專利名稱：光源追蹤裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種追蹤裝置及其方法，尤其是有關(guān)于一種可以透過受光強(qiáng)度，例如陰影來作為光源位置的判別，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)光源，如單一空間內(nèi)存在于多個(gè)光源，將會經(jīng)由感測元件及判別電路將機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動朝向受光強(qiáng)度最強(qiáng)的角度方向，而能達(dá)到快速追蹤移動光源或躲避光源的目的的光源追蹤裝置及其方法。
背景技術(shù)：
地球的資源日益損耗，各種替代能源應(yīng)用而生，其中，太陽能是最隨處可獲得的自然能源之一。太陽能面板的轉(zhuǎn)換率除了與材質(zhì)有關(guān)以外，就是日照角度。目前市面上所采用的不外乎是依經(jīng)緯度來作日照的判斷，或是透過復(fù)雜的感光元件及微處理器的計(jì)算來讓太影能面板能與太影間的日照角度盡可能呈直角。前述第一種的追日裝置的經(jīng)緯度的日照只適用于太陽的追蹤；而第二種的追日裝置的造價(jià)成本高。如何能以有限的成本下，達(dá)到快速追蹤移動日光(光源)的目的，是目前極欲解決的重要課題。有鑒于習(xí)知追日裝置仍有其存在的價(jià)值，發(fā)明人經(jīng)不斷的研究開發(fā)，終于研發(fā)出此種可以透過受光強(qiáng)度，例如陰影來作為光源位置的判別，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的的本發(fā)明光源追蹤裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光源追蹤裝置及其方法，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能透過受光強(qiáng)度，例如陰影來作為光源位置的判別，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)光源，如單一空間內(nèi)存在于多個(gè)光源，將會經(jīng)由感測元件及判別電路將機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動朝向受光強(qiáng)度最強(qiáng)的角度方向，而能達(dá)到快速追蹤移動光源或躲避光源的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種光源追蹤裝置，其特征在于包含一至多個(gè)校準(zhǔn)體，其為立體突起物或平面，而能遮光、產(chǎn)生陰影，以造成受光強(qiáng)度差異，直接或間接連結(jié)于機(jī)構(gòu)的中的使用；一至三軸感光元件組，其與校準(zhǔn)體的相對位置固定，其用以感測光度變化，并將之轉(zhuǎn)換為電壓或電流；一至多個(gè)比較電路，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組，用來判斷于各軸的電壓差或電流差是否位于一特定范圍；以及一至多組位置控制裝置，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組，其系接受比較電路的訊號作動，用以帶動校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組于空間中移動或轉(zhuǎn)動；藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷各軸感光元件組因校準(zhǔn)體與光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源，而能達(dá)到追蹤或躲避光源的目的。其中，感光元件可以是光敏電阻或光感測元件。其中，靈敏度及精確度或受光角度的特定范圍透過可變電阻來作調(diào)整。其中，手動控制校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組的位置。其中，設(shè)有保護(hù)裝置，以限定位置控制裝置于特定的范圍內(nèi)作動。其中，設(shè)有記錄裝置，對有周期性的光源可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置；設(shè)有復(fù)歸裝置，可以于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的追蹤時(shí)間；以及設(shè)有警示裝置， 在超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)驅(qū)動警示裝置發(fā)出警示。還公開了一種光源追蹤方法，其包含(a)偵測可移動或轉(zhuǎn)動或兩者的校準(zhǔn)體于一光源下的受光強(qiáng)度；以及(b)透過移動或轉(zhuǎn)動校準(zhǔn)體使校準(zhǔn)體的陰影長短縮至一特定范圍；藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)光源，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的。其中，設(shè)有保護(hù)機(jī)制，以限制校準(zhǔn)體于特定的范圍內(nèi)作動。其中，設(shè)有記錄機(jī)制，對有周期性的光源可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置；于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的追蹤時(shí)間；以及于超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)發(fā)出警示。通過上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，易于操作，可藉由光度(亦即受光強(qiáng)度的狀況)來作為光源位置的判別，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的。為了能讓審查員能更易于了解本發(fā)明光源追蹤裝置及其方法，請參閱以下本發(fā)明的實(shí)施方式說明。


圖1為本發(fā)明光源追蹤裝置的方塊圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，圖1為本發(fā)明光源追蹤裝置的方塊圖。本發(fā)明光源追蹤裝置，其包含 一至多個(gè)校準(zhǔn)體10，其可為立體突起物或平面，而能遮光、產(chǎn)生陰影，以造成受光強(qiáng)度差異； 運(yùn)用一至三軸感光元件組20 (位于一至三軸，如為三軸，則為X、Y、Z立體空間的三軸)，其與校準(zhǔn)體10于立體空間內(nèi)相對位置固定，其用以感測光度變化，并將之轉(zhuǎn)換為電流或電壓訊號；一至多個(gè)比較電路30，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組20，用來判斷于各軸的電壓差或電流差是否位于一特定范圍(靈敏度及精確度或受光角度的調(diào)整控制)；以及一至三組位置控制裝置40 (如傳動元件，馬達(dá)、齒輪、或鏈條等)，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組20，其接受比較電路30的訊號作動，用以帶動校準(zhǔn)體10及一至三軸感光元件組 20于空間中移動或轉(zhuǎn)動。藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷各軸感光元件組20因校準(zhǔn)體10 與光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體10與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光
4源隨時(shí)保持一特定的角度(在太陽能板的應(yīng)用上是九十度，即垂直，亦可視使用狀況做調(diào)整角度)，令校準(zhǔn)體10隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)一光源(即精確度調(diào)控)或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的。本發(fā)明光源追蹤裝置的原理為透過感光元件組感測校準(zhǔn)體與光源相對角度的不同所造成的光度變化一感光元件組產(chǎn)生電壓或電流一比較電路(內(nèi)含比較器)比較差異訊號一位置控置裝置(控制馬達(dá)正反轉(zhuǎn)或停止，連動機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動一達(dá)到預(yù)期的光源追蹤或躲避的效果。校準(zhǔn)體亦可以不另行設(shè)置，亦即使用原有太陽能板(此太陽板為習(xí)知具有高度的太陽能板)作為校準(zhǔn)體，同樣能達(dá)到校準(zhǔn)體設(shè)置的功效。值得一提的是，前述如為一軸，則可為一維的直線控制，如為二軸，則可為三維的空間控制，如為三軸，則可為三維的空間的含升降控制。在實(shí)際應(yīng)用上，可令太陽能板與校準(zhǔn)體呈垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如此可以讓太陽對太陽能板的照射角為九十度，盡可能提高太陽能板的發(fā)光效率使太陽能板的發(fā)電效率達(dá)到最佳化。本發(fā)明光源追蹤裝置，其中，感光元件可以是光敏電阻或光感測元件。此外，比較電路透過電壓來比較，靈敏度調(diào)控其特定范圍可以透過可變電阻來作調(diào)整。精確度(受光角度)透過可變電阻除了能調(diào)整所欲的追蹤角度以外，亦可以用可變電阻(一般采用精密的可變電阻)來作為相關(guān)電子元件的特性校準(zhǔn)(如出廠值精度誤差或是使用一段時(shí)間后相關(guān)電子元件的電性老化或特性漂移)。于本發(fā)明光源追蹤裝置，可以手動控制校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組的位置。值得一提的是，本發(fā)明光源追蹤裝置，可以再包含有1.保護(hù)裝置可限制校準(zhǔn)體于特定的范圍內(nèi)作動，以及可避免轉(zhuǎn)動角度過大、電子元件故障、零件故障或其他不可預(yù)測的因素造成的誤動作致使結(jié)構(gòu)體受損。2.記錄裝置可記錄A.轉(zhuǎn)動結(jié)果應(yīng)用于具有周期性的光源，可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置，如光源為太陽可以一年為其周期； B.如應(yīng)用于太陽能板，則可記錄太陽能板的發(fā)電電壓、電流和溫度，并將發(fā)電電壓、電流和溫度經(jīng)由IC轉(zhuǎn)換成為數(shù)位訊號與電腦系統(tǒng)資料庫結(jié)合。3.復(fù)歸裝置可以于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體及一至三軸的感光元件組移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的光源追蹤時(shí)間。本發(fā)明光源追蹤裝置可以設(shè)有警示裝置，在超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)驅(qū)動警示裝置發(fā)出警示。本發(fā)明并包含光源追蹤方法，其包含(a)偵測可移動或轉(zhuǎn)動或兩者的校準(zhǔn)體于光源下的受光強(qiáng)度(例如，陰影)；以及(b)透過移動或轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)而帶動校準(zhǔn)體使校準(zhǔn)體的陰影長短縮至一特定范圍。藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷校準(zhǔn)體與光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的。本發(fā)明所包含的光源追蹤方法，可以設(shè)有保護(hù)機(jī)制，以限制校準(zhǔn)體于特定的范圍內(nèi)作動。
本發(fā)明所包含的光源追蹤方法，其中，可以設(shè)有記錄機(jī)制，對有周期性的光源可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置。本發(fā)明所包含的光源追蹤方法，其中，可以于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的追蹤時(shí)間。本發(fā)明所包含的光源追蹤方法，其中，可以于超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)發(fā)出警示。值得一提的是，本發(fā)明光源追蹤裝置及其方法可以應(yīng)用于任何光源的追蹤，而不僅限制于追蹤太陽。實(shí)務(wù)的應(yīng)用包含有可以與監(jiān)視器結(jié)合做為偵測夜間車輛的車燈，并藉此作車輛的辨識。要特別說明的是，本發(fā)明光源追蹤裝置及其方法的校準(zhǔn)體本身不會移動及轉(zhuǎn)動， 其系透過位置控制裝置來移動及轉(zhuǎn)動，該位置或控制裝置可以是架構(gòu)太陽能板的支撐結(jié)構(gòu)如支撐架(必要時(shí)可于支撐結(jié)構(gòu)加上移動或轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)構(gòu)及控制元件)，也可以是其他可移動或轉(zhuǎn)動的物體，可以視情況需求而加以變化運(yùn)用。以上所述僅是藉由較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，然而對于該實(shí)施例所作的任何修改與變化，例如感光元件的種類，光源的種類等等，以上均不脫離本發(fā)明的精神與范圍。由以上詳細(xì)說明可使熟知本項(xiàng)技藝者明了本發(fā)明的確可達(dá)成前述的目的，實(shí)已符合專利法的規(guī)定，爰依法提出發(fā)明專利申請。
權(quán)利要求
1.一種光源追蹤裝置，其特征在于包含一至多個(gè)校準(zhǔn)體，其為立體突起物或平面，而能遮光、產(chǎn)生陰影，以造成受光強(qiáng)度差異， 直接或間接連結(jié)于機(jī)構(gòu)之中的使用；一至三軸感光元件組，其與校準(zhǔn)體的相對位置固定，其用以感測光度變化，并將之轉(zhuǎn)換為電壓或電流；一至多個(gè)比較電路，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組，用來判斷于各軸的電壓差或電流差是否位于一特定范圍；以及一至多組位置控制裝置，相對應(yīng)于前述的一至三軸感光元件組，其接受比較電路的訊號作動，用以帶動校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組于空間中移動或轉(zhuǎn)動；藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷各軸感光元件組因校準(zhǔn)體與光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源，而能達(dá)到追蹤或躲避光源的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的光源追蹤裝置，其中，感光元件可以是光敏電阻或光感測元件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光源追蹤裝置，其中，靈敏度及精確度或受光角度的特定范圍透過可變電阻來作調(diào)整。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光源追蹤裝置，其中，手動控制校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組的位置。
5.如權(quán)利要求1或2所述的光源追蹤裝置，其中，設(shè)有保護(hù)裝置，以限定位置控制裝置于特定的范圍內(nèi)作動。
6.如權(quán)利要求1或2所述的光源追蹤裝置，其中，設(shè)有記錄裝置，對有周期性的光源可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置；設(shè)有復(fù)歸裝置，可以于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體及一至三軸感光元件組移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的追蹤時(shí)間；以及設(shè)有警示裝置，在超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)驅(qū)動警示裝置發(fā)出警示。
7.一種光源追蹤方法，其包含(a)偵測可移動或轉(zhuǎn)動或兩者的校準(zhǔn)體于一光源下的受光強(qiáng)度；以及(b)透過移動或轉(zhuǎn)動校準(zhǔn)體使校準(zhǔn)體的陰影長短縮至一特定范圍；藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)光源，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的。
8.如權(quán)利要求7所述的光源追蹤方法，其中，設(shè)有保護(hù)機(jī)制，以限制校準(zhǔn)體于特定的范圍內(nèi)作動。
9.如權(quán)利要求7或8所述的光源追蹤方法，其中，設(shè)有記錄機(jī)制，對有周期性的光源可以作為日后追蹤的記錄及參考，亦可以設(shè)定為周期性的追蹤起始位置；于指定的一個(gè)特個(gè)時(shí)間將校準(zhǔn)體移動或轉(zhuǎn)動至指定的位置，以縮短起始的追蹤時(shí)間；以及于超過一特定時(shí)間區(qū)段仍無法追蹤到光源時(shí)發(fā)出警示。
全文摘要
本發(fā)明涉及光源追蹤裝置及其方法，該裝置包含一至多個(gè)校準(zhǔn)體，其為立體突起物或平面，而能遮光、產(chǎn)生陰影，以造成受光強(qiáng)度差異；一至三軸感光元件組，其感測光度變化，并將之轉(zhuǎn)換為電壓或電流；一至多個(gè)比較電路；以及一至三組位置控制裝置。藉由如此的設(shè)計(jì)，可以透過判斷各軸感光元件組因校準(zhǔn)體與光源相對角度的不同所造成的光度變化來令校準(zhǔn)體與一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源隨時(shí)保持一特定的角度，令校準(zhǔn)體隨時(shí)以一特定角度對準(zhǔn)光源一光源或數(shù)個(gè)光源中最強(qiáng)的光源，而能達(dá)到快速追蹤移動光源的目的，反接時(shí)，則可作為避光之用。
文檔編號G05D3/12GK102478856SQ20101056502
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者謝宏升 申請人:謝宏升