CN106097699A - 一种光控装置和光控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光控装置和光控系统，适用于电路技术领域。本发明提供的一种光控装置，用于接收不同光照强度的光信号，包括：信号处理单元、多个第一信号检测单元、多个第二信号检测单元以及光信号接收阵列；光信号接收阵列接收到光信号后，根据光信号的光照强度生成与之对应的电信号，光信号接收阵列通过第一信号检测单元和第二信号检测单元将电信号发送给信号处理单元，信号处理单元根据电信号执行对应的任务或功能响应。实现了一种比触摸式控制更便捷的控制方式，无需用户通过对触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能生成控制指令对智能设备进行控制，使得用户控制智能设备变得更加简单。

Description

一种光控装置和光控系统
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种光控装置和光控系统。
背景技术
如今许多智能家电或智能穿戴设备都设有触摸式的屏幕或控制面板，为用户提供信息显示的同时，用户还可以在屏幕或控制面板上通过触摸向智能家电或智能穿戴设备发送控制命令。然而，在用户通过触摸手势控制智能设备执行不同的任务时，不仅需要以相关的操作系统或应用程序为基础，并且用户还需要根据操作系统的提示或点击应用程序当中任务选项或步骤来实现对智能设备的控制。
综上所述，由于现有的智能设备均是以触摸屏幕的形式为用户提供控制路径，因此在对智能设备进行控制时，需要用户对触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能实现控制，存在操作过程麻烦的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光控装置和光控系统光控装置，以解决现有技术中的智能设备在执行任务前，需要用户通过触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能生成控制指令对智能设备进行控制，存在操作过程麻烦的问题。
本发明的目的在于提供一种光控装置，用于接收发射装置发射的光信号，所述光控装置包括：信号处理单元、多个第一信号检测单元、多个第二信号检测单元以及光信号接收阵列；
所述信号处理单元包括多个第一信号输入端和多个第二信号输入端，所述信号处理单元的多个第一信号输入端分别与所述多个第一信号检测单元的输出端相连，所述信号处理单元的多个第二信号输入端分别与所述多个第二信号检测单元的输出端相连；
所述光信号接收阵列包括多个第一信号输出端和多个第二信号输出端，所述光信号接收阵列的多个第一信号输出端分别与所述多个第一信号检测单元的输入端相连，所述光信号接收阵列的多个第二信号输出端分别与所述多个第二信号检测单元的输入端相连；
所述光信号接收阵列接收到光信号后，生成与所述光信号的光照强度对应的电信号，所述光信号接收阵列通过所述多个第一信号检测单元和所述多个第二信号检测单元将所述电信号发送给所述信号处理单元，所述信号处理单元根据所述电信号执行对应的任务或功能响应。
进一步的，所述多个第一信号检测单元为多个结构相同的第一检测电路，所述第一检测电路包括：第一芯片和第一电阻R1；
所述第一芯片的默认控制端共接电源与所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端与所述第一芯片的输入端共接形成所述第一检测电路的输入端，所述第一芯片输出端为所述多个第一信号检测单元中单个第一信号检测单元的输出端。
进一步的，所述多个第二信号检测单元为多个结构相同的第二检测电路，所述第二检测电路包括：第二电阻R2、第三电阻R3以及开关管；
所述第二电阻R2的第一端接电源，所述第二电阻R2的第二端与所述开关管的高电位端共接形成所述第二检测电路的输出端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的受控端与所述第三电阻R3的第一端共接形成所述第二检测电路的输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述开关管的低电位端相连。
进一步的，所述光信号接收阵列为由多个光信号接收阵子按照预设规则排列组成的阵列。
进一步的，所述阵列包括N×M个光信号接收阵子，N和M均为正整数，所述阵列中的每一行有M个光信号接收阵子，所述阵列中的每一行的M个光信号接收阵子的第一端共接作为所述光信号接收阵列中的一个第一信号输出端，所述阵列中的每一列有N个光信号接收阵子，所述阵列中的每一列的N个光信号接收阵子的第二端共接作为所述光信号接收阵列中的一个第二信号输出端。
进一步的，所述光信号接收阵子为光敏二极管，所述光敏二极管的阴极为所述光信号接收阵子的第一端，所述光敏二极管的阳极为所述光信号接收阵子的第二端。
进一步的，所述开关管为MOS管、IGBT管或带体二极管的IGBT管。
进一步的，所述开关管为NPN型MOS管，所述NPN型MOS管的基极为所述开关管的受控端，所述NPN型MOS管的集电极为所述开关管的高电位端，所述NPN型MOS管的发射极为所述开关管的低电位端。
本发明的另一目的在于提供一种光控系统，包括用于发送不同光照强度的光信号的发射装置，所述光控系统还包括与所述发射装置对应的光控装置，所述光控装置为如上所述的光控装置。
光控装置本发明的另一目的还在于提供一种光控系统，包括用于发送不同光照强度的光信号的发射装置，所述光控系统还包括与所述发射装置对应的光控装置，所述光控装置为如上所述的光控装置。
本发明提供一种光控装置，用于接收不同光照强度的光信号，包括：信号处理单元、多个第一信号检测单元、多个第二信号检测单元以及光信号接收阵列；光信号接收阵列接收到光信号后，根据光信号的光照强度生成与之对应的电信号，光信号接收阵列通过第一信号检测单元和第二信号检测单元将电信号发送给信号处理单元，信号处理单元根据电信号执行对应的任务或功能响应。实现了一种比触摸式控制更便捷的控制方式，无需用户通过对触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能生成控制指令对智能设备进行控制，使得用户控制智能设备变得更加简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光控装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种光控装置中的第一信号检测单元的具体电路图；
图3是本发明实施例提供的一种光控装置中的第二信号检测单元的具体电路图；
图4是本发明实施例提供的一种光控装置的具体电路图；
图5是本发明实施例提供的一种光控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的目的在于提供一种光控装置和光控系统光控装置，以解决现有技术中的智能设备在执行任务前，需要用户通过触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能生成控制指令对智能设备进行控制，存在操作过程麻烦的问题。
为了说明本发明实施例所提供的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的光控装置的结构，如图1所示，光控装置100用于接收不同光照强度的光信号，其包括：信号处理单元10、多个第一信号检测单元20、多个第二信号检测单元30以及光信号接收阵列40。
信号处理单元10包括多个第一信号输入端和多个第二信号输入端，信号处理单元10的多个第一信号输入端分别与多个第一信号检测单元20的输出端相连，信号处理单元10的多个第二信号输入端分别与多个第二信号检测单元30的输出端相连。
光信号接收阵列40包括多个第一信号输出端和多个第二信号输出端，光信号接收阵列40的多个第一信号输出端分别与多个第一信号检测单元20的输入端相连，光信号接收阵列40的多个第二信号输出端分别与多个第二信号检测单元30的输入端相连。
光信号接收阵列40接收到光信号后，生成与光信号的光照强度对应的电信号，光信号接收阵列40通过多个第一信号检测单元20和多个第二信号检测单元30将电信号发送给信号处理单元10，信号处理单元10根据电信号执行对应的任务或功能响应。
需要解释的是，光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量，也称照度，其单位为：勒克斯(Lux或Lx)。用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。其中，光通量是指光源单位时间内所辐射的光能，其单位是流明。
在本发明实施例中，信号处理单元10可以是现有的单片机或具有控制功能的芯片，其中至少包括一组与光信息的光照强度及电信号相关的任务列表。具体的，该任务列表用于描述光信号接收阵列40接收光照强度不同的光信号时，生成不同的电信号的对应关系，以及不同的电信号与信号处理单元10执行的任务或功能响应的对应关系。
以控制智能设备的开关为例，将光信号的光照强度为一级、二级或三级，任务列表中对应的有光信号接收阵列40根据光信号的光照强度一级、二级或三级生成对应的第一电信号、第二电信号或第三电信号，以及信号处理单元10根据第一电信号、第二电信号或第三电信号执行的任务为关机、开机或重启。当光控装置100接收到光照强度为二级的光信号时，光信号接收阵列40根据该光照强度为二级的光信号生成第二电信号，并通过第一信号检测单元20和第二信号检测单元30将第二电信号发送至信号处理单元10，信号处理单元10根据第二电信号对智能设备进行开机控制。
需要说明的是，并非任何的光信号都能够通过光控装置100被接收或执行控制任务。作为本发明的一种实施例方式，光信号接收阵列40接收到光信号并生成对应的电信号中包括触发电信号，用于触发第一信号检测单元20。对应的，第一信号检测单元20具有第一驱动阈值，光信号接收阵列40接收到光信号并生成对应的电信号后，第一信号检测单元20判断该电信号的触发电信号是否大于或等于第一驱动阈值，若是，第一信号检测单元20将电信号发送给信号处理单元10，信号处理单元10根据电信号执行相关的任务或功能响应。若该电信号的触发电信号小于第一信号检测单元20的第一驱动阈值时，第一信号检测单元20不将电信号发送给信号处理单元10，信号处理单元10无法根据电信号执行相关的任务或功能响应。
图2示出了本发明实施例提供的一种光控装置中的第一信号检测单元的具体电路结构，如图2所示，多个第一信号检测单元20为多个结构相同的第一检测电路20，第一检测电路20包括：第一芯片U1和第一电阻R1。
第一芯片U1的默认控制端VAT共接电源VDD与第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端与第一芯片U1的输入端IN共接形成第一检测电路20的输入端，第一芯片U1输出端OUT为多个第一信号检测单元20中单个第一信号检测单元20的输出端。
图3示出了本发明实施例提供的一种光控装置中的第二信号检测单元的具体电路结构，如图3所示，多个第二信号检测单元30为多个结构相同的第二检测电路30，第二检测电路30包括：第二电阻R2、第三电阻R3以及开关管Q1。
第二电阻R2的第一端接电源VDD，第二电阻R2的第二端与开关管Q1的高电位端共接形成第二检测电路30的输出端，开关管Q1的低电位端接地，开关管Q1的受控端与第三电阻R3的第一端共接形成第二检测电路30的输入端，第三电阻R3的第二端与开关管Q1的低电位端相连。
图4示出了本发明实施例提供的一种光信号接收电路的具体电路结构，如图4所示，作为本发明的一实施例，光信号接收阵列40为多个光信号接收阵子41规则排列组成的阵列。
如图4所示，阵列包括N×M个光信号接收阵子41，N和M均为正整数，阵列中的每一行有M个光信号接收阵子41，阵列中的每一行的M个光信号接收阵子41的第一端共接作为光信号接收阵列40中的一个第一信号输出端，阵列中的每一列有N个光信号接收阵子41，阵列中的每一列的N个光信号接收阵子41的第二端共接作为光信号接收阵列40中的一个第二信号输出端。
作为本发明的一实施例，光信号接收阵子41为光敏二极管D1，光敏二极管D1的阴极端为光信号接收阵子41的第一端，光敏二极管D1的阳极端为光信号接收阵子41的第二端。
以光信号接收阵列40中的光信号接收阵子41为光敏二极管为例，当光信号接收阵子41接收到的光信号其光照强度越强，光敏二极管生成的电流就越大，光敏二极管两端的电压就越小，光信号接收阵列40根据光信号生成的电信号可以是光敏二极管生成的电流或光敏二极管两端的电压。
相比触摸式控制的方式，通过控制光信号的强度等级，进而能够控制光信号接收阵列40根据光信号生成不同的电信号，操作更加简便，并且精确度更高。
作为本发明的一实施例，开关管Q1为MOS管、IGBT管或带体二极管的IGBT管。
如图4所示，作为本发明一优选的实施例，开关管Q1为NPN型MOS管Q1，NPN型MOS管Q1的基极为开关管Q1的受控端，NPN型MOS管Q1的集电极为开关管Q1的高电位端，NPN型MOS管Q1的发射极为开关管Q1的低电位端。
以下结合图4对本发明提供的接收光信号的阵列电路100的工作原理进行详细说明：
第一信号检测单元20中第一芯片U1的输入端IN上拉第一电阻R1连接电源VDD，以电源VDD为5V直流电源，第一芯片U1的第一驱动阈值为3.6V为例，当第一芯片U1的输入端IN输入的电压大于3.6V时，第一芯片U1的输出端OUT输出高电平信号，当第一芯片U1的输入端IN输入的电压小于3.6V时，第一芯片U1的输出端OUT输出低电平信号。
在光信号接收阵列40中的光敏二极管D1没有接收到光信号时，光敏二极管D1处于截止状态，此时第一芯片U1的输入端IN输入的电压为5V，大于3.6V，第一芯片U1的输出端OUT输出高电平信号。
同时第二信号检测单元30中的开关管Q1的低电位端接地，开关管Q1的受控端与低电位端之间连由第三电阻R3，开关管Q1的高电位端上拉第二电阻R2与电源VDD相连，在光信号接收阵列40中的光敏二极管D1没有接收到光信号时，光敏二极管D1处于截止状态，开关管Q1的低电位端通过第三R3下拉到地，开关管Q1的受控端为低电压，开关管Q1处于截止状态，开关管Q1的高电位单通过第二电阻R2上拉至电源VDD，此时开关管Q1的高电位端与第二电阻R2相连形成的第二信号输入节点输出高电平。
在光敏二极管D1接收到光信号时，光敏二极管D1处于导通状态，进而生成电信号，此时流过光敏二极管D1的电流增大，电源VDD的5V电压通过第一电阻R1流过光敏二极管D1，再通过第二信号检测单元30中第三电阻R3到地。此时第一芯片U1的输入端IN经过第一现在R1与第三电阻R3分压后，使得第一芯片U1输入端IN的电压小于3.6V，第一芯片U1的输出端OUT输出低电平。
此时，由于光敏二极管D1处于导通状态，开关管Q1的受控端为高电平，开关管Q1处于饱和状态，因此第二电阻R2被开关管Q1短路，同时下拉到地，开关管Q1的高电位端与第二电阻R2的第二端形成的信号输出节点输出低电平。
在其他实施例中，除了可以通过接收不同光照强度的光信号生成不同的电信号以外，还可以通过增加或减少对光信号接收阵列40的光照面积，进而通过控制光信号接收阵列40的受光面起到控制电信号的作用。
本发明提供一种光控装置，用于接收不同光照强度的光信号，包括：信号处理单元、多个第一信号检测单元、多个第二信号检测单元以及光信号接收阵列；光信号接收阵列接收到光信号后，根据光信号的光照强度生成与之对应的电信号，光信号接收阵列通过第一信号检测单元和第二信号检测单元将电信号发送给信号处理单元，信号处理单元根据电信号执行对应的任务或功能响应。实现了一种比触摸式控制更便捷的控制方式，无需用户通过对触摸屏幕进行多次滑动、按动或触摸才能生成控制指令对智能设备进行控制，使得用户控制智能设备变得更加简单。
本发明实施例还提供一种光控系统300，其结构如图5所示，光控系统300包括用于发送不同光照强度的光信号的发射装置200，光控系统300还包括与发射装置200对应的光控装置，光控装置为上述的光控装置100。
以下就本发明实施例提供的一种光控系统300的具体的应用进行举例说明。
以本发明实施例提供的一种光控系统300应用于电视机控制系统为例，其中，光控装置100设置于电视机的屏幕或与电视机配套的机顶盒中，发射装置200设置于遥控器上。用户通过发射装置200向电视机的屏幕或机顶盒中的光控装置100发送不同光照强度的光信号，进而达到对电视机或机顶盒的控制。
例如，用户通过光控系统300控制电视机运行机顶盒系统中的APP(Application软件应用)，对几个常用的APP设置一一对应的光信号，每束光信号的光照强度均不相同，用户通过控制发射装置200向电视机的屏幕或机顶盒中的光控装置100发送与APP对应的光信号，电视机直接运行与该光信号对应的APP。
无需先使电视机切换至与其相连的机顶盒的操作系统的界面上，再通过选择“我的应用”进入“APP菜单栏”，在“APP菜单栏”中选中目标APP应用后按动遥控器上的功能键进而运行被选中的目标APP应用，为用户提供了更便捷的控制方式。
另外，本发明实施例提供的一种光控系统300还可以作为信号的接收与控制系统应用于家电设备、儿童玩具或文件传输存储设备中。
本实施例中的光控系统300与本发明相关的实现方式或工作原理已经在上述实施例中详细说明，故此处不再赘述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种光控装置，用于接收发射装置发射的光信号，其特征在于，所述光控装置包括：信号处理单元、多个第一信号检测单元、多个第二信号检测单元以及光信号接收阵列；
所述信号处理单元包括多个第一信号输入端和多个第二信号输入端，所述信号处理单元的多个第一信号输入端分别与所述多个第一信号检测单元的输出端相连，所述信号处理单元的多个第二信号输入端分别与所述多个第二信号检测单元的输出端相连；
所述光信号接收阵列包括多个第一信号输出端和多个第二信号输出端，所述光信号接收阵列的多个第一信号输出端分别与所述多个第一信号检测单元的输入端相连，所述光信号接收阵列的多个第二信号输出端分别与所述多个第二信号检测单元的输入端相连；
所述光信号接收阵列接收到光信号后，生成与所述光信号的光照强度对应的电信号，所述光信号接收阵列通过所述多个第一信号检测单元和所述多个第二信号检测单元将所述电信号发送给所述信号处理单元，所述信号处理单元根据所述电信号执行对应的任务或功能响应。
2.如权利要求1所述的光控装置，其特征在于，所述多个第一信号检测单元为多个结构相同的第一检测电路，所述第一检测电路包括：第一芯片和第一电阻R1；
所述第一芯片的默认控制端共接电源与所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端与所述第一芯片的输入端共接形成所述第一检测电路的输入端，所述第一芯片输出端为所述多个第一信号检测单元中单个第一信号检测单元的输出端。
3.如权利要求1所述的光控装置，其特征在于，所述多个第二信号检测单元为多个结构相同的第二检测电路，所述第二检测电路包括：第二电阻R2、第三电阻R3以及开关管；
所述第二电阻R2的第一端接电源，所述第二电阻R2的第二端与所述开关管的高电位端共接形成所述第二检测电路的输出端，所述开关管的低电位端接地，所述开关管的受控端与所述第三电阻R3的第一端共接形成所述第二检测电路的输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述开关管的低电位端相连。
4.如权利要求1所述的光控装置，其特征在于，所述光信号接收阵列为由多个光信号接收阵子按照预设规则排列组成的阵列。
5.如权利要求4所述的光控装置，其特征在于，所述阵列包括N×M个光信号接收阵子，N和M均为正整数，所述阵列中的每一行有M个光信号接收阵子，所述阵列中的每一行的M个光信号接收阵子的第一端共接作为所述光信号接收阵列中的一个第一信号输出端，所述阵列中的每一列有N个光信号接收阵子，所述阵列中的每一列的N个光信号接收阵子的第二端共接作为所述光信号接收阵列中的一个第二信号输出端。
6.如权利要求5所述的光控装置，其特征在于，所述光信号接收阵子为光敏二极管，所述光敏二极管的阴极为所述光信号接收阵子的第一端，所述光敏二极管的阳极为所述光信号接收阵子的第二端。
7.如权利要求3所述的光控装置，其特征在于，所述开关管为MOS管、IGBT管或带体二极管的IGBT管。
8.如权利要求3所述的光控装置，其特征在于，所述开关管为NPN型MOS管，所述NPN型MOS管的基极为所述开关管的受控端，所述NPN型MOS管的集电极为所述开关管的高电位端，所述NPN型MOS管的发射极为所述开关管的低电位端。
9.一种光控系统，包括用于发送不同光照强度的光信号的发射装置，其特征在于，所述光控系统还包括与所述发射装置对应的光控装置，所述光控装置为权利要求1至8任意一项所述的光控装置。
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