[发明专利]三维曲面全漫射太阳光模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维曲面漫反射太阳光模拟器，采用机械方式将线性光转化为比较理想的漫反射光。

背景技术

目前，提供稳定的漫射光源是色度检测、光度检测、太阳能电池检测、光栅印刷以及立体印刷质量检测等领域重要的实验与观测要求，漫射光的性能直接影响仪器的检测准确性，测试数据的可靠性，以及质量评价的稳定性。

现有技术中，可以提供稳定漫射光照明条件主要分为三类设备，一种为积分球漫射光发生器，也是目前漫射光模拟效果最好的一种装置；第二种为平板式漫射光模拟器，目前此类设备主要用在液晶屏，LED等设备中；第三种为机械式光路模拟漫射光发生器，此类设备设计利用空间大，而且可以根据要求进行改装，方便使用，目前此类设备主要用于太阳能、设备及样品测试、色度测量以及具有特殊需求的行业中。

积分球为理想的漫射光发生装置，利用积分球可以构建模拟理想的漫反射光源照射条件，其基本原理是利用混光特性，将光线进行多次内反射，从而使到达被测样本表面的光线满足均匀性的要求，自从19世纪90年代积分球用于光源光度测量以来，积分球就被广泛应用与辐射度、光度、色度等各个领域。但是积分球尺寸体积较小，对制作工艺及材料要求较高，另外，由于积分球独特的球形结构，不适合大幅面样品的目视观察比较，因而积分球设备不适用于被照物体尺寸体积较大，且需要人眼视觉观测的相关领域。

平板式漫反射模拟器光源功率较小，制造工艺复杂，并且使用范围有限，多用在显示器、背投电视等领域。

机械式光路模拟漫射光发生器，通过机械设计来实现漫射光模拟效果，此类设备的尺寸大小可调，设备元件更换方便，照射面积大，漫射光性能稳定，能够满足特定领域的要求，目前此类设备有少量用于太阳能电池的测试领域，但是专门用于光度测量、色度测量、光栅产品色度检的设备很少。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术能为大尺寸、大幅面物体提供稳定漫射光源的不足，设计提供一种三维曲面漫射太阳光模拟设备，使设备发出的模拟漫射光能够达到光谱和均匀性要求，满足色度光度测量、光栅产品色度检测的需要。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是一种三维曲面全漫射太阳光模拟器，包括箱体、箱体下方的观测台、至少三个标准线性光源、镜面反射曲面元件、漫反射曲面元件和漫透射曲面元件，在箱体内均匀设置标准线性光源；在每个标准线性光源和观测台之间分别设置一个镜面反射曲面元件，对应镜面反射曲面元件的光路方向设置一个漫反射曲面元件，通过镜面反射曲面元件将光源均匀反射到漫反射曲面元件上；在漫反射曲面元件的光路上设置一个漫透射曲面元件。

而且，在箱体内设置标准线性光源采用光源调节底座实现，每个标准线性光源采用一个光源调节底座，每个光源调节底座由光源支架、调节滑行轨道、齿条和调节齿轮组成，光源支架固定标准线性光源位置，当转动调节齿轮时，齿条在调节齿轮的带动下推动光源支架沿着调节滑行轨道移动，从而使标准线性光源沿着调节滑行轨道移动，以调节光源与镜面反射曲面元件和漫反射曲面元件之间的距离。

而且，漫反射曲面元件为圆柱面，采用涂漫射材料的PVB基热塑性板材或金属板材。

而且，漫透射曲面元件采用高透光率漫透射材料，材料表面附有一层红外截止NIR滤色片。

本发明专利的有益效果是，利用光学原理，通过机械方式提供稳定的漫反射光照射条件，结构简单，可以根据实际需要调节此装置尺寸，并且产生的漫射光性能稳定，能够满足色度检测、光栅产品质量检测的要求。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为图1的截面图。

图3为本发明实施例的光源调节底座结构图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步进行详细描述。

本发明的技术方案主要从机械光路上入手，解决光源与被测物体间距0.5～1.5米情况下光线均匀性的问题，具体实施时建议采用与正午太阳光色温及光谱最为接近的D65/D50线性灯管作为标准光源，经过镜面反射、漫反射、漫透射作用，最终实现理想的光源光谱要求以及稳定的漫射光条件。