TWI650535B - 用於檢測光照量之系統及方法 - Google Patents

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TWI650535B
TWI650535B TW107120845A TW107120845A TWI650535B TW I650535 B TWI650535 B TW I650535B TW 107120845 A TW107120845 A TW 107120845A TW 107120845 A TW107120845 A TW 107120845A TW I650535 B TWI650535 B TW I650535B
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黃國政
Kuo Cheng Huang
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Hsin Su Yu
賴秋蓮
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徐崇堯
Chung Yao Hsu
鄭兆宏
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郭立威
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Abstract

本發明之光照量檢測系統包含光源、光感測器以及訊號輸出模組。光源包含第一A發光二極體，第一A發光二極體具有第一色光，光源發出第一光線。光感測器具有感測面，光感測器包含第一B發光二極體設置於感測面，第一B發光二極體具有第一色光，光感測器收到至少部分之第一光線並產生第一感測電壓。訊號輸出模組耦接光感測器，接收第一感測電壓，並根據第一感測電壓輸出感測結果訊號。

Description

用於檢測光照量之系統及方法
本發明係關於一種用於檢測光照量之系統及方法。
發光二極體(Light-emitting diode，LED)光源在生醫產業運用相當廣泛，例如植物培養、動物生長繁殖、醫學治療等。諸多學者有將發光二極體用於光療上的研究，他們調變LED的光強度及波長特性成為醫療過程中重要的工具。
在光檢測領域中，常見的檢測光照強度及波長之設備為光電二極體(PD)及光譜儀，其中，光譜儀應用於量測光照波長，其提升元組件的價格與量測複雜度；相反地，PD被應用於偵測光線總強度，而無法特定波長下之光強度，且PD的波長選擇性相對較差。
另一方面，多數檢測設備仍為配戴式裝置搭配大型之檢測設備。配戴式裝置易造成安全衛生及病患的不適感之發生，而大型之檢測設備易造成檢測不便。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種用於檢測光照量之系統及方法，可改善光照量的檢測正確性及效率。
本發明之光照量檢測系統包含光源、光感測器以及訊號輸出模組。光源包含第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)，第一A發光二極體具有第一色光，光源發出第一光線。光感測器具有感測面，光感測器包含第一B發光二極體設置於感測面，第一B發光二極體具有第一色光，光感測器收到至少部分之第一光線並產生第一感測電壓。訊號輸出模組耦接光感測器，接收第一感測電壓，並根據第一感測電壓輸出感測結果訊號。
於本發明的實施例中，訊號輸出模組包含放大單元，放大單元放大第一感測電壓以形成感測結果訊號。
於本發明的實施例中，光照量檢測系統進一步包含顯示裝置，耦接訊號輸出模組，顯示裝置根據感測結果訊號顯示感測結果。
於本發明的實施例中，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為紅光，當第一距離為100cm，運算單元進一步根據以下式(1)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IR為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為綠光，當第一距離為100cm，運算單元進一步根據以下式(2)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IG為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為藍光，當第一距離為100cm，運算單元進一步根據以下式(3)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IB為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(4)計算產 出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)
其中，IR為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(5)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)
其中，IG為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(6)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)
其中，IB為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(7)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)
其中，IR為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(8)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器 在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)
其中，IG為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(9)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)
其中，IB為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源進一步包含第二A發光二極體以及第三A發光二極體。第二A發光二極體具有第二色光，第三A發光二極體具有第三色光。光感測器進一步包含第二B發光二極體以及第三B發光二極體。第二B發光二極體設置於感測面，第二B發光二極體具有第二色光。第三B發光二極體設置於感測面，第三B發光二極體具有第三色光。
本發明之光照量檢測方法，包含：藉由光源提供第一光線，其中光源包含第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)，第一A發光二極體具有第一色光；藉由光感測器接收至少部分之第一光線並產生第一感測電壓，其中光感測器具有感測面，光感測器包含第一B發光二極體設置於感測面，第一B發光二極體具有第一色光；以及藉由訊號輸出模組，接收第一感測電壓，並根據第一感測電壓輸出感測結果訊號，其中訊號輸出模組耦接光感測器。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為紅光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(1)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率； 式(1)
其中，IR為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為綠光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(2)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之百分比率；
其中，IG為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為藍光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(3)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之百分比率；
其中，IB為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(4)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)
其中，IR為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦 接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(5)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)
其中，IG為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(6)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)
其中，IB為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(7)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)
其中，IR為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(8)計算產出光感測器在光源相對光 感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)
其中，IG為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(9)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)
其中，IB為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
100‧‧‧光源
110‧‧‧第一A發光二極體
120‧‧‧第二A發光二極體
130‧‧‧第三A發光二極體
200‧‧‧光感測器
201‧‧‧感測面
210‧‧‧第一B發光二極體
220‧‧‧第二B發光二極體
230‧‧‧第三B發光二極體
300‧‧‧訊號輸出模組
310‧‧‧放大單元
400‧‧‧顯示裝置
500‧‧‧運算單元
900‧‧‧光照量檢測系統
S100‧‧‧步驟
S200‧‧‧步驟
S300‧‧‧步驟
圖1為本發明光照量檢測系統的實施例示意圖；圖2為光源照射距離與光接收強度之關係圖；圖3為接收光源角度(自轉)與光接收強度之關係之關係圖；圖4為接收光源角度(公轉)與光接收強度之關係之關係圖；圖5為本發明光照量檢測方法的實施例流程示意圖。
如圖1所示之實施例，本發明之光照量檢測系統900包含光源100、光感測器200以及訊號輸出模組300。光源包含第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)110，第一A發光二極體110具有第一色光，光源發出第一光線。光感測器200具有感測面201，光感測器200包含第一B發光二極體210設置於感測面201，第一B發光二極體210具有第一色光，光感測器200收到至少部分之第一光線並產生第一感測電壓。訊號輸出模 組300耦接光感測器200，接收第一感測電壓，並根據第一感測電壓輸出感測結果訊號。其中，發光二極體作為接收光的元件，可稱為光接收二極體(Light Receiving Diodes，LRD)。
更具體而言，發光二極體在收到顏色與其自身可發出光線相同之光線(亦即被光照射)時，會因為逆光電原理而產生電壓。據此，由於第一A發光二極體110與第一B發光二極體210之色光相同，因此當第一B發光二極體210收到第一光線時，會因為並產生第一感測電壓，訊號輸出模組300並據以輸出感測結果訊號。此外，更由於發光二極體僅在收到顏色與其自身可發出光線相同之光線時才會產生電壓，故可藉以確認電壓的之產生是源於顏色與第一B發光二極體210自身可發出光線相同之光線。以不同角度觀之，光感測器200對於所接收的光線的顏色具有選擇性。綜上，本發明使用成本相對較低的發光二極體作為光源及光感測器，利用逆光電原理產生電壓從而進行光照感測，不僅具有經濟效益，更可對特定的光線顏色進行光照量檢測。此外，相較於習知技術配戴式裝置搭配大型之檢測設備，本發明光照量檢測系統包含之光源、感測器和訊號輸出模組之體積較小，且感測器成本較低更便於拋棄更換，安全衛生且使用方便。
如圖1所示，在一實施例中，訊號輸出模組300包含放大單元310，放大單元310放大第一感測電壓以形成感測結果訊號。其中，放大單元310可為電路等具有將訊號放大功效的元件。
如圖1所示，在一實施例中，光照量檢測系統900進一步包含顯示裝置400，耦接訊號輸出模組300。顯示裝置400根據感測結果訊號顯示感測結果。其中，顯示裝置400包含示波器或其他可將感測結果訊號以圖形、數字等形式顯示之裝置。
如圖1所示，在一實施例中，光照量檢測系統900進一步包含運算單元500，耦接訊號輸出模組300。其中，運算單元500包含電腦之中央處理器，亦即輸出模組300可耦接到電腦，並以電腦的中央處理器作為運算單元進行感測結果訊號的處理。此外，還可進一步直接以電腦的顯示器作為顯示裝置而顯示感測結果。在不同實施例中，運算單元可與耦接訊號輸出模組設置在同一塊基板或裝置上。
更具體而言，本發明光照量檢測系統900在操作時，可先設定光源與光感測器間的特定長度及/或角度為基準進行測量，然後在於另一長度及/或角度進行測量，並由兩測量值的比例獲得光照量大小的對比。例如在一實施例中，光源與光感測器使用紅光發光二極體，在未開啟光源、光源與光感測器之距離為100cm、角度為0時，光感測器產生且由訊號輸出模組輸出之感測訊號為背景電壓Vref=-440.5mV。
已開啟光源、光源與光感測器之距離為100cm、角度為0時，光感測器產生且由訊號輸出模組輸出之感測訊號為第一感測電壓V100,ave=222.67mV，測量值：V100=V100,ave-Vref=663.17mV。
已開啟光源、光源與光感測器之距離為50cm、角度為0時，光感測器產生且由訊號輸出模組輸出之感測訊號為第一感測電壓V50,ave=1954.67mV，測量值：V50=V50,ave-Vref=2395.17mV。
兩測量值的比例R=V50/V100 x 100%=361%
換言之，對於使用紅光發光二極體之光源與光感測器，若以已開啟光源、光源與光感測器之距離為100cm、角度為0時為基準，則光源與光感測器之距離為50cm、角度為0時，光照量為基準的361%。
通過多次量測，可獲得如圖2所示之光源照射距離與光接收強度之關係圖，並由此圖獲得以下式(1)、(2)、(3)。進一步而言，在本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為紅光(波長670nm)，當第一距離為100cm，可進一步根據以下式(1)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IR為距離光照量百分比率，L為第二距離。以L=50(cm)為例，計算可得IR=368.947(%)，亦即距離從100縮減為50cm時，所接收的光照量提升為近3.7倍。
更具體而言，假若第一色光為紅光，且以光源與光感測器距離100cm為基準，經由上式可以迅速計算出光感測器在第二距離之光照量 相對於基準的光照量百分比率。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為綠光(波長528nm)，當第一距離為100cm，運算單元進一步根據以下式(2)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IG為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為藍光(波長485nm)，當第一距離為100cm，運算單元進一步根據以下式(3)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IB為距離光照量百分比率，L為第二距離。
通過多次量測，可獲得如圖3所示之接收光源角度(自轉)與光接收強度之關係圖，並由此圖獲得以下式(4)、(5)、(6)。於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(4)計算產出光感測器在相對光源自轉(亦即光源不動，光感測器原地轉動)第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)
其中，IR為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(5)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)
其中，IG為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。以θ R=50°為例，計算可得IG=61.056(%)，亦即光感測器相對光源從0自轉到50°時，所接收的光照量降低為近0.61倍。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(6)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)
其中，IB為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
通過多次量測，可獲得如圖4所示之接收光源角度(公轉)與光接收強度之關係圖，並由此圖獲得以下式(7)、(8)、(9)。於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(7)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉(亦即光感測器原地不動，光源以光感測器為圓心轉動)第二角度時之光照量相對光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)
其中，IR為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(8)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)
其中，IG為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第 一色光為藍光，當第一角度為0，運算單元進一步根據以下式(9)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)
其中，IB為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。以θ s=50°為例，計算可得IG=68.457(%)，亦即光源相對光感測器公轉到50°時，所接收的光照量降低為近0.68倍。
上述式(1)~式(9)之計算可通過運算單元進行。
如圖1所示的實施例，光源100可進一步包含第二A發光二極體120以及第三A發光二極體130。第二A發光二極體120具有第二色光，第三A發光二極體130具有第三色光。光感測器200可進一步包含第二B發光二極體220以及第三B發光二極體230。第二B發光二極體220設置於感測面201，第二B發光二極體220具有第二色光。第三B發光二極體230設置於感測面201，第三B發光二極體230具有第三色光。進一步而言，為了符合使用、設計或製造的需求，光源100可同時設置多種不同色光的發光二極體，而光感測器200可對應設置該些色光的發光二極體作為感測之用。
如圖5所示之實施例，本發明之光照量檢測方法，包含例如以下步驟。
步驟S100，藉由光源提供第一光線，其中光源包含第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)，第一A發光二極體具有第一色光。
步驟S200，藉由光感測器接收至少部分之第一光線並產生第一感測電壓，其中光感測器具有感測面，光感測器包含第一B發光二極體設置於感測面，第一B發光二極體具有第一色光。
步驟S300，藉由訊號輸出模組，接收第一感測電壓，並根據第一感測電壓輸出感測結果訊號，其中訊號輸出模組耦接光感測器。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為紅光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元， 耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(1)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之距離光照量百分比率；
其中，IR為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為綠光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(2)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之百分比率；
其中，IG為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與光感測器具有第一距離，第一色光為藍光，當第一距離為100cm，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(3)計算產出光感測器在第二距離之光照量相對於光感測器在第一距離之光照量之百分比率；
其中，IB為距離光照量百分比率，L為第二距離。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(4)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)
其中，IR為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(5)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)
其中，IG為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(6)計算產出光感測器在相對光源自轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)
其中，IB為自轉光照量百分比率，θ R為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為紅光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(7)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)
其中，IR為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為綠光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(8)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)
其中，IG為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
於本發明的實施例中，光源與感測面之法線夾第一角度，第一色光為藍光，當第一角度為0，光照量檢測系統進一步包含運算單元，耦接訊號輸出模組，光照量檢測方法進一步包含：藉由運算單元進一步根據以下式(9)計算產出光感測器在光源相對光感測器公轉第二角度時之光照量相對於光感測器在第一角度之光照量之公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)
其中，IB為公轉光照量百分比率，θ S為第二角度。
雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

Claims (24)

  1. 一種光照量檢測系統，包含：一光源，包含一第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)，該第一A發光二極體具有一第一色光，該光源發出一第一光線；一光感測器，具有一感測面，該光感測器包含一第一B發光二極體設置於該感測面，該第一B發光二極體具有該第一色光，該光感測器收到至少部分之該第一光線並產生一第一感測電壓；以及一訊號輸出模組，耦接該光感測器，接收該第一感測電壓，並根據該第一感測電壓輸出一感測結果訊號。
  2. 如請求項1所述的光照量檢測系統，其中該訊號輸出模組包含一放大單元，該放大單元放大該第一感測電壓以形成該感測結果訊號。
  3. 如請求項1所述的光照量檢測系統，進一步包含一顯示裝置，耦接該訊號輸出模組，該顯示裝置根據該感測結果訊號顯示一感測結果。
  4. 如請求項1所述的光照量檢測系統，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組。
  5. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為紅光，當該第一距離為100cm，該運算單元進一步根據以下式(1)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之一距離光照量百分比率；
    Figure TWI650535B_C0001
    其中，IR為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  6. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為綠光，當該第一距離為100cm，該運算單元進一步根據以下式(2)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之一距離光照量百分比率；
    Figure TWI650535B_C0002
    其中，IG為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  7. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為藍光，當該第一距離為100cm，該運算單元進一步根據以下式(3)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之一距離光照量百分比率；
    Figure TWI650535B_C0003
    其中，IB為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  8. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為紅光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(4)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)其中，IR為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  9. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為綠光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(5)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)其中，IG為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  10. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為藍光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(6)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)其中，IB為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  11. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為紅光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(7)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)其中，IR為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
  12. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為綠光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(8)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)其中，IG為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
  13. 如請求項4所述的光照量檢測系統，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為藍光，當該第一角度為0，該運算單元進一步根據以下式(9)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)其中，IB為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
  14. 如請求項1所述的光照量檢測系統：該光源進一步包含：一第二A發光二極體，該第二A發光二極體具有一第二色光；一第三A發光二極體，該第三A發光二極體具有一第三色光；該光感測器進一步包含：一第二B發光二極體設置於該感測面，該第二B發光二極體具有該第二色光；一第三B發光二極體設置於該感測面，該第三B發光二極體具有該第三色光。
  15. 一種光照量檢測方法，包含：藉由一光源提供一第一光線，其中該光源包含一第一A發光二極體(Light-emitting diode，LED)，該第一A發光二極體具有一第一色光；藉由一光感測器接收至少部分之該第一光線並產生一第一感測電壓，其中該光感測器具有一感測面，該光感測器包含一第一B發光二極體設置於該感測面，該第一B發光二極體具有該第一色光；以及藉由一訊號輸出模組，接收該第一感測電壓，並根據該第一感測電壓輸出一感測結果訊號，其中該訊號輸出模組耦接該光感測器。
  16. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為紅光，當該第一距離為100cm，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(1)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之一距離光照量百分比率；
    Figure TWI650535B_C0004
    其中，IR為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  17. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為綠光，當該第一距離為100cm，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(2)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之百分比率；
    Figure TWI650535B_C0005
    式(2)其中，IG為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  18. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該光感測器具有一第一距離，該第一色光為藍光，當該第一距離為100cm，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(3)計算產出該光感測器在一第二距離之光照量相對於該光感測器在該第一距離之光照量之百分比率；
    Figure TWI650535B_C0006
    其中，IB為該距離光照量百分比率，L為該第二距離。
  19. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為紅光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(4)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IR=-4.34778+103.828×cos θR 式(4)其中，IR為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  20. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為綠光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(5)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IG=3.27932+89.885×cos θR 式(5)其中，IG為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  21. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為藍光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(6)計算產出該光感測器在相對該光源自轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一自轉光照量百分比率；IB=0.15324+99.018×cos θR 式(6)其中，IB為該自轉光照量百分比率，θ R為該第二角度。
  22. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為紅光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(7)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IR=8.136+96.722×cosθS 式(7)其中，IR為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
  23. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為綠光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(8)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IG=24.338+89.349×cos θS 式(8)其中，IG為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
  24. 如請求項15所述的光照量檢測方法，其中該光源與該感測面之法線夾一第一角度，該第一色光為藍光，當該第一角度為0，該光照量檢測系統進一步包含一運算單元，耦接該訊號輸出模組，該光照量檢測方法進一步包含：藉由該運算單元進一步根據以下式(9)計算產出該光感測器在該光源相對該光感測器公轉一第二角度時之光照量相對於該光感測器在該第一角度之光照量之一公轉光照量百分比率；IB=-1.44975+108.755×cosθS 式(9)其中，IB為該公轉光照量百分比率，θ S為該第二角度。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200526951A (en) * 2004-02-11 2005-08-16 Chan Pu Technology Co Ltd Opto-electrochemistry detection method and the apparatus thereof
TW201011278A (en) * 2008-09-02 2010-03-16 Univ Nat Formosa Object defect measurement method and its device
TWM409429U (en) * 2010-12-31 2011-08-11 Chang Yu Technology Co Ltd optic measurement system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54154351A (en) * 1978-05-25 1979-12-05 Canon Inc Distance measuring device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200526951A (en) * 2004-02-11 2005-08-16 Chan Pu Technology Co Ltd Opto-electrochemistry detection method and the apparatus thereof
TW201011278A (en) * 2008-09-02 2010-03-16 Univ Nat Formosa Object defect measurement method and its device
TWM409429U (en) * 2010-12-31 2011-08-11 Chang Yu Technology Co Ltd optic measurement system

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