.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널의 신뢰성을 높이기 위해 그 양자효율 균질도를 측정하기 위한 광학 장치의 보정 방법을 제공하는 것이다.One technical problem to be solved of the present invention is to provide a calibration method of an optical device for measuring the quantum efficiency homogeneity in order to increase the reliability of the solar cell, module, or panel.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치는 복수의 태양 전지 셀들을 포함하고 제1 평면에 배치되는 태양 전지 모듈 또는 패널의 일부 영역 또는 전 영역에 광을 조사하기 위하여 상기 제1 평면과 이격되어 배치된 광 투사부, 및 상기 제1 평면에서 위치에 따른 조도가 일정하도록 상기 광 투사부를 제어하는 조도 보정부를 포함한다.An optical device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of solar cells and is disposed spaced apart from the first plane to irradiate light to a portion or the entire area of the solar cell module or panel disposed on the first plane. And an illuminance correcting unit controlling the light projecting unit so that the illuminance according to a position in the first plane is constant.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 보정 방법은 영상 소자의 소정의 소스 영역을 선택하여 투사되는 제1 평면의 관심 영역에 광을 조사하는 단계, 상기 제1 평면의 상기 관심 영역에 배치된 조도계를 통하여 조도 분포를 측정하는 단계, 및 상기 제1 평면의 상기 관심 영역 내에 공간적으로 조도가 일정하도록 상기 영상 소자의 각 픽셀을 보정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a method of correcting an optical device includes selecting a predetermined source region of an imaging device and irradiating light to a region of interest of a first plane to be projected, the region being disposed in the region of interest of the first plane. Measuring an illuminance distribution through an illuminometer, and correcting each pixel of the image device such that illuminance is spatially constant within the region of interest of the first plane.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치는 기계적 진동 및 노이즈에 강하고, 빠른 속도로 신뢰성 있는 태양 전지 셀, 모듈, 및 패널의 양자효율 균질도 측정을 제공할 수 있다.An optical device according to an embodiment of the present invention is capable of providing quantum efficiency homogeneity measurement of solar cells, modules, and panels that are resistant to mechanical vibration and noise and are fast and reliable.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 영상소자를 이용하여 태양전지 양자효율 균질도를 검사하는 방법에 관한 흐름도이다.
도 5는 태양전지 양자효율 균질도 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 7은 보정이 수행되지 않은 경우 상기 광 투사부에 투사되는 관심 영역에서의 조도의 공간 분포를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관심 영역의 조도 분포를 측정하는 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 보정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 영상 소자를 보정하는 단계를 설명하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 광 투사부에 의한 그레이 스케일에 따른 조도를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 보정된 광 투사부가 제공하는 관심 영역의 조도 분포를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 광학 장치를 설명하는 도면이다.
도 14는 도 13의 광학 장치를 이용하여 측정한 태양전지 셀의 위치에 따른 단락 전류를 설명하는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of the present invention.
2 shows a first embodiment according to the present invention.
3 shows a second embodiment according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of inspecting the homogeneity of solar cell quantum efficiency using an image device.
5 is a flowchart illustrating a method of calculating the quantum efficiency homogeneity of a solar cell.
6 illustrates an optical device according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a spatial distribution of illuminance in a region of interest projected on the light projecting unit when correction is not performed.
8 is a view for explaining an optical device for measuring an illuminance distribution of a region of interest according to another exemplary embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a correction method of an optical device according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart for explaining a step of correcting an image device.
FIG. 11 is a view for explaining illuminance according to gray scale by the light projector of the optical device according to the exemplary embodiment.
12 is a diagram illustrating an illuminance distribution of a region of interest provided by a corrected light projector according to another exemplary embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining an optical device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a short circuit current according to a position of a solar cell measured using the optical device of FIG. 13.

양자효율이란 광자가 전자로 변환되는 효율을 의미하며, 이는 광 에너지가 전기 에너지로 변환되는 에너지 변환효율을 결정하므로 에너지 변환효율도 포괄하는 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 태양전지 양자효율 균질도의 검사는 에너지 변환효율 균일도 검사를 포괄하는 개념으로 해석되어야 한다.Quantum efficiency refers to the efficiency of photons converted to electrons, which should be interpreted as a concept that encompasses energy conversion efficiency because it determines the energy conversion efficiency of light energy is converted into electrical energy. Therefore, the inspection of solar cell quantum efficiency homogeneity should be interpreted as a concept encompassing the energy conversion efficiency uniformity test.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the components have been exaggerated for clarity. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 영상소자를 이용한 광학 장치는 기본적으로 발광장치(100), 영상소자(200), 영상소자 제어부(300), 태양전지판(400), 표시부(500), 산출제어부(900)로 구성된다. 이하 도면을 참조하여 실시예에 따른 발명을 상세히 설명한다.1 is a schematic configuration diagram of the present invention. As shown in FIG. 1, an optical device using an image device basically includes a light emitting device 100, an image device 200, an image device controller 300, a solar panel 400, a display unit 500, and a calculation controller ( 900). Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예는 발광장치(100)를 두어 원하는 광선을 발생시키고 광로상에 집속렌즈(600), 액정디스플레이(LCD) 소자(210), 색필터(700), 광조절렌즈(800) 및 태양전지판(400)을 두어 인공태양광이 태양전지판(400)에 조사될 수 있도록 구성되어 있다.2 shows a first embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 2, the first embodiment of the present invention includes a light emitting device 100 to generate a desired light beam, and a focusing lens 600, a liquid crystal display (LCD) element 210, and a color filter on an optical path. 700, the light adjusting lens 800 and the solar panel 400 is configured so that the artificial sunlight can be irradiated to the solar panel 400.

여기에 원하는 광선을 통과시키기 위한 영상소자 제어부(300), 인공태양광의 조사에 의해 발생한 광전류를 표시하는 표시부(500) 및 산출제어부(900)가 더 구비되어 액정디스플레이 소자(210)를 이용한 광학 장치가 구성된다.The optical device using the liquid crystal display device 210 is further provided with an image element controller 300 for passing a desired light ray, a display unit 500 for displaying a photocurrent generated by the irradiation of artificial sunlight, and a calculation controller 900. Is composed.

이하 도 2를 참조하여 설명한다.A description with reference to FIG. 2 is as follows.

발광장치(100)는 실제 태양광과 유사한 빛을 이용하기 위하여 인공태양광 발생장치(110)를 사용하고, 이러한 인공태양광 발생장치(110)는 제논(Xenon)램프(111), 리플렉터(112), 보정필터(113)로 구성된다.The light emitting device 100 uses an artificial photovoltaic device 110 in order to use light similar to the actual solar light, and the artificial photovoltaic device 110 includes a Xenon lamp 111 and a reflector 112. ), And a correction filter 113.

여타의 광원은 태양에서 발생하는 스펙트럼과는 파장별로 다른 빛의 강약을 가지므로 제논램프(111) 광원이 우선된다. 제논램프(111)를 이용한 광에너지 스펙트럼 분포는 표준으로 사용하는 AM1.5 표준분광분포와 차이가 있으므로 보다 정밀한 스펙트럼 달성을 위해 보정필터(113)가 별도로 추가되는 것이다.Since other light sources have different intensity of light for each wavelength than the spectrum generated from the sun, the xenon lamp 111 light source has priority. The optical energy spectrum distribution using the xenon lamp 111 is different from the AM1.5 standard spectrum distribution used as a standard, so that a correction filter 113 is separately added to achieve more accurate spectrum.

그리고, 리플렉터(112)는 제논램프(111)에서 나온 빛을 일정한 방향으로 모아주는 역할을 한다.The reflector 112 collects light emitted from the xenon lamp 111 in a predetermined direction.

액정디스플레이 소자(210)는 광로상에 위치하여 태양전지판(400)의 특정 부위와 매칭시킬 수 있도록 다수의 픽셀을 가지는 소자를 사용한다. 그리고 픽셀의 개폐를 조절하기 위한 영상소자 제어부(300)를 통해 특정 주사 방식을 선택할 수 있다. 그리고 일반적으로 액정디스플레이 소자의 사용에 필요한 백라이트 유닛은 불필요하다.The liquid crystal display device 210 uses a device having a plurality of pixels so as to be located on the optical path and match with a specific portion of the solar panel 400. In addition, a specific scanning method may be selected through the image device controller 300 for controlling opening and closing of pixels. In general, the backlight unit required for the use of the liquid crystal display device is unnecessary.

영상소자 제어부(300)는 컴퓨터 또는 패턴발생기를 사용할 수 있으며 특정 패턴의 주사 방식으로서 픽셀을 하나씩 개방할 수도 있으나 여러 개를 묶어 개방할 수도 있다. 이 경우 한 열 또는 한 행씩 개방하거나 여러 개를 정사각형 모양으로 묶어 개방하여 검사 시간을 줄일 수도 있다.The image device controller 300 may use a computer or a pattern generator, and may open pixels one by one as a scanning method of a specific pattern, or may bundle and open several pixels. In this case, inspection time can be shortened by opening one column or one row or by grouping several squares.

또한, 영상소자 제어부(300)는 산출 제어부(900)와 연결된다. 따라서 산출 제어부(900)가 영상소자 제어부(300)로부터 주사패턴 정보를 받아 태양전지판(400)의 광전류 데이터를 분석하고 표시부(500)에 표시하는 역할도 하게 된다.In addition, the image device controller 300 is connected to the calculation controller 900. Therefore, the calculation controller 900 receives the scan pattern information from the image device controller 300 to analyze the photocurrent data of the solar panel 400 and display the data on the display unit 500.

태양전지판(400)은 양자효율에 따른 균질도 검사의 대상이 되며, 액정디스플레이 소자(210)를 통과하여 조사된 특정 광선이 광전효과에 의한 광전류 데이터로 변환되어 표시부(500)에 전달된다.The solar panel 400 is subjected to a homogeneity test according to quantum efficiency, and a specific light beam irradiated through the liquid crystal display device 210 is converted into photocurrent data by photoelectric effect and transmitted to the display unit 500.

여기서 표시부(500)는 전류/전압 변환기(510), 아날로그/디지털 변환기(520)를 더 구비하여 영상정보를 표시할 수 있다. 즉, 전류/전압 변환기(510)는 액정디스플레이 소자(210)의 각 픽셀에 대응되는 태양전지 부분에서 발생하는 광전류를 전압 신호로 변환하며, 아날로그/디지털 변환기(520)는 전류/전압 변환기를 통과한 아날로그의 전압신호를 디지털 신호로 변환하고, 표시부(500)는 아날로그/디지털 변환기(520)를 통과한 디지털 신호를 영상으로 표시하게 된다.The display unit 500 may further include a current / voltage converter 510 and an analog / digital converter 520 to display image information. That is, the current / voltage converter 510 converts the photocurrent generated in the solar cell portion corresponding to each pixel of the liquid crystal display device 210 into a voltage signal, and the analog / digital converter 520 passes through the current / voltage converter. The analog voltage signal is converted into a digital signal, and the display unit 500 displays the digital signal passed through the analog / digital converter 520 as an image.

집속렌즈(600)는 인공태양광 발생장치(110)에서 나온 인공태양광이 액정디스플레이 소자(210)에 집속되도록 배치되며, 볼록렌즈가 사용될 수 있다.The focusing lens 600 is disposed so that artificial sunlight emitted from the artificial solar generator 110 is focused on the liquid crystal display device 210, and a convex lens may be used.

그리고, 색필터(700)는 광로상에서 영상소자(200)의 앞이나 뒤에 위치할 수 있으며, 여러 색깔을 이용하는 것은 파장에 따른 태양전지판(400)의 양자효율을 알기 위한 것이다.In addition, the color filter 700 may be positioned in front of or behind the image device 200 on the optical path, and the use of various colors is to know the quantum efficiency of the solar panel 400 according to the wavelength.

또한, 색필터(700)의 간편한 사용을 위해 색필터 회전장치(710)를 구비하고 여기에 색필터(700)를 원형으로 설치하여 이를 회전시키며 파장대별 양자효율을 측정할 수 있다.In addition, a color filter rotating device 710 is provided for easy use of the color filter 700, and the color filter 700 is installed in a circular shape and rotated therein to measure quantum efficiency for each wavelength band.

또한, 광조절렌즈(800)는 액정디스플레이 소자(210)를 통과한 빛이 태양전지판(400)에 정확하게 조사될 수 있도록 조절하기 위해 필요한 구성으로서, 볼록렌즈가 사용된다.In addition, the light adjusting lens 800 is a convex lens that is used to adjust the light passing through the liquid crystal display device 210 to be accurately irradiated on the solar panel 400.

도 3은 본 발명에 따른 제 2실시예를 도시한 도면이다.3 is a view showing a second embodiment according to the present invention.

본 발명의 제 2실시예는 발광장치(100)를 두어 원하는 광선을 발생시키고 광로상에 집속렌즈(600), 디지털극소거울(DMD) 소자(220), 색필터(700), 광조절렌즈(800) 및 태양전지판(400)을 두어 태양전지판(400)에 인공태양광이 조사될 수 있도록 구성되어 있다. In the second embodiment of the present invention, the light emitting device 100 is provided to generate a desired light beam, and a focusing lens 600, a digital micromirror (DMD) element 220, a color filter 700, and a light adjusting lens 800 and the solar panel 400 is configured to be irradiated with artificial sunlight to the solar panel 400.

여기에 원하는 광선을 통과시키기 위한 영상소자 제어부(300), 인공태양광의 조사에 의해 발생한 광전류를 표시하는 표시부(500) 및 산출제어부(900)가 더 구비되어 디지털극소거울 소자(220)를 이용한 광학 장치가 구성된다.In addition, an image element controller 300 for passing a desired light ray, a display unit 500 for displaying a photocurrent generated by the irradiation of artificial sunlight, and a calculation controller 900 are further provided to provide an optical system using the digital micromirror element 220. The device is configured.

발광장치(100)로서 인공태양광 발생장치(110)를 사용하고, 이러한 인공태양광 발생장치(110)가 제논램프(111), 리플렉터(112), 보정필터(113)로 구성되는 것은 제 1실시예와 동일하다.The artificial solar generator 110 is used as the light emitting device 100, and the artificial solar generator 110 includes a xenon lamp 111, a reflector 112, and a correction filter 113. Same as the embodiment.

디지털극소거울 소자(220)는 수많은 미소거울(픽셀)로 이루어져 있어서 주사패턴 명령에 따라 특정 미소거울의 반사방향이 자동조절되어 광선의 진행방향을 바꿀 수 있는 소자이다. 따라서 인공태양광 발생장치(110)에서 나온 인공태양광 중 특정 광선만을 태양전지판(400)으로 반사시키고 다른 광선은 다른 방향으로 반사시키는 방식으로 소기의 목적을 달성한다.The digital micromirror element 220 is composed of a number of micromirrors (pixels), and according to a scan pattern command, the direction of reflection of a specific micromirror is automatically adjusted to change the traveling direction of the light beam. Therefore, only a specific ray of the artificial sunlight emitted from the artificial solar generator 110 is reflected to the solar panel 400 and the other ray is reflected in a different direction to achieve the desired purpose.

그리고 영상소자 제어부(300)를 이용해 특정 픽셀을 자동제어하며 특정 주사 방식을 선택할 수 있는 것은 제 1실시예와 동일하다. 영상소자 제어부(300)가 컴퓨터 또는 패턴발생기일 수 있다는 것 또한 제 1실시예와 동일하다.In addition, it is the same as that of the first embodiment in which the specific element is automatically controlled and the specific scanning method can be selected using the image element controller 300. It is also the same as that of the first embodiment that the image element controller 300 may be a computer or a pattern generator.

다만, 제 1실시예는 픽셀을 개폐하여 특정 광선을 제어하는 구성이지만 제 2실시예는 픽셀의 반사방향을 조절하고 여러 개의 픽셀을 묶어 동일 반사방향을 갖도록 제어되는 구성이라는 점에서 제 1실시예와 다르다.However, while the first embodiment is configured to control specific light rays by opening and closing pixels, the second embodiment is configured to control the reflection direction of the pixels and to control the plurality of pixels to have the same reflection direction. Is different from

집속렌즈(600)는 인공태양광 발생장치(110)에서 나온 인공태양광이 디지털극소거울 소자(220)에 집속되도록 하기 위한 것으로 볼록렌즈가 사용된다.The condenser lens 600 is used to condense the artificial sunlight emitted from the artificial solar generator 110 to the digital micromirror element 220.

본 실시예에 색필터(700) 및 색필터 회전장치(710)가 더 구비되고 이를 통해 태양전지판(400)에 파장별 광선을 조사할 수 있는 것은 제 1실시예와 동일하다.In the present embodiment, the color filter 700 and the color filter rotating device 710 are further provided, and the solar cell panel 400 may be irradiated with light for each wavelength according to the first embodiment.

그리고 광조절렌즈(800)로서 볼록렌즈가 사용되는 것과, 표시부(500)에 전류/전압 변환기(510), 아날로그/디지털 변환기(520)가 더 구비되어 디지털 신호를 영상으로 표시하는 것 또한 제 1실시예와 동일하다.In addition, a convex lens is used as the light adjusting lens 800, and a current / voltage converter 510 and an analog / digital converter 520 are further provided on the display unit 500 to display a digital signal as an image. Same as the embodiment.

도 4는 영상소자를 이용하여 태양전지 양자효율 균질도를 검사하는 방법에 관한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 빛의 이동경로를 살펴보면, 우선 발광장치(100)를 통해 소정의 빛이 조사되는데(S100) 발광장치(100)가 인공태양광 발생장치(110)인 본 실시예의 경우 제논램프(111)로부터 나온 광선이 리플렉터(112)에 반사되어 소정 방향을 향하고(S110) 보정필터(113)를 통과하여 인공태양광의 표준분광분포를 갖게 된다(S120). 4 is a flowchart illustrating a method of inspecting the homogeneity of solar cell quantum efficiency using an image device. Referring to the movement path of light as shown in FIG. 4, first, predetermined light is irradiated through the light emitting device 100 (S100). In this embodiment of the present embodiment, the light emitting device 100 is an artificial solar light generating device 110. Light rays emitted from the xenon lamp 111 are reflected by the reflector 112 to face a predetermined direction (S110) and pass through the correction filter 113 to have a standard distribution of artificial sunlight (S120).

그 다음, 인공태양광은 집속렌즈(600)를 통과하여 영상소자(200)에 집속되며(S200) 인공태양광 중 특정 파장대의 광선이 색필터 회전장치(710)에 삽입된 색필터(700)를 통과한다(S210).Next, the artificial sunlight passes through the focusing lens 600 and is focused on the image device 200 (S200). The color filter 700 in which light rays of a specific wavelength band of the artificial sunlight are inserted into the color filter rotating device 710 is used. Pass through (S210).

그 다음, 광선이 영상소자 제어부(300)의 특정 픽셀 제어 명령에 따라 픽셀을 통과 또는 픽셀에 반사(S300)되며, 영상소자(200)와 태양전지판(400) 사이에 위치한 광조절렌즈(800)를 통과하여(S310) 픽셀에 대응되는 태양전지판(400)에 조사된다(S400).Next, the light beam passes through the pixel or is reflected by the pixel according to a specific pixel control command of the image device controller 300 (S300), and the light adjusting lens 800 positioned between the image device 200 and the solar panel 400. Through (S310) is irradiated to the solar panel 400 corresponding to the pixel (S400).

상기와 같이 빛이 이동하여 태양전지판(400)에 조사되면 광전류 신호가 발생하고(S500), 산출 제어부(900)가 광전류 신호 획득 및 변환과정을 통해 태양전지의 양자효율 정보를 출력하게 된다(S600).When the light is moved and irradiated to the solar panel 400 as described above, a photocurrent signal is generated (S500), and the calculation controller 900 outputs quantum efficiency information of the solar cell through a process of acquiring and converting the photocurrent signal (S600). ).

다만, 영상소자(200)의 각 픽셀로부터 피측정 태양전지판(400)에 떨어지는 광선의 복사조도는 완전히 균일하지 않기 때문에 장치를 구현한 후에는 다음과 같이 광전류 데이터(Data1, Data2)를 확보하여 양자효율을 검사해야 한다.However, since the irradiance of light rays falling from each pixel of the image device 200 to the solar panel 400 under measurement is not completely uniform, after implementing the device, the photocurrent data Data1 and Data2 are secured as follows. The efficiency should be checked.

이하 도 5를 참조하여 태양전지 양자효율 산출 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of calculating a solar cell quantum efficiency will be described with reference to FIG. 5.

먼저 제 1, 2 실시예에 따른 검사 장치의 피측정 태양전지판(400) 위치에 피측정 태양전지판(400) 대신 2축 서보 제어 이송대를 포함하는 광검출기(미도시)를 설치한다(S605). 광검출기는 실리콘 광검출기를 사용할 수 있으며 공간응답특성이 균일한 광검출기이어야 한다.First, a photodetector (not shown) including a two-axis servo control feeder is installed at the position of the solar panel 400 under test in the inspection apparatus according to the first and second embodiments (S605). . The photodetector may use a silicon photodetector and should be a photodetector with uniform spatial response characteristics.

태양전지판(400)에 인공태양광이 조사되는 상기의 과정(S100~S500)이 태양전지판(400) 대신 실리콘 광검출기를 통해 동일하게 반복된다.The above-described process (S100 ~ S500) of irradiating artificial solar light to the solar panel 400 is equally repeated through the silicon photodetector instead of the solar panel 400.

실리콘 광검출기에서 발생한 광전류 데이터(Data 1)가 산출 제어부(900)에 획득되고(S610), 그 다음 실리콘 광검출기를 태양전지판(400)으로 교체한 후 인공태양광이 조사되면 피측정 태양전지판(400)에서 발생한 광전류 데이터(Data 2)가 산출 제어부(900)에 획득된다(S620). 이어서 산출 제어부(900)가 태양전지판(400)의 광전류 데이터를 광검출기의 광전류 데이터로 나누어 규격화된 데이터로 변환한다(S630).Photocurrent data (Data 1) generated from the silicon photodetector is obtained in the calculation control unit 900 (S610), and then replace the silicon photodetector with a solar panel 400, and then irradiated with artificial sunlight is measured solar panel ( The photocurrent data Data 2 generated at 400 is obtained by the calculation controller 900 (S620). Subsequently, the calculation controller 900 divides the photocurrent data of the solar panel 400 into photocurrent data of the photodetector and converts the photocurrent data into standardized data (S630).

변환된 규격화 데이터를 통해 태양전지판(400)의 양자효율 균질도 정보를 획득하여(S640) 태양전지 양자효율 균질도를 평가할 수 있다.Quantum efficiency homogeneity of the solar panel 400 may be obtained through the converted standardized data (S640) to evaluate the solar cell quantum efficiency homogeneity.

여기서, 광선의 분광복사조도에 대응하는 광전류데이터(Data 1)는 제논램프(111)의 특성이 변하지 않는 한 크게 변하지 않기 때문에 한번 획득한 후 메모리에 탑재해 두고 오래 사용할 수 있다.
Here, since the photocurrent data Data 1 corresponding to the spectral radiance of the light beam does not change significantly unless the characteristics of the xenon lamp 111 are changed, the photocurrent data Data 1 may be acquired once and mounted in a memory for a long time.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 설명하는 도면이다.6 illustrates an optical device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 광학 장치는 복수의 태양 전지 셀들을 포함하고 제1 평면(1914)에 배치되는 태양 전지(1400)의 일부 영역 또는 전 영역에 광을 조사하기 위하여 상기 제1 평면(1914)과 이격되어 배치된 광 투사부(1900), 및 상기 제1 평면(1914)에서 위치에 따른 조도가 일정하도록 상기 광 투사부(1900)를 제어하는 조도 보정부(1910)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the optical apparatus includes a plurality of solar cells and radiates light to a portion or all regions of the solar cell 1400 disposed on the first plane 1914. The light projecting unit 1900 is spaced apart from each other, and the illuminance correcting unit 1910 that controls the light projecting unit 1900 such that the illuminance according to the position on the first plane 1914 is constant.

상기 광 투사부(1900)는 LCD 빔 프로젝터 또는 DMD(Digital Micromirror Device) 소자를 이용한 빔 프로젝터일 수 있다. 상기 DMD 빔 프로젝터는 높은 명암비를 나타내고, LCD 프로젝터에 비하여 입력된 디지털 신호를 표현해주는 반응속도가 빠르기 때문에, 각 화소별 투영되는 이미지 처리시간이 빨라서 태양전지에 원하는 이미지 패턴을 주사할 경우 빠른 시간 안에 측정이 가능하다. The light projector 1900 may be an LCD beam projector or a beam projector using a digital micromirror device (DMD) device. Since the DMD beam projector exhibits a high contrast ratio and a fast response speed for expressing an input digital signal compared to an LCD projector, the image processing time projected for each pixel is fast, so that when a desired image pattern is scanned into a solar cell, Measurement is possible.

상기 광 투사부(1900)는 광원(1111), 및 상기 광원(1111)에 방출된 방출광이 상기 제1 평면(1914)에서 목표 영역을 형성하도록 상기 방출광을 제어하는 영상 소자(1220)를 포함한다. 상기 영상 소자(1220)의 각 픽셀의 그레이 스케일 레벨은 상기 제1 평면(1914) 내에서 균일한 조도 분포를 가지도록 조절된다.The light projector 1900 may include a light source 1111 and an image device 1220 that controls the emission light so that the emission light emitted by the light source 1111 forms a target area on the first plane 1914. Include. The gray scale level of each pixel of the image device 1220 is adjusted to have a uniform illuminance distribution in the first plane 1914.

상기 광원(1111)은 제논 램프를 포함한 다양한 광원이 사용될 수 있다. 보정 필터(1113)는 분광분포가 AM1.5 (또는 태양전지 평가를 위하여 필요한 표준 분광분포)가 되도록 상기 광원(1111)과 상기 태양 전지(1400) 또는 상기 제1 평면(1914) 사이의 광 경로 사이에 제공될 수 있다. 반사부(1112)는 상기 광원(1111)의 방출광을 집속하기 위하여 사용될 수 있다. 렌즈부(1600)는 상기 광원(1111)의 방출광을 상기 영상 소자(1220)에 제공할 수 있다. The light source 1111 may use various light sources including a xenon lamp. The correction filter 1113 is an optical path between the light source 1111 and the solar cell 1400 or the first plane 1914 such that the spectral distribution is AM1.5 (or a standard spectral distribution required for solar cell evaluation). Can be provided between. The reflector 1112 may be used to focus the emission light of the light source 1111. The lens unit 1600 may provide the emission light of the light source 1111 to the imaging device 1220.

파장 선택부(1710)는 상기 광원(1111)과 상기 태양 전지(1400) 사이의 광 경로에 배치되어, 상기 태양 전지(1400)에 조사되는 광의 파장을 선택할 수 있다. 상기 파장 선택부(1710)는 색 필터와 상기 색 필터가 장착된 회전판(1700)을 포함할 수 있다.상기 색 필터는 특정 파장 대역을 통과시키는 밴드 패스 필터일 수 있다.The wavelength selector 1710 may be disposed in an optical path between the light source 1111 and the solar cell 1400 to select a wavelength of light irradiated to the solar cell 1400. The wavelength selector 1710 may include a color filter and a rotating plate 1700 on which the color filter is mounted. The color filter may be a band pass filter that passes a specific wavelength band.

투사 광학부(1800)는 상기 영상 소자(1220)와 상기 태양 전지(1400) 사이에 배치되어, 상기 영상 소자(1220)의 이미지 패턴을 상기 태양 전지(1400)가 배치된 제1 평면에 투사시킬 수 있다. 이 경우, 상기 투사 광학부(1800)의 촛점 거리는 선명한 상을 얻기 위하여 조절될 수 있다. 상기 투사 광학부(1800)는 볼록 렌즈 또는 거울이 사용될 수 있다.The projection optical unit 1800 is disposed between the imaging device 1220 and the solar cell 1400 to project the image pattern of the imaging device 1220 onto a first plane on which the solar cell 1400 is disposed. Can be. In this case, the focal length of the projection optical unit 1800 may be adjusted to obtain a clear image. The projection optical unit 1800 may be a convex lens or a mirror.

상기 조도 보정부(1910)는 상기 제1 평면(1914)에 배치된 조도계(1913), 상기 조도계(1913)를 상기 제1 평면(1914) 내에서 위치에 따라 이동시키는 이동부(미도시), 상기 조도계(1913)의 출력 신호를 샘플링하는 샘플링부(1912), 및 상기 샘플링부(1912)의 출력 신호를 연산하여 상기 광 투사부(1900)에 제공하는 처리부(1911)를 포함할 수 있다. 상기 조도계(1913)는 제거되고, 상기 태양 전지(1400)가 상기 제1 평면(1914)에 배치된다.The illuminance corrector 1910 may include an illuminometer 1913 disposed on the first plane 1914, a moving unit (not shown) for moving the illuminometer 1913 according to a position in the first plane 1914. A sampling unit 1912 for sampling the output signal of the illuminometer 1913, and a processing unit 1911 for calculating and outputting the output signal of the sampling unit 1912 to the light projector 1900. The illuminometer 1913 is removed and the solar cell 1400 is disposed in the first plane 1914.

상기 조도 보정부(1910)에서 생성된 비디오 신호(S1,S2)는 상기 광 투사부(1900)에 입력된다. 이에 따라, 상기 광 투사부(1900)의 상기 영상 소자(1220)에 형성된 소스 이미지 패턴은 상기 태양 전지(1400)에 투사되어 목표 이이미 패턴을 형성한다. 이에 따라, 상기 태양 전지(1400)의 단락 전류는 디지털전류계를 사용하여 측정될 수 있다. 이때 사용하는 상기 소스 이미지 패턴은 이미지의 화소 수와 상기 광 투사부(1900)의 해상도에 따라 결정할 수 있다. 상기 소스 이미지 패턴은 소스 영역을 형성하고, 상기 목표 이미지 패턴은 목표 영역을 형성할 수 있다. 상기 목표 영역은 이동될 수 있고, 합산되어 관심 영역이 제공될 수 있다.The video signals S1 and S2 generated by the illuminance corrector 1910 are input to the light projector 1900. Accordingly, the source image pattern formed on the image device 1220 of the light projector 1900 is projected onto the solar cell 1400 to form a target image pattern. Accordingly, the short circuit current of the solar cell 1400 may be measured using a digital ammeter. In this case, the source image pattern to be used may be determined according to the number of pixels of the image and the resolution of the light projector 1900. The source image pattern may form a source region, and the target image pattern may form a target region. The target areas may be moved and summed to provide areas of interest.

상기 조도계(1913)는 포토 다이오드 등 광의 조도를 전류 또는 전압으로 전환하는 수단일 수 있다. 상기 조도계(1913)는 하나, 1차원적으로 배열된 어레이, 또는 2차원적으로 배열된 어레이일 수 있다. 상기 조도계(1913)는 상기 제1 평면(1914)에 배치되어서 이동될 수 있다. The illuminometer 1913 may be a means for converting illuminance of light such as a photodiode into a current or a voltage. The illuminometer 1913 may be one, one-dimensionally arranged array, or two-dimensionally arranged array. The illuminometer 1913 may be disposed on the first plane 1914 and moved.

상기 이동부는 상기 조도계(1913)를 상기 제1 평면(1914)에서 이동하는 수단을 제공할 수 있다. 상기 이동부는 상기 목표 영역이 이동함에 따라, 상기 제1 평면에 배치된 조도계의 위치를 이동시킬 수 있다.The moving part may provide a means for moving the illuminometer 1913 in the first plane 1914. The moving unit may move the position of the illuminometer disposed on the first plane as the target region moves.

상기 샘플링부(1912)는 상기 조도계의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 수단일 수 있다. 상기 샘플링부(1912)는 아날로그/디지털 변환기를 포함할 수 있다.The sampling unit 1912 may be a means for converting an output signal of the illuminometer into a digital signal. The sampling unit 1912 may include an analog / digital converter.

상기 처리부(1911)는 상기 샘플링부(1912)의 출력 신호를 입력받아, 상기 관심 영역 내에서 위치에 따른 조도를 산출할 수 있다. 상기 처리부(1911)는 위치에 따른 조도를 처리하여 상기 광 투사부(1900)에 제공하여 상기 제1 평면(1914)의 상기 관심 영역에 대하여 균일한 조도를 제공할 수 있다.The processor 1911 may receive an output signal of the sampling unit 1912 and calculate an illuminance according to a position in the ROI. The processing unit 1911 may process the illumination according to a position and provide the same to the light projector 1900 to provide uniform illumination with respect to the ROI of the first plane 1914.

영상소자 제어부(1300)는 컴퓨터 또는 패턴발생기를 사용할 수 있다. 영상소자 제어부(1300)는 산출 제어부(1900)와 연결된다. 따라서 산출 제어부(1801)가 영상소자 제어부(1300)로부터 소스 이미지 패턴의 정보를 받아 태양전지(1400)의 광전류 데이터를 분석하고 표시부(1500)에 표시하는 역할도 하게 된다.The image device controller 1300 may use a computer or a pattern generator. The image device controller 1300 is connected to the calculation controller 1900. Accordingly, the calculation controller 1801 may also receive information of the source image pattern from the image device controller 1300 to analyze photocurrent data of the solar cell 1400 and display the data on the display unit 1500.

상기 조도계(1913)는 제거되고, 상기 태양 전지(1400)은 제1 평면(1914)에 배치된다. 상기 태양 전지(1400)의 관심 영역은 상기 조도계(1913)가 배치된 경우와 동일할 수 있다.The light meter 1913 is removed and the solar cell 1400 is disposed in a first plane 1914. The region of interest of the solar cell 1400 may be the same as the case where the illuminometer 1913 is disposed.

상기 태양전지(1400)는 양자효율에 따른 균질도 검사의 대상이 되며, 상기 영상 소자(1220)를 통하여 조사된 특정 광선이 광전효과에 의한 광전류 데이터로 변환되어 표시부(1500)에 전달된다.The solar cell 1400 is subjected to a homogeneity test according to quantum efficiency, and a specific light beam irradiated through the image device 1220 is converted into photocurrent data by a photoelectric effect and transmitted to the display unit 1500.

여기서, 표시부(1500)는 전류/전압 변환기(1510), 아날로그/디지털 변환기(1520)를 더 구비하여 영상정보를 표시할 수 있다. 즉, 전류/전압 변환기(1510)는 상기 영상 소자(1210)의 상기 소오스 영역에 대응되는 상기 태양전지(1400)의 상기 목표 영역에서 발생하는 광전류를 전압 신호로 변환한다. 아날로그/디지털 변환기(1520)는 전류/전압 변환기를 통과한 아날로그의 전압신호를 디지털 신호로 변환하고, 표시부(1500)는 아날로그/디지털 변환기(1520)를 통과한 디지털 신호를 영상으로 표시하게 된다.Here, the display unit 1500 may further include a current / voltage converter 1510 and an analog / digital converter 1520 to display image information. That is, the current / voltage converter 1510 converts the photocurrent generated in the target region of the solar cell 1400 corresponding to the source region of the image element 1210 into a voltage signal. The analog / digital converter 1520 converts the analog voltage signal passing through the current / voltage converter into a digital signal, and the display unit 1500 displays the digital signal passed through the analog / digital converter 1520 as an image.

도 7은 보정이 수행되지 않은 경우 상기 광 투사부에 투사되는 관심 영역에서의 조도의 공간 분포를 설명하는 도면이다.7 is a diagram illustrating a spatial distribution of illuminance in a region of interest projected on the light projecting unit when correction is not performed.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관심 영역의 조도 분포를 측정하는 광학 장치를 설명하는 도면이다.8 is a view for explaining an optical device for measuring an illuminance distribution of a region of interest according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 광 투사부(1900)는 DLP(Digital Light Processing) 프로젝터이고, DMD(Digital Micromirror Device) 소자를 이용한 빔 프로젝터이다. 상기 광 투사부(1900)는 높은 명암비를 나타낸다. 상기 광 투사부(1900)는 LCD 프로젝터에 비하여 입력된 디지털 신호를 표현해주는 반응속도가 빠르다. 또한, 상기 광 투사부(1900)는 각 화소별 투영되는 이미지 처리시간이 빨라서 태양전지에 원하는 이미지 패턴을 주사할 수 있다. 따라서, 빠른 시간 안에 상기 태양 전지의 단락 전류의 측정이 가능하다.7 and 8, the light projector 1900 is a digital light processing (DLP) projector and a beam projector using a digital micromirror device (DMD) device. The light projector 1900 has a high contrast ratio. The optical projector 1900 has a faster response speed for expressing an input digital signal than an LCD projector. In addition, the light projector 1900 may scan a desired image pattern on the solar cell because the image processing time projected for each pixel is fast. Therefore, it is possible to measure the short circuit current of the solar cell in a short time.

예를 들어, 상기 광 투사부(1900)에서 빛이 조사되는 관심 영역은 20 cm X 15 cm 이다. 상기 광 투사부(1900)와 조도계(1913)가 배치된 제1 평면(1914) 사이의 수직 거리는 35 cm 일 수 있다. 이 경우, 상이 가장 선명하게 맺히도록 초점 거리는 조정될 수 있다. 상기 관심 영역(1925)은 가로 및 세로로 10 등분하여 100 개의 목표 영역들(1915)을 제공할 수 있다. 상기 목표 영역들(1915) 각각에서 조도가 측정된다. 그 결과, 상기 관심 영역(1925)에 대하여 상기 조도가 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 조도 비가 4 배 정도로 나타났다. 이동부(1919)는 상기 조도계(1913)를 상기 관심 영역(1925) 내에서 상기 목표 영역들로 이동시킬 수 있다. 상기 이동부(1919)는 2축 제어 이송대일 수 있다. 상기 이동부(1919)는 지지 기판(1916) 상에 x축 방향 및/또는 y축 방향으로 이동할 수 있다.For example, the region of interest to which light is irradiated from the light projector 1900 is 20 cm X 15 cm. The vertical distance between the light projector 1900 and the first plane 1914 where the illuminometer 1913 is disposed may be 35 cm. In this case, the focal length can be adjusted so that the image appears most clearly. The ROI 1925 may be divided into 10 equal parts horizontally and vertically to provide 100 target areas 1915. Illuminance is measured in each of the target areas 1915. As a result, the roughness ratio between the highest and lowest portions of the region of interest 1925 was about four times. The moving unit 1919 may move the illuminometer 1913 to the target areas within the ROI 1925. The moving unit 1919 may be a two-axis control transfer table. The moving unit 1919 may move on the support substrate 1916 in the x-axis direction and / or the y-axis direction.

조도의 공간분포가 일정하지 않을 경우, 상기 태양전지의 양자효율 균질도를 측정하는 것은 쉽지 않다. 일반적으로 태양전지는 비선형성이 크기 때문에 조도분포가 클 경우에는 보정이 쉽지 않다. 따라서, 공간적으로 균일한 조도를 가지는 빔을 발생시키는 것이 중요하다. 상기 광 투사부(1900)에서 방출되는 백색광은 그레이 스케일 (예를 들어, 0 내지 255)으로 변화를 주어, 공간에 따른 조도 분포를 일정하게 맞출 수 있다. 예를 들어, 상기 광 투사부(1900)의 빛이 조사되는 관심 영역을 분할하여 목표 영역들로 나누고, 상기 목표 영역들에서 조도를 측정하고, 이를 그레이 스케일로 조정하면 관심 영역에 대한 조도를 일정하게 맞출 수 있다. When the spatial distribution of illuminance is not constant, it is not easy to measure the quantum efficiency homogeneity of the solar cell. In general, solar cells have a large nonlinearity, which makes it difficult to correct a large illuminance distribution. Therefore, it is important to generate a beam having a spatially uniform illuminance. The white light emitted from the light projector 1900 may change in gray scale (for example, 0 to 255) to uniformly adjust illuminance distribution according to space. For example, by dividing a region of interest to which light from the light projector 1900 is irradiated into target regions, measuring illuminance in the target regions, and adjusting it to gray scale, the illuminance of the region of interest is constant. Can be adjusted.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 보정 방법을 설명한다.Hereinafter, a correction method of an optical device according to an embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 보정 방법을 설명하는 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a correction method of an optical device according to an embodiment of the present invention.

도 10은 영상 소자를 보정하는 단계를 설명하는 흐름도이다.10 is a flowchart for explaining a step of correcting an image device.

도 9 및 도 10를 참조하면, 상기 보정 방법은 제1 평면의 관심 영역에 광을 조사하는 단계(S1100), 상기 제1 평면에 배치된 조도계를 통하여 조도를 측정하는 단계(1110), 및 상기 제1 평면의 관심 영역 내에 공간적으로 조도가 일정하도록 상기 영상 소자의 각 픽셀을 보정하는 단계(1130)를 포함한다.9 and 10, in the correcting method, the method may include irradiating light to an ROI of a first plane (S1100), measuring illuminance through an illuminometer disposed on the first plane (1110), and Compensating for each pixel of the image device 1130 such that the illuminance is spatially constant within the region of interest of the first plane.

상기 영상 소자의 각 픽셀을 보정하는 단계(1130)는 상기 제1 평면에서 조도와 상기 영상 소자의 그레이 레벨의 함수 관계를 구하는 단계(1131), 상기 측정된 관심 영역의 조도 분포를 이용하여 상기 제1 평면의 관심 영역에 대하여 피팅하는 단계(1132), 상기 피팅된 조도를 상기 영상 소자의 픽셀 수에 대응하도록 분할하는 단계(1133), 및 상기 제1 평면의 상기 관심 영역에서 조도가 일정하도록 상기 영상 소자의 각 픽셀을 상기 함수 관계를 이용하여 보정하는 단계(1134)를 포함할 수 있다.Compensating for each pixel of the image device 1130 may include obtaining a functional relationship between the illuminance and the gray level of the image device in the first plane (1131), and using the measured illumination intensity distribution of the ROI. Fitting 1132 to a region of interest of a first plane, dividing the fitted illuminance to correspond to the number of pixels of the image element 1133, and making the illuminance constant at the region of interest of the first plane; Compensating for each pixel of the image device by using the functional relationship (1134).

상기 보정 방법은 상기 제1 평면에 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널을 배치하는 단계(1140), 상기 영상 소자의 소정의 소스 영역을 선택하여 상기 소스 영역으로부터 투사되는 제1 평면의 목표 영역에 광을 조사하는 단계(1150), 상기 제1 평면의 목표 영역에 배치된 상기 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널을 통하여 흐르는 단락 전류를 측정하는 단계(1160), 및 상기 소스 영역을 변경하여 상기 목표 영역을 이동시키는 단계(1170)를 더 포함할 수 있다. 상기 목표 영역은 점 형태 또는 라인 형태일 수 있다.The correction method includes disposing a solar cell, a module, or a panel on the first plane (1140), selecting a predetermined source area of the imaging device, and applying light to a target area of the first plane projected from the source area. Irradiating (1150), measuring short-circuit current flowing through the solar cell, module, or panel disposed in the target region of the first plane (1160), and changing the source region to change the target region. The method may further include moving 1170. The target area may be in the form of a dot or a line.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치의 광 투사부에 의한 그레이 스케일에 따른 조도를 설명하는 도면이다.FIG. 11 is a view for explaining illuminance according to gray scale by the light projector of the optical device according to the exemplary embodiment.

도 11을 참조하면, 상기 영상 소자의 그레이 스케일에 따른 상기 제1 평면의 관심 영역에서 조도가 측정될 수 있다(S1131). 통상적으로, 상기 그레이 스케일에 따라 상기 제1 평면에서의 조도는 선형적으로 변하지 않을 수 있다.Referring to FIG. 11, illuminance may be measured in the ROI of the first plane according to the gray scale of the imaging device (S1131). Typically, the roughness in the first plane may not change linearly with the gray scale.

도 7을 참조하면, 상기 관심 영역 내에서 상기 목표 영역들의 조도는 2차원적으로 피팅될 수 있다(S1132).Referring to FIG. 7, the roughness of the target areas in the ROI may be two-dimensionally fitted (S1132).

이어서, 상기 피팅된 조도 분포는 상기 광 투사부의 영상 소자의 픽셀 수에 대응하도록 공간적으로 분할될 수 있다(S1133). 이에 따라, 상기 분할된 조도 분포의 각 픽셀은 상기 영상 소자의 각 픽셀에 일대일 대응될 수 있다.Subsequently, the fitted illuminance distribution may be spatially divided to correspond to the number of pixels of the image element of the light projector (S1133). Accordingly, each pixel of the divided illuminance distribution may correspond one-to-one to each pixel of the image device.

상기 영상 소자의 각 픽셀은 다음과 같이 그레이 스케일로 보정될 수 있다(S1134).Each pixel of the image device may be corrected in gray scale as follows (S1134).

Figure 112010023719276-pat00001
Figure 112010023719276-pat00001

여기서, E는 상기 피팅된 조도 분포의 픽셀(j)의 조도이고, 상기 Emax는 상기 피팅된 조도 분포의 픽셀들 중에서 최대 조도이다. G는 상기 영상 소자의 픽셀(j)의 그레이 레벨이고, Gmax는 상기 영상 소자의 최대 그레이 레벨이다. 8 비트 그레이 스케일의 경우 Gmax는 255에 해당된다. f는 상기 영상 소자의 Gmax에 대하여 정규화된 그레이 스케일에 대한 Emax에 대하여 정규화된 조도의 피팅 함수이다.Here, E is the illuminance of the pixel j of the fitted illuminance distribution, and Emax is the maximum illuminance among the pixels of the fitted illuminance distribution. G is the gray level of the pixel j of the imaging device, and Gmax is the maximum gray level of the imaging device. For 8-bit gray scale, Gmax is equal to 255. f is a fitting function of roughness normalized with respect to Emax with respect to gray scale normalized with respect to Gmax of the said image element.

상기 영상 소자의 픽셀(j)의 그레이 레벨(G)가 상기 영상 소자에 입력되면, 상기 영상 소자는 상기 관심 영역에 대하여 균일한 조도 분포를 제공할 수 있다.When the gray level G of the pixel j of the imaging device is input to the imaging device, the imaging device may provide a uniform illuminance distribution with respect to the ROI.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 보정된 상기 광 투사부가 제공하는 관심 영역의 조도 분포를 나타내는 도면이다.12 is a diagram illustrating an illuminance distribution of a region of interest provided by the light projecting unit corrected according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 측정한 불균일한 조도 분포를 이용하여 보정하여, 상기 광 투사부의 방출되는 광이 상기 제1 평면에서 조도 분포가 균일하도록 맞춘 결과이다. 이에 따라, 관심 영역에서 2 퍼센트(%) 이내의 균질도를 얻을 수 있었다.Referring to FIG. 12, it is a result of correcting using the measured uneven illuminance distribution so that the emitted light of the light projector is adjusted so that the illuminance distribution is uniform in the first plane. Accordingly, homogeneity within 2 percent (%) was obtained in the region of interest.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 광학 장치를 설명하는 도면이다.13 is a view for explaining an optical device according to another embodiment of the present invention.

도 14는 도 13의 장치를 이용하여 측정한 태양전지 셀(1400)의 위치에 따른 단락 전류를 설명하는 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a short circuit current according to the position of the solar cell 1400 measured using the apparatus of FIG. 13.

도 13 및 도 14를 참조하면, 목표 영역(1923)은 라인 형태이고, 관심 영역(1927) 전체에 대하여 스캐닝 되었다.13 and 14, the target area 1923 is in the form of a line and is scanned over the entire region of interest 1927.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

1900: 광 투사부
1910: 보정 처리부
1911: 처리부
1400: 태양 전지
1912: 샘플링부1900: light projection unit
1910: correction processing unit
1911 processing
1400: solar cell
1912: sampling unit

Claims (7)

복수의 태양 전지 셀들을 포함하고 제1 평면에 배치되는 태양 전지 모듈 또는 패널의 일부 영역 또는 전 영역에 광을 조사하기 위하여 상기 제1 평면과 이격되어 배치된 광 투사부; 및
상기 제1 평면에서 위치에 따른 조도가 일정하도록 상기 광 투사부를 제어하는 조도 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.A light projection unit including a plurality of solar cells and disposed to be spaced apart from the first plane in order to irradiate light to a portion or the entire area of the solar cell module or panel disposed on the first plane; And
And an illuminance correcting unit controlling the light projecting unit so that the illuminance according to the position in the first plane is constant. 제 1항에 있어서,
상기 조도 보정부는:
상기 제1 평면에 배치된 조도계;
상기 조도계를 상기 제1 평면 내에서 위치에 따라 이동시키는 이동부;
상기 조도계의 출력 신호를 샘플링하는 샘플링부; 및
상기 샘플링부의 출력 신호를 연산하여 상기 광 투사부에 비디오 신호를 제공하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.The method of claim 1,
The illuminance correction unit:
An illuminometer disposed in the first plane;
A moving unit for moving the illuminometer according to a position in the first plane;
A sampling unit for sampling the output signal of the illuminometer; And
And a processor configured to calculate an output signal of the sampling unit and provide a video signal to the optical projector. 제 1항에 있어서,
상기 광 투사부는:
광원; 및
상기 광원에서 방출된 방출광이 상기 제1 평면에서 목표 영역을 형성하도록 상기 방출광을 제어하는 영상 소자를 포함하고,
상기 영상 소자의 각 픽셀의 그레이 스케일 레벨은 상기 제1 평면 내에서 균일한 조도 분포를 가지도록 조절되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.The method of claim 1,
The light projection unit:
Light source; And
An image element for controlling the emission light such that the emission light emitted from the light source forms a target area in the first plane,
And the gray scale level of each pixel of the imaging device is adjusted to have a uniform illuminance distribution in the first plane. 영상 소자의 소정의 소스 영역을 선택하여 투사되는 제1 평면의 관심 영역에 광을 조사하는 단계;
상기 제1 평면의 상기 관심 영역에 배치된 조도계를 통하여 조도 분포를 측정하는 단계; 및
상기 제1 평면의 상기 관심 영역 내에 공간적으로 조도가 일정하도록 상기 영상 소자의 각 픽셀을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 보정 방법.Selecting a predetermined source region of the imaging device and irradiating light to a region of interest of the first plane to be projected;
Measuring an illuminance distribution through an illuminometer disposed in the ROI of the first plane; And
Correcting each pixel of the image device such that illuminance is spatially constant within the region of interest of the first plane. 제 4 항에 있어서,
상기 관심 영역에 조도 분포를 측정하기 위해 비치된 조도계는 하나, 1차원적으로 배열된 어레이, 또는 2차원적으로 배열된 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 보정 방법.The method of claim 4, wherein
And an illuminometer provided for measuring illuminance distribution in the region of interest comprises one, one-dimensionally arranged array, or two-dimensionally arranged array. 제 4 항에 있어서,
상기 영상 소자의 각 픽셀을 보정하는 단계는:
상기 제1 평면에서의 조도와 상기 영상 소자의 그레이 레벨의 함수 관계를 구하는 단계;
상기 측정된 관심 영역의 조도 분포를 이용하여 상기 제1 평면의 관심 영역에 대하여 피팅하는 단계;
상기 피팅된 조도를 상기 영상 소자의 픽셀 수에 대응하도록 분할하는 단계; 및
상기 제1 평면의 상기 관심 영역에서 조도가 일정하도록 상기 영상 소자의 각 픽셀의 그레이 레벨을 상기 함수 관계를 이용하여 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 보정 방법.The method of claim 4, wherein
Correcting each pixel of the imaging device is:
Obtaining a functional relationship between illuminance in the first plane and gray levels of the image device;
Fitting to the region of interest of the first plane using the measured illuminance distribution of the region of interest;
Dividing the fitted illuminance to correspond to the number of pixels of the image device; And
And correcting the gray level of each pixel of the image device by using the functional relationship so that the illuminance is constant in the region of interest of the first plane. 제 4 항에 있어서,
상기 제1 평면에 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널을 배치하는 단계;
상기 영상 소자의 소정의 소스 영역을 선택하여 상기 소스 영역으로부터 투사되는 제1 평면의 목표 영역에 광을 조사하는 단계;
상기 제1 평면의 관심 영역에 배치된 상기 태양 전지 셀, 모듈, 또는 패널의 상기 목표 영역을 통하여 흐르는 단락 전류를 측정하는 단계; 및
상기 소스 영역을 변경하여 상기 목표 영역을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치의 보정 방법.The method of claim 4, wherein
Placing a solar cell, module, or panel on the first plane;
Selecting a predetermined source region of the imaging device and irradiating light to a target region of a first plane projected from the source region;
Measuring a short circuit current flowing through the target region of the solar cell, module, or panel disposed in the region of interest of the first plane; And
And moving the target area by changing the source area.
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