TWI711807B - 照度校正裝置、照度校正方法以及照度偵測方法 - Google Patents

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Abstract

一種照度校正裝置，包括：參考光源以及照度偵測裝置。參考光源產生具有特定波長以及光源照度之光線，其中參考光源根據控制信號，調整光源照度為第一照度。照度偵測裝置包括：遮光板、照度偵測器以及控制器。遮光板用以將第一照度降低至第一遮光照度。照度偵測器偵測第一遮光照度而發出偵測信號。控制器發出控制信號，並根據偵測信號而計算第一照度以及第一遮光照度之第一比值。

Description

照度校正裝置、照度校正方法以及照度偵測方法
本發明係有關於一種照度偵測裝置及其方法，特別係有關於一種照度校正與偵測裝置及其方法。
由於目前的可攜式裝置上皆搭載光源感測器，加上設計時都會加上遮光板以濾除部分光線，使得每個可攜式裝置上的照度感測器之間所量測出來的照度的差異非常大。此外，照度感測器之間的差異以及遮光板的透光率的差異，都會使得不同的裝置量測照度的結果具有顯著的差距。
因此，我們有需要一套照度校正以及偵測的裝置及其方法以克服此問題，使得使用者在不同裝置上所測量到的照度皆能具有一致性。
有鑑於此，本發明提出一種照度校正裝置，包括：一參考光源以及一照度偵測裝置。上述參考光源產生具有一特定波長以及一光源照度之光線，其中上述參考光源根據一控制 信號，調整上述光源照度為一第一照度。上述照度偵測裝置包括：一遮光板、一照度偵測器以及一控制器。上述遮光板用以將上述第一照度降低至一第一遮光照度。上述照度偵測器偵測上述第一遮光照度而發出一偵測信號。上述控制器發出上述控制信號，並根據上述偵測信號而計算上述第一照度以及上述第一遮光照度之一第一比值。
根據本發明之一實施例，當上述照度偵測裝置用以偵測一待測光源之照度時，上述照度偵測器透過上述遮光板偵測到上述特定波長之照度係為一偵測照度而發出上述偵測信號，上述控制器根據上述偵測信號，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述比值之乘積，其中上述偵測照度係小於上述第一遮光照度。
根據本發明之另一實施例，上述控制器更根據上述控制信號而將上述光源照度調整為一第二照度，上述遮光板係將上述第二照度降低至一第二遮光照度，上述照度偵測器偵測上述第二遮光照度而發出上述偵測信號，上述控制器更根據上述偵測信號，計算一第一差值以及一第二差值之一第二比值，其中上述第一差值係為上述第二照度減去上述第一照度，上述第二差值係為上述第二遮光照度減去上述第一遮光照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度，上述第二遮光照度係大於上述第一遮光照度。
根據本發明之另一實施例，當上述照度偵測裝置用以偵測一待測光源之照度時，上述照度偵測器透過上述遮光板偵測上述特定波長之照度係為一偵測照度並發出上述偵測 信號，上述控制器更判斷上述偵測照度是否大於上述第一遮光照度及/或上述第二遮光照度，其中當上述偵測照度係大於上述第一遮光照度且小於上述第二遮光照度時，上述控制器判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述第二比值之乘積。
根據本發明之一實施例，上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
本發明更提出一種照度校正方法，包括：利用一參考光源，產生具有一特定波長以及一光源照度之光線；調整上述光源照度為一第一照度；利用一遮光板，將上述第一照度降低至一第一遮光照度；偵測上述第一遮光照度；以及計算上述第一照度以及上述第一遮光照度之一第一比值。
根據本發明之另一實施例，照度校正方法更包括：將上述光源照度調整為一第二照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度；利用上述遮光板，將上述第二照度降低至一第二遮光照度；偵測上述第二遮光照度；以及計算一第一差值以及一第二差值之一第二比值，其中上述第一差值係為上述第二照度減去上述第一照度，上述第二差值係為上述第二遮光照度減去上述第一遮光照度。
根據本發明之一實施例，上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
本發明更一種照度偵測方法，包括：透過一遮光板，偵測一待測光源之一特定波長之照度係為一偵測照度；判斷上述偵測照度是否小於一第一遮光照度；以及當上述偵測照 度小於上述第一遮光照度時，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及一比值之乘積，其中上述比值係對應至上述第一遮光照度。
根據本發明之另一實施例，照度偵測方法更包括：判斷上述偵測照度是否小於上述第一遮光照度及/或上述第二遮光照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度；當上述偵測照度係不小於上述第一遮光照度且小於上述第二遮光照度時，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述第二比值之乘積，其中上述第二遮光照度係大於上述第一遮光照度，上述第二比值係對應至上述第二遮光照度；以及當上述偵測照度係不小於上述第二遮光照度時，發出一警示。
根據本發明之一實施例，上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
10‧‧‧參考光源
20‧‧‧待測光源
100‧‧‧照度校正裝置
110、200‧‧‧照度偵測裝置
111、211‧‧‧遮光板
112、212‧‧‧照度偵測器
113、213‧‧‧控制器
300‧‧‧照度校正方法
400‧‧‧照度偵測方法
500、800‧‧‧曲線圖
501‧‧‧資料點
801‧‧‧第一資料點
802‧‧‧第二資料點
IS1‧‧‧第一照度
IS2‧‧‧第二照度
ISH1‧‧‧第一遮光照度
ISH2‧‧‧第二遮光照度
R1‧‧‧第一比值
R2‧‧‧第二比值
O‧‧‧原點
WS‧‧‧特定波長
IS‧‧‧光源照度
ISH‧‧‧遮光照度
ID‧‧‧偵測照度
IT‧‧‧待測照度
LS‧‧‧光線
LSH‧‧‧遮光光線
SC‧‧‧控制信號
SD‧‧‧偵測信號
S301~S305、S410~S440‧‧‧步驟流程
S601~S609、S710~S760‧‧‧步驟流程
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度校正裝置之方塊圖；第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度偵測裝置之方塊圖；第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度校正方法之流程圖；第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度偵測方法之流程圖； 第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之光源照度以及遮光照度之關係之曲線圖；第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之照度校正方法之流程圖；第7圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之照度偵測方法之流程圖；以及第8圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之光源照度以及遮光照度之關係之曲線圖。
以下說明為本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
值得注意的是，以下所揭露的內容可提供多個用以實踐本發明之不同特點的實施例或範例。以下所述之特殊的元件範例與安排僅用以簡單扼要地闡述本發明之精神，並非用以限定本發明之範圍。此外，以下說明書可能在多個範例中重複使用相同的元件符號或文字。然而，重複使用的目的僅為了提供簡化並清楚的說明，並非用以限定多個以下所討論之實施例以及/或配置之間的關係。此外，以下說明書所述之一個特徵連接至、耦接至以及/或形成於另一特徵之上等的描述，實際可包含多個不同的實施例，包括該等特徵直接接觸，或者包含其它額外的特徵形成於該等特徵之間等等，使得該等特徵並非直接接觸。
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度校正裝置之方塊圖。如第1圖所示，照度校正裝置100包括參考光源10以及照度偵測裝置110。參考光源10產生具有特定波長WS以及光源照度IS之光線LS，並且根據控制信號SC而調整光源照度IS。
根據本發明之一實施例，為了使照度偵測裝置110所偵測到的照度與人眼所見之照度一致，特定波長WS應為可見光之範圍，因此特定波長WS係為390奈米至700奈米之間，或是380奈米至780奈米之間。根據本發明之另一實施例，由於人眼對於波長為550奈米之光線最為敏感，因此特定波長WS亦可為550奈米之光線。
照度偵測裝置110包括遮光板111、照度偵測器112以及控制器113。遮光板111具有一透光率，具有光源照度IS之光線LS經過遮光板111後，產生具有遮光照度ISH之遮光光線LSH，其中遮光照度ISH係小於光源照度IS。
根據本發明之一實施例，遮光照度ISH係為光源照度IS與遮光板111之透光率之乘積。舉例來說，當透光率係為5%時，遮光照度ISH係為光源照度IS之百分之五。根據本發明之一實施例，遮光板111僅用以將光線LS之光源照度IS降低，並未將光線LS之某些波長的光予以濾除。
照度偵測器112用以透過遮光板111偵測光線LS之光源照度IS，也就是照度偵測器112偵測遮光照度ISH而發出偵測信號SD。根據本發明之一實施例，由於照度偵測器112所能偵測到的照度值有其上限，因此需要遮光板111將參考光源10 所產生之光源照度IS降低，以利增加照度偵測器112的偵測範圍。
控制器113利用控制信號SC，改變參考光源10所產生之光線LS之光源照度IS，並且透過偵測信號SD而接收照度偵測器112所偵測到的遮光照度ISH，進而計算光源照度IS以及遮光照度ISH之比值，並儲存該比值。
第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度偵測裝置之方塊圖。如第2圖所示，照度偵測裝置200用以偵測待測光源20所發出之待測照度IT。照度偵測裝置200包括遮光板211、照度偵測器212以及控制器213，其中照度偵測裝置200係對應至第1圖之照度偵測裝置110，遮光板211、照度偵測器212以及控制器213分別對應至第1圖之遮光板111、照度偵測器112以及控制器113。
遮光板211用以降低待測光源20所發出之待測照度IT，照度偵測器212透過遮光板211偵測到特定波長WS之照度係為偵測照度ID時，發出偵測信號SD。控制器213根據偵測信號SD得到偵測照度ID，推算待測照度IT係為偵測照度以及該比值之乘積。
根據本發明之一實施例，偵測照度ID係小於遮光照度ISH。根據本發明之一實施例，當待測光源20係為太陽光時，待測光源20係產生全頻譜之光線，而照度偵測器212透過遮光板211，僅偵測特定波長WS之照度係為偵測照度ID。
第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度校正方法之流程圖。以下針對照度校正方法300之敘述，將搭 配第1圖，以利詳細說明。
首先，利用第1圖之參考光源10，產生具有特定波長WS以及光源照度IS之光線LS(步驟S301)。根據本發明之一實施例，特定波長WS係為可見光之範圍，因此特定波長WS係為390奈米至700奈米之間，或是380奈米至780奈米之間。根據本發明之另一實施例，由於人眼對於波長為550奈米之光線最為敏感，因此特定波長WS亦可為550奈米。
控制器113利用控制信號SC，調整光源照度IS為第一照度IS1(步驟S302)。根據本發明之一實施例，參考光源10僅產生具有特定波長WS之光線LS，也就是參考光源10產生之具有特定波長WS之光線LS的照度係為第一照度IS1。接著，遮光板111將第一照度IS1降低為第一遮光照度ISH1(步驟S303)。
照度偵測器112接著偵測第一遮光照度ISH1(步驟S304)，並將偵測到的第一遮光照度ISH1傳送至控制器113。控制器113計算第一照度IS1以及第一遮光照度ISH1之第一比值R1(步驟S305)，並儲存第一比值R1。
第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之照度偵測方法之流程圖。以下針對照度偵測方法400之敘述，將搭配第2圖，以利詳細說明。
首先，照度偵測器212透過遮光板211，偵測待測光源20所發出之特定波長WS的照度係為偵測照度ID(步驟S410)。控制器213判斷偵測照度ID是否小於第一遮光照度ISH1(步驟S420)。
當偵測照度ID小於第一遮光照度ISH1時，控制器 213判斷第2圖之待測照度IT係為偵測照度ID以及第一比值R1之乘積(步驟S430)。當偵測照度ID不小於第一遮光照度ISH1時，控制器213發出一警示(步驟S440)，用以通知使用者待測照度IT超過可偵測範圍。
第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之光源照度以及遮光照度之關係之曲線圖。如第5圖所示，曲線圖500之縱軸係為光源照度IS，橫軸係為遮光照度ISH，資料點501代表光源照度IS係為第一照度IS1時，經過遮光板111之遮光照度ISH係為第一遮光照度ISH1，第一比值R1代表資料點501與原點O之間連線的斜率。
根據本發明之一實施例，當偵測照度ID小於第一遮光照度ISH1時，控制器213可利用第一比值R1以及偵測照度ID，判斷待測照度IT。根據本發明之另一實施例，當偵測照度ID不小於第一遮光照度ISH1時，控制器213無法判斷待測照度IT，因此發出警示來通知使用者待測照度IT超過可偵測範圍。根據本發明之一實施例，可提高第一照度IS1以利增加照度偵測裝置200之可偵測範圍。
第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之照度校正方法之流程圖。以下針對照度校正方法600之敘述，將搭配第1圖，以利詳細說明。
如第6圖所示，步驟S601至步驟S605係與第3圖之步驟S301至步驟S305相同，在此不再重複贅述。第1圖之控制器113更利用控制信號SC，將光源照度IS調整為第二照度IS2(步驟S606)，其中第二照度IS2係大於第一照度IS1。
第1圖之遮光板111將第二照度IS2降低為第二遮光照度(步驟S607)，照度偵測器112偵測第二遮光照度ISH2(步驟S608)，並將偵測到的第二遮光照度ISH2傳送至控制器113。控制器113計算第一差值以及一第二差值之第二比值R2(步驟S609)，並儲存第二比值R2，其中第一差值係為第二照度IS2減去第一照度IS1，第二差值係為第二遮光照度ISH2減去第一遮光照度ISH1。
第7圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之照度偵測方法之流程圖。以下針對照度偵測方法700之敘述，將搭配第2圖，以利詳細說明。
如第7圖所示，步驟S710至步驟S730係與第4圖之步驟S410至步驟S430相同，在此不再重複贅述。當偵測照度ID不小於第一遮光照度ISH1時，控制器213更判斷偵測照度ID是否小於第二遮光照度ISH2(步驟S740)。
當偵測照度ID小於第二遮光照度ISH2時，控制器213判斷第2圖之待測照度IT係為偵測照度ID以及第二比值R2之乘積(步驟S750)。當偵測照度ID不小於第二遮光照度ISH2時，控制器213發出一警示(步驟S760)，用以通知使用者待測照度IT超過可偵測範圍。
第8圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之光源照度以及遮光照度之關係之曲線圖。如第8圖所示，曲線圖800之縱軸係為光源照度IS，橫軸係為遮光照度ISH。
第一資料點801代表光源照度IS係為第一照度IS1時，經過遮光板111之遮光照度ISH係為第一遮光照度ISH1，第 一比值R1代表第一資料點801與原點O之間連線的斜率。資料點802代表光源照度IS係為第二照度IS2時，經過遮光板111之遮光照度ISH係為第二遮光照度ISH2，第二比值R2代表第二資料點802與第一資料點801之間連線的斜率。
根據本發明之一實施例，當偵測照度ID小於第一遮光照度ISH1時，控制器213利用第一比值R1來判斷待測照度IT。根據本發明之另一實施例，當偵測照度ID位於第一遮光照度ISH1以及第二遮光照度ISH2之間時，控制器213利用第二比值R2來判斷待測照度IT。
根據本發明之另一實施例，當偵測照度ID超過第二遮光照度ISH2時，控制器213無法判斷待測照度IT，因此發出警示來通知使用者待測照度IT超過可偵測範圍。
根據本發明之其他實施例，設計者可提高最大的光源照度，使得照度偵測裝置200能夠偵測更高的照度。根據本發明之其他實施例，控制器113可於原點O以及第二照度IS2之間產生數個不同的光源照度IS，以利增加照度偵測裝置200偵測待測照度IT之精準度，使得待測照度IT的判斷能夠更準確。
本發明提出了照度校正裝置、照度校正方法以及照度偵測方法，設計者能夠根據本發明之教示，有效地增加不同裝置間所測量到的照度的一致性，並且提高判斷待測照度IT之準確性。
以上所述為實施例的概述特徵。所屬技術領域中具有通常知識者應可以輕而易舉地利用本發明為基礎設計或 調整以實行相同的目的和/或達成此處介紹的實施例的相同優點。所屬技術領域中具有通常知識者也應了解相同的配置不應背離本創作的精神與範圍，在不背離本創作的精神與範圍下他們可做出各種改變、取代和交替。說明性的方法僅表示示範性的步驟，但這些步驟並不一定要以所表示的順序執行。可另外加入、取代、改變順序和/或消除步驟以視情況而作調整，並與所揭露的實施例精神和範圍一致。
10‧‧‧參考光源
100‧‧‧照度校正裝置
110‧‧‧照度偵測裝置
111‧‧‧遮光板
112‧‧‧照度偵測器
113‧‧‧控制器
WS‧‧‧特定波長
IS‧‧‧光源照度
LS‧‧‧光線
SC‧‧‧控制信號
ISH‧‧‧遮光照度
LSH‧‧‧遮光光線
SD‧‧‧偵測信號

Claims (8)

  1. 一種照度校正裝置，包括：一參考光源，產生具有一特定波長以及一光源照度之光線，其中上述參考光源根據一控制信號，調整上述光源照度為一第一照度；以及一照度偵測裝置，包括：一遮光板，用以將上述第一照度降低至一第一遮光照度；一照度偵測器，偵測上述第一遮光照度而發出一偵測信號；以及一控制器，發出上述控制信號，並根據上述偵測信號而計算上述第一照度以及上述第一遮光照度之一第一比值，其中當上述照度偵測裝置用以偵測一待測光源之照度時，上述照度偵測器透過上述遮光板偵測到上述特定波長之照度係為一偵測照度而發出上述偵測信號，上述控制器根據上述偵測信號，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述比值之乘積，其中上述偵測照度係小於上述第一遮光照度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照度校正裝置，其中上述控制器更根據上述控制信號而將上述光源照度調整為一第二照度，上述遮光板係將上述第二照度降低至一第二遮光照度，上述照度偵測器偵測上述第二遮光照度而發出上述偵測信號，上述控制器更根據上述偵測信號，計 算一第一差值以及一第二差值之一第二比值，其中上述第一差值係為上述第二照度減去上述第一照度，上述第二差值係為上述第二遮光照度減去上述第一遮光照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度，上述第二遮光照度係大於上述第一遮光照度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之照度校正裝置，其中當上述照度偵測裝置用以偵測一待測光源之照度時，上述照度偵測器透過上述遮光板偵測上述特定波長之照度係為一偵測照度並發出上述偵測信號，上述控制器更判斷上述偵測照度是否大於上述第一遮光照度及/或上述第二遮光照度，其中當上述偵測照度係大於上述第一遮光照度且小於上述第二遮光照度時，上述控制器判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述第二比值之乘積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之照度校正裝置，其中上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
  5. 一種照度校正方法，包括：利用一參考光源，產生具有一特定波長以及一光源照度之光線；調整上述光源照度為一第一照度；利用一遮光板，將上述第一照度降低至一第一遮光照度；偵測上述第一遮光照度； 計算上述第一照度以及上述第一遮光照度之一第一比值；將上述光源照度調整為一第二照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度；利用上述遮光板，將上述第二照度降低至一第二遮光照度；偵測上述第二遮光照度；以及計算一第一差值以及一第二差值之一第二比值，其中上述第一差值係為上述第二照度減去上述第一照度，上述第二差值係為上述第二遮光照度減去上述第一遮光照度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之照度校正方法，其中上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
  7. 一種照度偵測方法，包括：透過一遮光板，偵測一待測光源之一特定波長之照度係為一偵測照度；判斷上述偵測照度是否小於一第一遮光照度；當上述偵測照度小於上述第一遮光照度時，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及一比值之乘積，其中上述比值係對應至上述第一遮光照度；判斷上述偵測照度是否小於上述第一遮光照度及/或上述第二遮光照度，其中上述第二照度係大於上述第一照度； 當上述偵測照度係不小於上述第一遮光照度且小於上述第二遮光照度時，判斷上述待測光源之照度係為上述偵測照度以及上述第二比值之乘積，其中上述第二遮光照度係大於上述第一遮光照度，上述第二比值係對應至上述第二遮光照度；以及當上述偵測照度係不小於上述第二遮光照度時，發出一警示。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之照度偵測方法，其中上述特定波長係為390奈米至700奈米之間。
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