专利名称：：光源侦测装置与侦测光源的方法
技术领域：
：本发明是有关于一种光源侦测装置，且特别是有关于一种太阳追迹系统中的光源侦测装置。
背景技术：
：光源侦测或追踪模块在太阳追迹系统中为一重要的装置。一般来说，目前现有技术大多是将光侦测器配置于(Photosensor)—个经过特殊设计的机构或壳体内，以侦测特定角度范围的光源。举例来说，在美国专利第4484565号中，多个光侦测器配置于一个经过设计的壳体内，其中该壳体具有一圆形开口。由于这些光侦测器配置于壳体内，因此，光源适于通过圆形开口而于一特定的角度照射至这些光源侦测器其中之一，如此一来，便可推得光源的所在角度。同样地，在美国专利第4316084号与第6417500号中，其采用的方式亦为将光侦测器设置于一包覆空间内，并利用此包覆空间来侦测光源的角度，进而达到侦测光源的目的。
发明内容有鉴于此，本发明提供一种光源侦测装置，其设置于一开放空间中可用以侦测光源的位置，同时具有较简易及较精准的侦测机制。本发明另提供一种侦测光源的方法，采用此方法可有效地侦测光源的位置。本发明提出一种光源侦测装置，其适于设置于一开放空间中以侦测一光源的位置。此光源侦测装置包括两个第一光感测件以及一控制单元。第一光感测件沿一第一方向设置于一参考平面上。这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号。这些第一感测面互相背对或面对，且这些第一感测面其中之一的法向量与参考平面的法向量的夹角等于另一第一感测面的法向量与参考平面的法向量的夹角。这些法向量共平面。控制单元适于接收光强信号，并标准化这些第一光感测件所感测光源的光强度的差值以侦测光源相对于参考表面沿第一方向的角度。本发明另提出一种光源侦测装置，其适于设置于一开放空间中以侦测一光源的位置。此光源侦测装置包括多个第一光感测件以及一控制单元。第一光感测件沿一第一方向阵列设置于一参考平面或一参考曲面上。这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号。任意两个相邻的这些第一感测面的法向量夹角相等，且这些法向量共平面。控制单元适于接收这些光强信号，并标准化这些第一光感测件所感测光源的光强度的差以直接侦测光源相对参考表面沿第一方向的角度。在本发明的一个实施例中，光源侦测装置进一步包括两个第二光感测件。这些第二光感测件沿一第二方向设置于一参考平面上。这些第二光感测件分别具有一第二感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号。这些第二感测面互相背对或面对。这些第二感测面其中之一的法向量与参考平面的法向量的夹角等于另一第二感测面的法向量与参5考平面的法向量的夹角，且这些法向量共平面。在本发明的又一个实施例中，光源侦测装置进一步包括多个第二光感测件，沿一第二方向阵列设置于一参考平面上。这些第二光感测件分别具有一第二感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号，且任意两个相邻的这些第二感测面的法向量夹角相等，且这些法向量共平面。本发明提出一种侦测光源的方法，适于使用于一开放空间中以侦测一光源的位置。其包括下列步骤。首先，设置两个第一光感测件沿一第一方向于一参考平面上以形成一感测区。感测区为标准化这些第一光感测件同时感测光源的光强度的差的范围。这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号。这些第一感测面互相背对或面对。这些第一感测面其中之一的法向量与参考平面的法向量的夹角等于另一第一感测面的法向量与参考平面的法向量的夹角，且这些法向量共平面。接着，标准化这些第一光感测件感测光源的光强度的差。然后，判断标准化后的光强度的差是否位于感测区内以直接侦测光源相对参考表面沿第一方向的角度。本发明提出一种侦测光源的方法，适于使用于一开放空间中以侦测一光源的位置。其包括下列步骤。首先，设置多个第一光感测件沿一第一方向于一参考平面上以形成一感测区。感测区为标准化所述第一光感测件同时感测光源的光强度的差的范围。这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号。任意两个相邻的这些第一感测面的法向量夹角相等，且这些法向量共平面。接着，寻找输出最大光强信号的第一光感测件，其中第一光感测件的第一感测面面向光源的方向做为一光源方向。然后，标准化相邻输出最大光强信号的第一光感测件两侧的这些光感测件所感测光源的光强度的差以修正光源方向。在本发明的一个实施例中，光源侦测装置适当地设置两个第一光感测件于一参考平面上，使光源侦测装置将这些第一光感测件所感测光源的光强度的差值进行标准化计算后，而可直接得知光源的位置。同样地，光源侦测装置更可适当地设置多个第一光感测件于一参考平面或一参考曲面上，并将感测最大光强度的第一光感测件所面对的方向定义为光源方向，并根据相邻感测最大光强度的第一光感测件的两个第一光感测件所感测的光强度进行标准化运算，从而校正该光源方向。另外，本发明亦提供一种侦测光源的方法适用使用于上述的光源侦测装置。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。图1A为本发明第一实施例的光源侦测装置的示意图。图1B为本发明第一实施例的光源侦测装置的方块示意图。图2A绘示一种光感测件感测光源的感测光谱。图2B为图1A所绘示的两个第一光感测件设置于参考平面上感测光源的感测光谱。图2C为图2B所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱。图2D绘示一实施例的两个第一光感测件设置于参考平面上感测光源的感测光^並l曰。测光谱c图2E为图2D所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱。图3为本发明另一实施形态的光源侦测装置的示意图。图4为图2D所绘示的感测曲线进行另一光强差值标准化后的感测光谱。图5是依照本发明一实施例的一种侦测光源的方法的流程方块图。图6A为本发明第二实施例的光源侦测装置的示意图。图6B为本发明第二实施例的光源侦测装置的方块示意图。图7A绘示为第一光感测件其中之一感测光源最大光强度的感测光谱。图7B为相邻图7A所绘示的第一光感测件的两个第一光感测件感测光源的感测光图7C为图7B所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱。图7D为相对图7A所绘示的第一光感测件两侧的两个第一光感测件感测光源的感图7E为图7D所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱。图8是依照本发明一实施例的一种侦测光源的方法的流程方块图。图9A图9C绘示为本发明第三实施例的不同实施形态的光源侦测装置的示意主要元件符号说明100、200、300、400a、400b、400c:光源侦测装置101:光源112、114、210、310:第一光感测件112a、114a、210a:第一感测面112b、114b、152b、152b、210b:光强信号112c、114c、130a、152c、154c、210c、312:法向量120、230、320:控制单元122、222:信号转换单元124、224:储存单元126、226:微控制单元128:马达控制单元130、230:参考平面140a、140b、140c、142a、142b、142c、144、240a、240b、240c、240d、242a、242b、242c曲线152U54:第二光感测件152a、154a:第二感测面160:置中光感测件160a:置中感测面330:参考曲面L1、L2:第一方向S110S140、S210S230:步骤e、e2、e3、94:角度具体实施例方式第一实施例图1A为本发明第一实施例的光源侦测装置的示意图，而图IB为本发明第一实施例的光源侦测装置的方块示意图。请同时参考图1A与图IB，本实施例的光源侦测装置100适于设置于一开放空间中以侦测一光源101的位置。光源侦测装置IOO包括两个第一光感测件112、114以及一控制单元120。在本实施例中，第一光感测件112、114沿一第一方向LI设置于一参考平面130上，如图1A所绘示。详细来说，这些第一光感测件112、114分别具有一第一感测面112a、114a以侦测光源101的光强度，并适于输出一光强信号112b、114b。第一感测面112a与第一感测面114a可以是互相背对或面对，在本实施例中，第一感测面l12a与第一感测面114a互相背对，如图IA所绘示，此为举例说明，但不限于此。另外，第一感测面112a的法向量112c与参考平面130的法向量130a的夹角e工等于另一第一感测面114a的法向量114c与参考平面130的法向量130a的夹角e2，且这些法向量112c、114c、130a共平面，亦即是91=92，如图^所绘示。在本实施例中，第一感测面112a、114a的法线向量112c、114c与参考平面130的法线向量130a的夹角9^02的角度可以是大于0度且小于90度。在本实施例中，控制单元120用于接收第一感测件112、114输出的光强信号112b、114b，并将第一光感测件112、114所感测光源101的光强度的差值进行标准化以直接侦测光源101相对于参考表面130沿第一方向Ll的角度(未绘示)，亦即是，可直接地侦测光源101相对参考表面130的位置，如图1A与图1B所绘示。详细来说，控制单元120包括一信号转换单元122、一储存单元124以及一微控制单元126，如图1B所绘示。信号转换单元122用以将第一光感测件112U14的光强信号112b、114b转换成数字信号。储存单元124用以储存光强信号112b、114b，与标准化后的第一光感测件112、114所感测光源101的光强度的差值的数据量。微控制单元126用以标准化光强信号112b、114b的差值以侦测光源101相对于参考表面130沿第一方向Ll的角度。为了清楚说明本发明的光源侦测装置100的作动机制，以图2A至图2C说明。图2A绘示一种光感测件感测光源的感测光谱，而图2B为图1A所绘示的两个第一光感测件设置于参考平面上感测光源的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，而纵轴为光感测件感测光源的相对光强度值。另外，图2C为图2B所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，纵轴为标准化后的相对值。请先参考图2A，一般来说，光源正向面对光感测件的感测面时，如图2A所绘示的角度为零，光感测件感测光源的光强度值最大，而当光源相对光感测件的法向量的夹角越大时(亦即光源越偏离正向面对光感测件的方向)，则光感测件所感测的光源的光强度值越小，如图2A所绘示的曲线140a。因此，若将两个第一光感测件112a、114a设置于参考平面130上，如图1A所绘示的设置方式，将可得到如图2B所绘示的感测光谱。详细来说，请同时参考图1A与图2B，第一光感测件112U14的法向量112c、114c分别与参考平面130的法向量130a的夹角分别为-45度与+45度，其中夹角的正负值是以参考平面130的法向量为基准，亦即是91=-45度，92=45度。如此一来，第一光感测件112适于在-45度具有最大光强度以及第一光感测件112适于在45度具有最大光强度，如图2B所绘示。换言之，第一光感测件112、114感测光源101的光强度相对于参考平面130沿第一方向Ll的角度关系，便分别如图2B所绘示的曲线140b、140c。由曲线140b与曲线140c可知，当光源101相对于参考平面130的法向量130a的夹角为_45度至+45度之间时，第一光感测件112与另一第一光感测件114可同时感测到光源101的光强度，若光源101相对于参考平面130的法向量130a的夹角在-45度至+45度之外的范围时，则仅有一个第一光感测件112或114可感测到光源101的光强度。进一步来说，将第一光感测件112感测的光强度值减去第一光感测件114感测所得到的光强度值差值，除以两个第一光感测件112、114感测的光强度值的和，则可得到如图2C所绘示的曲线140d以及如表一所示的数据。详细来说，从曲线140d可知，在-45度至+45度的范围内，单一角度对应单一标准化光强差值。因此，若光源101的位置介于-45度至+45度的范围内，此时可将第一光感测件112感测的光强度值与第一光感测件114感测的光强度值，进行如上述的光强差值标准化，并搭配如表一所呈现的数据，而可直接换算光源101相对于参考平面130的角度。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>当然，上述的曲线140d更可通过一近似值的运算而得到更为精准的光源相对于参考平面的角度，表一仅为举例说明。在本实施例中，上述是以第一光感测件112U14的法向量112c、114c与参考平面130的法向量130a的夹角分别为-45度与+45度为实施范例。在另一实施例中，上述的夹角也可以是其他适当的角度，以下再举例说明。在一实施例中，第一光感测件112、114的法向量112c、114c与参考平面130的法向量130a的夹角分别可为-75度与+75度，亦即是e工=-75度，而e2=75度，其中图2D绘示一实施例的两个第一光感测件设置于参考平面上感测光源的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，纵轴为光感测件感测光源的相对光强度值。另外，图2E为图2D所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，纵轴则为标准化后的相对值。详细来说，请同时参考图1A与图2D，由于第一光感测件112U14的法向量112c、114c分别与参考平面130的法向量130a的夹角分别为_75度与+75度，因此，第一光感测件112适于在-75度具有最大光强度以及第一光感测件112适于在+75度具有最大光强度，如图2D所绘示。如此一来，第一光感测件112U14感测光源101的光强度相对于参考平面130的角度关系，便分别为如图2D所绘示的曲线142a、142b。由曲线142a与曲线142b可知，当光源101相对于参考平面130的法向量130a的夹角介于-15至+15度之间时，第一光感测件112与另一第一光感测件114可同时感测到光源101的光强度，若光源101相对于参考平面130的法向量130a的夹角落在-15至+15度之外的范围时，则仅有一个第一光感测件112或114可感测到光源101的光强度。同样地，将第一光感测件112感测的光强度值减去第一光感测件114感测所得到的光强度差值，除以两个第一光感测件112U14感测的光强度值的和，则可得到如图2E所绘示的曲线142c以及如表二所示的数据。详细来说，从曲线142c可知，在-15度至+15的范围内，单一角度对应单一标准化光强差值。因此，若光源介于-15度至+15的范围内，可将第一光感测件112感测的光强度值与第一光感测件114感测的光强度值做如前述的计算，并搭配如表一所呈现的数据，而可直接换算光源相对于参考平面的角度。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>承上述，当第一光感测件112、114的法向量112c、114c与参考平面130的法向量130a的夹角越来越大时(如上述的正负45度至正负75度的例子)，采用上述的侦测光源的方式，可直接侦测光源101相对于参考平面的角度范围则越来越小，虽然如此，其精确值却较高。主要原因在于，可侦测光源的角度范围虽变小，然而其标准化光强差值的范围仍为+1至-l，如此一来，在换算上可得到较高的精确度。在本实施例中，第一光感测件112U14的法向量112c、114c与参考平面130的法向量130a之间的夹角端视使用者的需求而定，上述为举例说明，非限于此。在本实施例中，控制单元120进一步包括一马达控制单元128，如图1B所绘示。马达控制单元128用以控制参考平面130沿第一方向Ll转动。详细来说，当光源101相对于参考平面130的法向量130a的夹角位于上述的可直接侦测光源的角度范围之外，马达控制单元128适于控制参考平面130沿第一方向Ll转动，使侦测光源lOl的角度可落入第一光感测件112U14同时感测光强的范围内，进而采用上述的侦测方式而可直接侦测光源101相对于参考平面130的角度范围。需要说明的是，以上仅是侦测光源101沿第一方向Ll移动的角度为举例说明，亦即是，仅可侦测光源在一维度的移动方向。换言之，若欲使光源侦测装置ioo可侦测光源在另一维度的移动方向或角度，光源侦测装置100更可包括两个第二光感测件152、154。在本实施例中，第二光感测件152、154沿一第二方向L2设置于一参考平面130上，如图1A所绘示。详细来说，这些第二光感测件152、154分别具有一第二感测面152a、154a以侦测光源101的光强度并适于输出一光强信号152b、154b。第二感测面152a与第二感测面154a可以是互相背对或面对，在本实施例中，第一感测面152a与第一感测面154a互相背对，如图1A所绘示，此为举例说明，但不限于此。详细来说，第二感测面152a的法向量152c与参考平面130的法向量130a的夹角93等于另一第二感测面154a的法向量154c与参考平面130的法向量130a的夹角e4，且这些法向量152c、154c、130a共平面，亦即是93=e^如图lA所绘示。在本实施例中，第二感测面152a、154a的法线向量152c、154c与参考平面130的法线向量130a的夹角e3、94的角度可以是介于0度与90度之间。相同地，第二光感测件152、154用于侦测光源101相对参考平面130沿第二方向L2的角度，其中相关的侦测方式如同上述的说明，在此不再赘述。另外，在本实施例中，第二方向L2与第一方向Ll互相垂直，如此一来，光源侦测装置100即可侦测光源101在二维方向的移动方向或位置。图3为本发明另一实施形态的光源侦测装置的示意图。请同时参考图1与图3，光源侦测装置200与光源侦测装置100结构相似，相同构件以相同符号表示，但是二者不同处在于，光源侦测装置200进一步包括置中光感测件160，如图3所绘示。在本实施例中，置中光感测件160可设置于第一光感测件112、114之间以及/或第二光感测件152、154之间。置中光感测件160具有一置中感测面160a以侦测光源101的光强度，并用于输出一置中光强信号160b，且置中感测面160a的法向量160c与参考平面130的法向量130a同向。以下将以置中光感测件160设置在第一光感测件112U14之间为范例做详细说明。置中光感测件160主要是用以感测光源101的光强度，并将其所感测的光强度用以标准化第一光感测件112、114所感测到光强度差值，而在光源侦测装置100中，是以第一光感测件112U14所感测光源的光强度和作为标准化条件。由于本实施例的光源侦测装置200是以置中光感测元件160所感测光源101的强度值作为标准化条件，因此，将第一光感测件112、114所感测光源101的光强度差值除以置中光感测元件160所感测光源101的强度值后，可得到如图4所绘示的标准化曲线144，以及如表三所示的数据，其中第一光感测件112、114的法向量112c、114c分别与参考平面130的法向量130a的夹角分别为-45度与+45度，而置中感测面160a的法向量160c与参考平面130的法向量130a同向。表三<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在图4中，曲线144为一连续平滑曲线，且在-45度与+45度之间同样地为可直接侦测光源角度的范围，亦即是，在光源的角度落在-45度与+45度之间，可根据所得到的标准化光强度差值而直接地判定光源的角度，如前述的原理，在此不再赘述。在本实施例中，在光源相对于参考平面的角度介于-45度与+45度之间时，标准化光强度差值落在1.5至-1.5之间。因此，在相同的可侦测光源角度范围内(如-45度至+45度)，光源侦测装置200在侦测光源101的位置可具有较佳的侦测精确度。同样地，如前述实施例的描述，光源侦测装置200亦可应用于其他角度范围内，相关说明在此不再赘述。综上所述，光源侦测装置100、200是通过设置第一光感测件112、114于参考平面130上，且第一光感测件112、114的法向量112c、114c分别与参考平面130的法向量130a夹一正负角度(如前述的-45度与+45度或-75度与+75度)，并将第一光感测件112、114可同时感测光源的角度范围定义为可直接侦测光源角度的范围，以及预先计算在不同角度下，将第一光感测件112、114所感测光源的光强度差作一标准化计算，从而得知标准化后的数值与光源所在的角度关系，如图2C、图2E与图4或表一、表二以及表三所示。如此一来，当第一光感测件112、114侦测到光源的光强度时，便可直接计算标准化光强差值，并搭配如表一、表二或表三的数据，从而可直接得知光源101的位置(或角度)。另外，图5是依照本发明一实施例的一种侦测光源的方法的流程方块图。请参考图5，本实施例适于设置于开放空间中以侦测一光源的位置。首先，在步骤SllO中，设置两个第一光感测件沿一第一方向于一参考平面上以形成一感测区，其中感测区定义为标准化这些第一光感测件同时感测光源的光强度的差的角度范围，例如是图2C所绘示的曲线在-45度与+45度之间的范围。详细而言，这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号，且这些第一感测面可以是互相背对或面对。另外，这些第一感测面其中之一的法向量与参考平面的法向量的夹角等于另一第一感测面的法向量与参考平面的法向量的夹角，且这些法向量共平面，以上可参考图1A。接着，在步骤S120中，标准化这些第一光感测件感测光源的光强度的差。在本实施例中，标准化这些第一光感测件感测光源的光强度的差的方法例如是将这些第一光感测件感测光源的光强度的差除以这些第一光感测件感测光源的光强度的和，更加详细的说明可参考前实施例的描述，在此不再赘述。然后，在步骤S130中，判断标准化后的光强度的差是否位于感测区内以直接侦测光源相对参考表面沿第一方向的角度。在本实施例中，当标准化光强度差值位于感测区外时，适于沿第一方向顺时针或逆时针转动参考平面直至这些光感测件标准化后的光强度的差位于感测区内，如步骤S140。详细来说，当两个第一光感测件感测光源时，适于将两个第一光感测件所感测的光强度相减，并除以两个第一光感测件所感测的光强度相加以进行标准化运算。而后，根据标准化后所得的数值查表(如表一、表二或表三)以判断光源相对参考平面的角度，相关描述可参考前实施例。若标准化后所得的数值非表一、表二或表三所规定的范围，便适于沿第一方向顺时针或逆时针转动此参考平面直至两个第一光感测件所感测的光强度进行标准化后的数值位于上述的范围(或称为感测区内)。如此一来，便完成一种光源侦测的方法，且该方法适用于光源侦测装置100。在另一实施例中，上述的标准化光强度差值的方法也可以是，设置一置中感测件于这些第一光感测件之间，并且置中感测件具有一置中感测面以侦测光源的光强度并适于输出一置中光强信号，且置中感测面的法向量与参考平面的法向量同向。而后，标准化这些第一光感测件感测光源的光强度的差的方法例如是将这些第一光感测件感测光源的光强度的差除以置中光感测件感测光源的光强度。接下来，侦测光源的原理便如上述的光源侦测装置200的说明，在此便不再赘述。第二实施例图6A为本发明第二实施例的光源侦测装置的示意图，而图6B为本发明第二实施例的光源侦测装置的方块示意图。请同时参考图6A与图6B，本实施例的光源侦测装置300适于设置于一开放空间中以侦测一光源101的位置。光源侦测装置300包括多个第一光感测件210以及一控制单元220。在本实施例中，多个第一光感测件210沿一第一方向Ll阵列设置于一参考平面230上。这些第一光感测件210分别具有一第一感测面210a以侦测光源101的光强度并适于输出一光强信号210b，且任意两个相邻的第一感测面210a的法向量210c夹角相等，如图6A所示的角度e，且这些法向量210c共平面，如图6A所绘示。本实施例以7个第一光感测件210沿第一方向Ll阵列设置于参考平面230上，在另一实施例中，第一光感测件210的数目亦可以是其他的数值，需要说明的是，第一光感测件210的数目越多，则光源侦测装置300的精准度越高，然而，在使用者的设计考量与制作成本上，本发明并不以此为限，上述仅为举例说明。另外，这些第一感测面210a沿第一方向Ll感测光源101的光强度范围介于O与180度之间，且任意两个相邻的这些第一感测面210a的法向量夹角的角度e大于O度且小于90度，如图6A所绘示。详细来说，由于多个第一光感测件210沿第一方向Ll设置于参考平面230上，且各感测面210a沿第一方向Ll分别面向不同的角度，如图6A所示，因此，在感测光源101时，这些第一光感测件210其中之一适于感测到最大的光强度。如此一来，可定义感测到最大光强度的第一感测件210所面向的角度为当时光源沿第一方向Ll相对参考平面230的角度，并以二相邻感测最大光强度的第一感测件210的第一光感测件210所感测到的光强度进行如前实施例的标准化光强度的方法来校正光源101沿第一方向Ll相对参考平面230的角度。换言之，本实施例的光源侦测装置300无须摆动参考平面230，便可通过多个第一光感测件所感测的光强度而直接地感测光源101的方向，并可搭配使用前实施例的标准化光强度的方法，进而更精确地感测光源101沿第一方向Ll相对参考平面230的角度。在本实施例中，控制单元220适于接收上述的第一光感测件的光强信号210b，并标准化这些第一光感测件210所感测光源101的光强度的差以直接侦测光源101相对参考表面230沿第一方向Ll的角度，如图6B所示。详细来说，控制单元220包括一信号转换单元222、一储存单元224以及一微控制单元226，如图6B所绘示。信号转换单元222用以将这些第一光感测件210的光强信号210b转换成数字信号。储存单元224用以储存这些光强信号210b，与标准化后的这些第一光感测件210所感测光源101的光强度的差的数据量。微控制单元220用以标准化这些光强信号210b的差以侦测光源101相对于参考表面230沿第一方向L1的角度。为了更了解本发明的光源侦测装置300的作动机制，以图7A至图7C说明。图7A绘示为第一光感测件其中之一感测光源最大光强度的感测光谱，而图7B为相邻图7A所绘示的第一光感测件的两个第一光感测件感测光源的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，而纵轴为光感测件感测光源的相对光强度值。另外，图7C为图7B所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，纵轴为标准化后的相对值。请先参考图7A，在本实施例中，以光源101位于沿第一方向Ll且相对参考平面230的角度e为-30度的方向为举例说明，如此一来，第一感测面210a面向此方向的第一光感测件210便适于感测最大光强度，且相对光源101位于不同角度时，其感测光谱便如图7A所示的感测曲线240a。接着，为了使光源侦测装置300可更为精准地感测光源101的方向，因此，可分别以相邻上述的第一光感测件210的两个第一光感测件210所感测光源的光强度作为校正光源方向的机制，其中两个第一光感测件210的感测面210a例如是沿第一方向Ll面向-60度以及0度的第一光感测件。如此一来，两个第一光感测件210所感测光源的光强度便如图7B所绘示的曲线240b、240c在光源于-60度或0度时，可感测到最大光强度。同样地，将上述两个第一光感测件210感测光源的光强度值互减所得到的光强度值差值，除以感测最大光强度的第一光感测件所感测的光强度值，则可得到如图7C所绘示的曲线240d以及如表四所示的数据。在曲线240d中，取两个第一光感测件的最大光强度之间的范围作为有效侦测光源角度的范围，例如是在-60度至0度的范围内，其中单一角度对应单一标准化的光强差值。因此，若光源IOI的位置介于-60度至0度的范围内，可将两个第一光感测件210感测的光强度值与感测到最大光强度的第一光感测件210感测的光强度值，进行如上述的光强差值标准化，并搭配如表四所呈现的数据，进而可校正光源101相对于参考平面230的角度。表四<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在另一实施例中，校正光源换算光源101相对于参考平面230的角度亦可使用相对感测最大光强度的第一光感测件210两侧的两个第一光感测件210，其中两个第一光感测件210例如是光感测面分别面向-90度与+30度的第一光感测件，详细说明如下的描述。图7D为相对图7A所绘示的第一光感测件两侧的两个第一光感测件感测光源的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，而纵轴为光感测件感测光源的相对光强度值。另外，图7E为图7D所绘示的感测曲线进行光强差值标准化后的感测光谱，其中横轴定义为光源相对参考平面的角度，纵轴为标准化后的相对值。由于两个第一光感测件210分别设置为面向-90度与+30度的方向，因此，二者所感测光源的感测光谱便如图7D所示的曲线242a、242b。在本实施例中，以两个第二光感测可同时感测光源光强度的角度范围作为有效侦测光源角度的范围，例如是-60度至0度，如图7D所示。同样地，将上述两个第一光感测件210感测光源的光强度值互减所得到的光强度值差值，除以感测最大光强度的第一光感测件所感测的光强度值，则可得到如图7E所绘示的曲线242c以及如表五所示的数据。在曲线242c中，取两个第一光感测件可同时感测光源的角度范围作为有效侦测光源角度的范围，例如是在-60度至0度的范围内，其中单一角度对应单一标准化光强差值。因此，若光源101的位置介于-60度至0度的范围内，可将两个第一光感测件210感测的光强度值与感测到最大光强度的第一光感测件210感测的光强度值，进行如上述的光强差值标准化，并搭配如表五所呈现的数据，进而可校正光源101相对于参考平面230的角度。表五<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在另一实施例中，进行标准化的方式也可以是采用将上述两个第一光感测件210感测光源的光强度值互减所得到的光强度值差值，除以两个第一光感测件210感测光源的光强度值互加的光强度值的方式，其相关描述如前实施例所述，在此不再赘言。如此一来，将可得到如表六所呈现的资讯。表六<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>承上述可知，不同标准化光强度的方式以及选用相对感测最大光强度的第一光感测件两侧的两个第一光感测件，将可得到不同的校正精确度，如上述的表四、表五以及表六。换言之，以上仅为举例说明，非用以限定本发明，亦即是，本实施例的光源侦测装置可根据使用者的需求与设计而可自行使用上述标准化光强度的方法。同样地，上述是以侦测光源101沿第一方向L1移动的角度为举例说明，亦即是，仅可侦测光源在一维度的移动方向。换言之，若欲使光源侦测装置300可侦测光源在另一维度的移动方向或侦测，光源侦测装置300更可包括多个第二光感测件(未绘示)。这些第二光感测件沿一第二方向(未绘示)阵列设置于一参考平面上。这些第二光感测件例如是采用上述第一光感测件，相关说明可参考上述，在此不再赘言。另外，第二方向L2例如是与第一方向Ll垂直。如此一来，第二光感测件便可感测光源沿第二方向相对参考平面移动的角度，进而使光源侦测装置230可同时侦测光源101在二维方向的移动方向或位置，其中相关的侦测机制如前实施例的说明，在此不再赘述。综上所述，光源侦测装置300是通过设置多个第一光感测件210于参考平面230上，且任意两个相邻的第一感测面210a的法向量210c夹角相等(如图6A所示的e角)，并将感测到最大光强的第一光感测件210所面向的方向或角度定义为光源101相对参考平面230的方向或角度。然后，以两个相邻感测最大光强度的第一感测件210的第一光感测件210所感测到的光强度进行如上述的标准化光强度的方法来校正光源101相对参考平面230的方向或角度，其中根据不同的标准化条件具有不同的程度的精确度，如表四、表五以及表六所示。换言之，本实施例的光源侦测装置无须控制参考平面的转动方向以侦测光源，而可直接地根据第一光感测件210所侦测到光源的光强度，进行计算标准化光强差值，并搭配如表四、表五或表六的数据，从而得知光源101的方向或角度。另外，图8是依照本发明一实施例的一种侦测光源的方法的流程方块图。请参考图8，本实施例适于设置于一开放空间中以侦测一光源的位置。首先，在步骤S210中，设置多个第一光感测件沿一第一方向于一参考平面上以形成一感测区，其中感测区定义为标准化这些第一光感测件同时感测光源的光强度的差的范围。这些第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出一光强信号，且任意两个相邻的这些第一感测面的法向量夹角相等，以及这些法向量共平面，相关描述可参考光源侦测装置300的说明，在此不再赘述。然后，在步骤S220中，寻找输出最大光强信号的第一光感测件，其中第一光感测件的第一感测面面向光源的方向定义为一光源方向，相关描述可参考光源侦测装置300的说明，在此不再赘述。再者，在步骤S230中，标准化相邻输出最大光强信号的第一光感测件两侧的这些光感测件所感测光源的光强度的差以修正光源方向。详细来说，上述的标准化的方法，可以是将这些第一光感测件感测光源的光强度的差除以这些第一光感测件感测光源的光强度的和以形成一感测区，进而直接地修正光源方向；或是，将这些第一光感测件感测光源的光强度的差除以输出最大光强信号的第一光感测件感测光源的光强度以形成一感测区，进而直接地修正该光源方向，更为详细的描述，可参考光源侦测装置300的说明，在此不再赘述。至此，便完成一种侦测光源的方法，其中该方法适于使用于上述的光源侦测装置300。第三实施例图9A图9C绘示为本发明第三实施例的不同实施形态的光源侦测装置的示意图。请同时参考图9A至图9C，本实施例的光源侦测装置400a、400b、400c包括多个第一光感测件310以及一控制单元320。第一光感测件310沿一第一方向Ll阵列设置于一参考曲面330上。在本实施例中，第一光感测件310例如是采用上述的第一光感测件210，相关描述在此不再赘述。另外，任意两个相邻的这些第一光感测件310的法向量312夹角相等，例如是图9A至图9C所绘示的e角，且这些法向量312共平面。同样地，控制单元320适于接收第一光感测件310所感测的光强信号310a，并标准化这些第一光感测件310所感测光源101的光强度的差以直接侦测光源101相对参考曲面330沿第一方向L1的角度。在本实施例中，控制装置320例如是采用上述的控制装置220，相关说明可参考前实施例的描述，在此不再赘言。在本实施例中，光源侦测装置400a、400b、400c采用如前述的光源侦测装置300所使用侦测光源101的概念，但是不同处在于，第一光感测件310设置于参考曲面330上，其中参考曲面330例如是半圆弧、平面与半圆弧的组合、或全圆，如图9A至图9C所绘示。如此一来，光源侦测装置400a、400b、400c侦测光源的角度便可具有多元化的范围，例如是0度至360或0度至180度，其中侦测光源101的作动机制，可参考前实施例的说明，在此不再赘述。需要说明的是，图9A至图9C所绘示的参考曲面330仅为举例说明，其亦可以是其他适当的设计，而非用以限定本发明。综上所述，本发明的光源侦测装置至少具有下列优点。首先，适当地设置两个第一光感测件于一参考平面上，并将这些第一光感测件所感测光源的光强度的差值进行标准化计算，进而在侦测光源时，可通过第一光感测件所感测光源的光强度而可直接得知光源的位置。另外，光源侦测装置更可适当地设置多个第一光感测件于一参考平面或一参考曲面上，然后，将感测最大光强度的第一光感测件所面对的方向定义为光源方向，并根据相邻感测最大光强度的两个第一光感测件所感测的光强度差值进行标准化运算，进而校正光源方向。此外，本发明同时提供一种侦测光源的方法，其适用使用于上述的光源侦测装置。因此，本发明的光源侦测装置适于设置于一开放空间中以侦测光源的位置，同时具有较简易及较精确的光源侦测机制。虽然本发明已以多个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当如申请专利的权利要求书的范围所界定者为准。权利要求一种光源侦测装置，设置于一开放空间中以侦测一光源的位置，包括两个第一光感测件，沿一第一方向设置于一参考平面上，所述第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测该光源的强度并适于输出一光强信号，所述第一感测面互相背对或面对，且所述第一感测面其中之一的法向量与该参考平面的法向量的夹角等于另一该第一感测面的法向量与该参考平面的法向量的夹角，所述法向量共平面；以及一个控制单元，适于接收所述光强信号，并标准化所述第一光感测件所感测该光源的光强度的差以侦测该光源相对该参考表面沿该第一方向的角度。2.根据权利要求1项所述的光源侦测装置，其中各所述第一感测面沿该第一方向感测该光源的光强度范围介于0与180度之间，且所述第一感测面其中之一的法线向量与该参考平面的法线向量的夹角的角度大于0度且小于90度。3.根据权利要求1项所述的光源侦测装置，其中该控制单元包括一个信号转换单元，用以将所述第一光感测件的光强信号转换成数字信号；一个储存单元，用以储存所述光强信号，与标准化后的所述第一光感测件所感测该光源的光强度的差值的数据量；以及一个微控制单元，用以标准化所述光强信号的差值以侦测该光源相对该参考表面沿该第一方向的角度。4.根据权利要求3项所述的光源侦测装置，其中该控制单元进一步包括一个马达控制单元，用以控制该参考平面沿该第一方向转动。5.根据权利要求1项所述的光源侦测装置，进一步包括一个置中光感测件，设置于所述第一光感测件之间，并具有一置中感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一置中光强信号，且该置中感测面的法向量与参考平面的法向量同向。6.根据权利要求1项所述的光源侦测装置，进一步包括两个第二光感测件，沿一第二方向设置于一参考平面上，所述第二光感测件分别具有一第二感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一光强信号，所述第二感测面互相背对或面对，且所述第二感测面其中之一的法向量与该参考平面的法向量的夹角等于另一该第二感测面的法向量与该参考平面的法向量的夹角，所述法向量共平面。7.根据权利要求6项所述的光源侦测装置，其中该第一方向与该第二方向垂直。8.根据权利要求6项所述的光源侦测装置，其中各所述第二感测面沿该第二方向感测该光源的光强度范围介于0与180度之间，且所述第二感测面其中之一的法向量与该参考平面的法向量的夹角的角度大于0度且小于90度。9.一种侦测光源的方法，用于一开放空间中侦测一光源的位置，包括沿一第一方向于一参考平面上设置两个第一光感测件以形成一感测区，其中该感测区定义为标准化所述第一光感测件同时感测该光源的光强度的差的范围，所述第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一光强信号，所述第一感测面互相背对或面对，且所述第一感测面其中之一的法向量与该参考平面的法向量的夹角等于另一该第一感测面的法向量与该参考平面的法向量的夹角，所述法向量共平面；标准化所述第一光感测件所感测该光源的光强度的差；以及判断标准化后的光强度的差是否位于该感测区内以直接侦测该光源相对该参考表面沿该第一方向的角度。10.根据权利要求9项所述的方法，其中标准化所述第一光感测件感测该光源的光强度的差的方法包括将所述第一光感测件感测该光源的光强度的差除以所述第一光感测件感测该光源的光强度的和。11.根据权利要求9项所述的方法，当标准化的光强度的差位于该感测区外，进一步包括沿该第一方向顺时针或逆时针转动该参考平面直至所述光感测件标准化后的光强度的差位于该感测区内。12.根据权利要求9项所述的方法，进一步包括设置一个置中感测件于所述第一光感测件之间，其中该置中感测件具有一置中感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一置中光强信号，且该置中感测面的法向量与参考平面的法向量同向。13.根据权利要求12项所述的方法，其中标准化所述第一光感测件感测该光源的光强度的差的方法包括将所述第一光感测件感测该光源的光强度的差除以该置中光感测件感测该光源的光强度。14.一种光源侦测装置，设置于一开放空间中以侦测一光源的位置，包括多个第一光感测件，沿一第一方向阵列设置于一参考面上，所述第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一光强信号，且任意两个相邻的所述第一感测面的法向量夹角相等，所述法向量共平面；以及一个控制单元，适于接收所述光强信号，并标准化所述第一光感测件所感测该光源的光强度的差以直接侦测该光源相对该参考面沿该第一方向的角度。15.根据权利要求14项所述的光源侦测装置，其中各所述第一感测面沿该第一方向感测该光源的光强度范围介于0与180度之间，以及任意两个相邻的所述第一感测面的法向量夹角的角度大于0度且小于90度。16.根据权利要求14项所述的光源侦测装置，其中该参考面为平面、半圆弧、平面与半圆弧的组合、或全圆的其中之一。17.根据权利要求14项所述的光源侦测装置，其中该控制单元包括一个信号转换单元，用以将所述第一光感测件的光强信号转换成数字信号；一个储存单元，用以储存所述光强信号，与标准化后的所述第一光感测件所感测该光源的光强度的差的数据量；以及一个微控制单元，用以标准化所述光强信号的差以侦测该光源相对该参考面沿该第一方向的角度。18.根据权利要求14项所述的光源侦测装置，进一步包括多个第二光感测件，沿一第二方向阵列设置于一参考面上，所述第二光感测件分别具有一第二感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一光强信号，且任意两个相邻的所述第二感测面的法向量夹角相等，所述法向量共平面。19.根据权利要求18项所述的光源侦测装置，其中该第一方向与该第二方向垂直，以及该参考面为平面、半圆弧、平面与半圆弧的组合、或全圆的其中之一。20.根据权利要求18项所述的光源侦测装置，其中各所述第二感测面沿该第二方向感测该光源的光强度范围介于0与180度之间以及任意两个相邻的所述第二感测面的法向量夹角的角度大于0度且小于90度。21.—种侦测光源的方法，用于一开放空间中侦测一光源的位置，包括设置多个第一光感测件沿一第一方向于一参考平面上以形成一感测区，其中该感测区为标准化所述第一光感测件同时感测该光源的光强度的差的范围，所述第一光感测件分别具有一第一感测面以侦测该光源的光强度并适于输出一光强信号，且任意两个相邻的所述第一感测面的法向量夹角相等，所述法向量共平面；寻找输出最大该光强信号的该第一光感测件，其中该第一光感测件的第一感测面面向该光源的方向做为一光源方向；以及标准化相邻输出最大光强信号的该第一光感测件两侧的所述光感测件所感测该光源的光强度的差以修正该光源方向。22.根据权利要求21项所述的方法，其中标准化所述第一光感测件感测该光源的光强度的差以修正该光源方向的方法包括将所述第一光感测件感测该光源的光强度的差除以所述第一光感测件感测该光源的光强度的和以形成一感测区，以直接地修正该光源方向。23.根据权利要求21项所述的方法，其中标准化所述第一光感测件感测该光源的光强度的差以修正该光源方向的方法包括将所述第一光感测件感测该光源的光强度的差除以输出最大光强信号的该第一光感测件感测该光源的光强度以形成一感测区，以直接地修正该光源方向。全文摘要本发明公开了一种光源侦测装置，其适于设置于一开放空间中以侦测光源的位置，其包括第一光感测件以及控制单元。第一光感测件沿第一方向设置于参考平面上。这些第一光感测件分别具有第一感测面以侦测光源的光强度并适于输出光强信号。这些第一感测面互相背对或面对，且这些第一感测面其中之一的法向量与参考平面的法向量的夹角等于另一第一感测面的法向量与参考平面的法向量的夹角。这些法向量共平面。控制单元适于接收光强信号，并标准化这些第一光感测件所感测光源的光强度的差值以侦测光源相对于参考表面沿第一方向的角度。本发明亦提供一种光源侦测方法。文档编号G01S3/782GK101726721SQ200810171679公开日2010年6月9日申请日期2008年10月23日优先权日2008年10月23日发明者张一介,陈阳成申请人:凌阳多媒体股份有限公司