CN106768305B - 照度感测系统、照度传感器单元以及监视相机 - Google Patents

照度感测系统、照度传感器单元以及监视相机 Download PDF

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Abstract

提供了一种照度感测系统、照度传感器单元以及监视相机。照度感测系统包括：照度传感器，被构造为感测输入光；电路板，包括照度传感器放置的安装区；至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，其中，安装区包括照度传感器放置的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，其中，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板中。

Description

照度感测系统、照度传感器单元以及监视相机
本申请要求于2015年11月18日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0161724号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部合并于此。
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种照度感测系统和包括所述照度感测系统的监视相机。
背景技术
诸如监视相机、照明装置、电视或移动通信终端的装置被构造为根据周围区域的光量而调整它们的亮度或切换操作模式。很多装置都装备有用于检测周围区域的光的亮度和光量的照度感测系统并将检测的结果用作操作数据。
照度感测系统可包括照度传感器，其中，照度传感器可包括光电二极管、放大器(AMP)和模数转换器(ADC)。这样的照度传感器可包括用于补偿由诸如温度的环境因素引起的测量值的变化的内部补偿电路。然而，仅使用这样的内部补偿电路可能很难充分地应对大温度变化。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供一种照度感测系统以及包括该照度感测系统的监视相机，所述照度感测系统被构造为在没有由周围环境的温度引起的误差的情况下进行操作。
在随后的描述中将部分地阐述示例性实施例的各种方面，且部分地，示例性实施例的各种方面从描述将是清楚的，或者可通过所述的实施例的实践来学习。
根据一个或多个实施例，提供了一种照度感测系统，该照度感测系统可包括：照度传感器，被构造为感测输入光；电路板，包括放置照度传感器的安装区；至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，其中，安装区包括放置照度传感器的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，其中，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板中。
周围部分可包括：周围图案，被形状化为比从安装区的末端到安装部分的最短距离长，其中，所述导线可根据周围图案的形状而被图案化。
周围图案可具有波、弯曲的或非直的形状。
所述照度感测系统还可包括：温度传感器，被构造为测量照度传感器位于的环境的温度；处理器，用于实现被构造为使用与测量的温度对应的温度传感器值对通过照度传感器测量的照度传感器值进行校正的照度值校正单元。
照度值校正单元可使用下面的公式对测量的照度传感器值进行校正：
CL＝ML-F(T)
其中，CL表示校正的照度值，ML表示测量的照度传感器值，F(T)表示当没有光入射在照度传感器上时在给定的温度T处的照度传感器值。
所述导线可被形状化为比从安装区的末端到安装部分的直线距离长。
所述导线在安装区内侧可具有比在安装区外侧小的宽度。
安装区的面积可约为安装部分的面积的一到十倍。
所述导线可具有波、弯曲的或非直的形状，周围部分可包括根据所述导线的形状而形状化的并比从安装区的末端到安装部分的最短距离长的周围图案，所述孔在数量上可为1并可通过对靠近所述导线的区域进行图案化而形成。
根据一个或多个实施例，一种监视相机包括照度感测系统、控制器和相机，其中照度感测系统包括：照度传感器，被构造为感测输入光；电路板，包括放置照度传感器的安装区；至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，其中，安装区包括放置照度传感器的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板中。
监视相机还可包括：温度传感器，被构造为测量照度传感器位于的环境的温度；处理器，用于实现被构造为使用与测量的温度对应的温度传感器值对通过照度传感器测量的照度传感器值进行校正的照度值校正单元。
所述导线可具有波、弯曲的或非直的形状，周围部分可包括根据所述导线的形状而形状化的并比从安装区的末端到安装部分的最短距离长的周围图案，所述孔在数量上可为1并可通过对靠近所述导线的区域进行图案化而形成。
控制器可根据从照度感测系统输出的照度值来控制相机的自动曝光(AE)操作。
控制器可根据从照度感测系统输出的照度值来选择日间模式和夜间模式中的一个，并可控制相机以使相机可在日间模式下使用红外线截止滤波器。
控制器可根据从照度感测系统输出的照度值来选择日间模式和夜间模式中的一个，并可控制相机以使相机可在夜间模式下使用光学低通滤波器。
监视相机还可包括通过控制器可控的照明单元，其中，控制器可根据从照度感测系统输出的照度值来调整照明单元的光强度。
从下面的具体实施方式、权利要求和附图，其他方面将被清楚地理解。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，这些和/或其他方面将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1是示意性地示出根据示例性实施例的照度感测系统的框图
图2是示意性地示出根据示例性实施例的照度传感器单元的平面视图；
图3是示意性地示出根据另一示例性实施例的照度传感器单元的平面视图；
图4是示意性地示出根据另一示例性实施例的照度传感器单元的平面视图；
图5是示意性地示出根据示例性实施例的监视相机的框图。
具体实施方式
现在将参照附图示出的示例性实施例进行详细的描述。在这一点上，示出的示例性实施例可具有不同的形式且不应被解释为局限于在此阐述的描述。因此，通过参照图，下面仅描述这些示例性实施例来解释本发明构思的一些方面。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出的条目的任意和全部组合。诸如“…中的至少一个”的表达在元件的列表之前时，修饰整个所列出的元件而不修饰所列出的单个元件。
现在将参照附图根据示例性实施例对照度感测系统的结构和操作进行描述。在附图中，相同的标号表示相同的元件，且每个元件的大小可为了清楚说明而被夸大。
然而，示例性实施例可具有不同的形式且不应被解释为局限于在此阐述的描述。相反，提供这些实施例从而本公开将是彻底和完整的，并将本发明构思的范围完全地传达给本领域的技术人员。因此，本发明构思的范围应被权利要求所限定。
在下面的描述中，科技术语仅用于解释示例性实施例，并不为了限制的目的。除非特别提出，否则单数形式的术语可包括复数形式。在下面的描述中，术语“包含”说明叙述的元件、操作和/或装置的存在，但不排除一个或多个其他元件、操作和/或装置的存在或添加。将理解，虽然术语“第一”、“第二”等可在此被用于描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于对一个元件和另一个元件进行区分。
在附图中，元件的大小可为了清楚而被夸大。例如，在附图中，每个元件的大小或厚度可为了说明的目的而任意示出，因此本发明构思不应被解释为局限于此。
图1是示意性地示出根据示例性实施例的照度感测系统1的框图。
参照图1，照度感测系统1可包括照度传感器单元10。另外，照度感测系统1还可包括温度传感器20和照度值校正单元30。
照度传感器单元10包括形状化的电路板(未示出)和照度传感器11。稍后将参照图2至图4对形状化的电路板进行描述。
照度传感器11被用于检测亮度。照度传感器11可将光的强度转换成电信号。照度传感器11可包括诸如光电二极管的光检测元件。照度传感器11还可包括放大器(AMP)和/或模数转换器(ADC)。在照度传感器11中，可测量根据入射在光检测元件上的光量而生成的电流并使用ADC将其转换成照度值。
照度传感器11可包括内部温度补偿电路13。照度传感器11的光检测元件可根据入射光的数量来输出电流。除此之外，照度传感器11的光检测元件可输出由于其他因素(诸如，温度)产生的电流，并这种电流被称为暗电流。内部温度补偿电路13可补偿由这样的暗电流引起的误差。然而，内部温度补偿电路13可被省略。
温度传感器20可测量照度传感器11位于的环境的温度。温度传感器20和照度值校正单元30可补偿由外部温度变化引起的照度传感器11的误差。
温度传感器20和照度传感器11可被布置在相同的电路板上，或者温度传感器20可被放置在与照度传感器11放置的电路板相邻的板上。只要温度传感器20能够测量照度传感器11位于的环境的温度，温度传感器20的位置不受限制。
如果高功率装置被布置在照度传感器11周围，则照度传感器11位于的环境的温度可发生明显变化，因此照度传感器11可能产生很多误差。仅通过内部温度校正电路13不能处理这样的误差。
下面的表1示出当入射在照度传感器11上的光的数量为零时根据温度而从照度传感器11输出的值。参照表1，在10℃或更低的温度，从照度传感器11未输出暗电流，而随着温度的增加，从照度传感器11输出的值因为暗电流而显著增加。
下面的表2示出在未引起暗电流的温度处针对光的强度从照度传感器11输出的值。参照表1和表2，例如，如果不执行照度传感器值校正，则在90℃测量的照度的值可与约10Lux时测量的照度的值一样。
表1
温度(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 90
照度传感器值 0 32 64 112 156 212 544 1240 1584
表2
照度(Lux) 1 5 10 15 20
照度传感器值 340 900 1580 2220 2680
照度值校正单元30可找到当入射在照度传感器11上的光的数量为零时照度传感器值与温度之间的函数关系F(T)，并可通过从测量的照度传感器值ML减去温度引起的照度传感器值来校正测量的照度传感器值ML。即，校正的照度值CL可通过下面的公式来表示：
CL＝ML-F(T)
照度值校正单元30可包括存储器和用于计算校正的照度值CL并评估照度传感器11周围的照度的中央处理单元(CPU)。
然而，如果照度传感器11的温度在特定范围之外，则照度值校正单元30的校正值可能具有误差。在一些实施例中，放置照度传感器11的电路板可被形状化来减少至照度传感器11的热传递。
图2至图4是示出根据示例性实施例的照度传感器单元10的平面视图。
参照图2至图4，照度传感器单元10中的每一个包括照度传感器11、电路板100和导线200。
电路板100包括放置照度传感器11的安装区100a。安装区100a包括放置照度传感器11的安装部分110和在安装部分110周围的周围部分120。周围部分120包括空气通过的至少一个贯通孔120h。
电路板100可以是印刷电路板(PCB)，且各种组件40可以被布置在电路板100上。组件40可包括高功率装置。
安装区100a包括放置照度传感器11的安装部分110和位于安装部分110周围的周围部分120。安装区100a的面积可约为放置照度传感器11的安装部分110的面积的一到十倍。安装区100a可位于电路板100的末端。
如上所述，安装区100a包括放置照度传感器11的安装部分110和位于安装部分110周围的周围部分120。在周围部分120中形成空气通过的所述至少一个贯通孔120h。
贯通孔120h是穿过电路板100而形成，空气可通过贯通孔120h。归功于贯通孔120h，空气可平稳地流入照度传感器11位于的环境中，因此，相对低的热负荷可被应用到照度传感器11。贯通孔120h可具有圆形的形状、椭圆形的形状、多边形的形状或如图4所示的任意的形状。单个贯通孔120h可在周围部分120中形成(参照图2)，或者多个贯通孔120h可在周围部分120中形成(参照图3)。贯通孔120h的位置可不局限于上面的示例。贯通孔120h可被布置在能够减少热负荷和/或减少到照度传感器11的热传递的电路板100的任何地方。
导线200可被设置在电路板100上并被连接到照度传感器11来传输通过照度传感器11测量的照度传感器值。布置在电路板100上的各种组件40可发出热量，且所述热量可通过导线200被传送到照度传感器11。为了减少通过导线200的热传递，在安装区100a之内的导线200的宽度Win可比在安装区100a之外的导线200的宽度Wout小。
导线200可具有比从安装区100a的末端到安装部分110的直线距离长的长度。例如，导线200可按照波形(参照图4)、W形或锯齿形而被图案化。以这种方式，可减少到照度传感器11的热传递。
未形成导线200的安装区100a的区域可不包括导电材料。
参照图4，照度传感器单元10包括照度传感器11、形状化的电路板100和导线200。在图4中，如在图2中使用的那些相同的参考标号表示相同的元件，且为了清楚，它们的描述将不被重复。
在图4中示出的电路板100包括放置照度传感器11的形状化的安装区100a。至少一个贯通孔120h形成在安装区100a的周围部分120，且周围图案120p被形成为比从安装区100a的末端到放置照度传感器11的安装区100a的安装部分110的最短距离长。可通过按照诸如波形、W形或锯齿形的形状对电路板100进行图案化来形成周围图案120p。由于电路板100被图案化，电路板100的热传递路径可以是加长型的，因此可减少到照度传感器11的热传递。
导线200可被设置在电路板100上且被连接到照度传感器11来传输通过照度传感器11测量的照度传感器值。导线200可根据周围图案120p的形状而被图案化。导线200可根据周围图案120p的形状按照诸如波形、W形或锯齿形的形状而被图案化。
如上所述，根据所述一个或多个上面的实施例，照度感测系统1包括在电路板100的与照度传感器11相邻的区域形成的贯通孔120h，因此照度传感器11可接收相对低的热负荷。另外，对与照度传感器11相邻的电路板100和/或导线200进行形状化来减少到照度传感器11的热传递。
图5是示出根据实施例的包括照度感测系统1的监视相机1000的框图。
监视相机1000包括照度感测系统1、控制器2和相机3。监视相机1000还可包括照度单元4。
控制器2可根据从照度感测系统1输出的照度值来调整相机3的自动曝光(AE)操作。
另外，控制器2可根据从照度感测系统1输出的照度值在日间模式或夜间模式下控制相机3。例如，控制器2可控制相机3以使相机可在日间模式下使用红外线阻止滤波器并可在夜间模式下使用光学低通滤波器。
如上所述，当监视相机1000包括照明单元4时，照明单元4的光强度可根据从照度感测系统1输出的照度值来调整。
当上述实施例中的任何一个的照度感测系统1被应用于监视相机1000时，照度值可在没有温度引起的误差的情况下被精确地确定，因此监视相机1000可不会发生故障。
如上所述，根据所述一个或多个上面的实施例，归功于电路板的形状和/或温度补偿，照度感测系统可精确地检测照度值。因此，本发明构思不局限于此。
通过如图1和图5所示的框表示的组件、元件、模块或单元中的至少一个(例如，照度值校正单元30和照明单元4)可根据示例性实施例被实现为执行上述的各个功能的各种数量的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个可使用通过一个或多个微处理器或其他控制设备的控制来执行各个功能的直接的电路结构(诸如，存储器、处理器、逻辑电路、查找表等)。另外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个可通过包含用于执行指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、程序或一部分代码来具体地实现，并通过一个或多个微处理器或其他控制设备来执行。另外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个还可包括处理器(诸如执行各个功能的中央处理单元(CPU))、微处理器等，或者可通过处理器(诸如执行各个功能的中央处理单元(CPU))、微处理器等而实现。这些组件、元件、模块或单元中的两个或更多个可被组合成执行组合的两个或更多个组件、元件、模块或单元的所有操作或功能的一个单一组件、元件、模块或单元。另外，这些组件、元件、模块或单元中的至少一个的功能的至少一部分可通过这些组件、元件、模块或单元中的另一个来执行。此外，虽然总线未在上述框图中示出，但是组件、元件、模块或单元之间的通信可通过总线来执行。上面的示例性实施例的功能方面可通过在一个或多个处理器上执行的算法来实现。此外，通过方框或处理步骤表示的组件、元件、模块或单元可使用用于电子产品配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任意数量的相关领域技术。
应理解，在此描述的示例性实施例应被认为仅在描述意义上而不是为了限制的目的。在每个实施例内的特征或方面的描述通常应被认为可用于在其他实施例中的其他相似特征或方面。
虽然已参照示图描述了上述示例性实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由下面的权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，在此可进行形式和细节的各种改变。

Claims (12)

1.一种照度感测系统，包括：
照度传感器，被构造为感测输入光；
电路板，包括放置照度传感器的安装区以及安装在安装区之外的一个或多个组件；
至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，
其中，安装区包括放置照度传感器的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，
其中，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板的接近导线的周围部分中，使得导线在周围部分被图案化为非直形状，
其中，周围部分包括：周围图案，被所述至少一个贯通孔限定从而具有比从安装区的末端到安装部分的最短距离长的非直形状，
其中，导线在安装区内侧具有比在安装区外侧小的宽度。
2.根据权利要求1所述的照度感测系统，其中，周围图案具有波形、W形或锯齿形的形状。
3.根据权利要求1所述的照度感测系统，还包括：
温度传感器，被构造为测量照度传感器位于的环境的温度；以及
处理器，用于实现被构造为使用与测量的温度对应的温度传感器值对通过照度传感器测量的照度传感器值进行校正的照度值校正单元。
4.根据权利要求3所述的照度感测系统，其中，照度值校正单元使用下面的公式对测量的照度传感器值进行校正：
CL＝ML-F(T)，
其中，CL表示校正的照度值，ML表示测量的照度传感器值，F(T)表示当没有光入射在照度传感器上时在给定的温度T处的照度传感器值。
5.根据权利要求1所述的照度感测系统，其中，安装区的面积为安装部分的面积的一到十倍。
6.根据权利要求1所述的照度感测系统，其中，导线具有波形、W形或锯齿形的形状。
7.一种设置在相机中的照度传感器单元，所述照度传感器单元包括：
照度传感器，被构造为感测输入光；
电路板，包括布置照度传感器的安装区及安装在安装区之外的一个或多个组件；
至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，
其中，安装区包括放置照度传感器的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，
其中，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板的接近导线的周围部分中，使得导线在周围部分被图案化为非直形状，
其中，周围部分包括：周围图案，被所述至少一个贯通孔限定而具有比从安装区的末端到安装部分的最短距离长的非直形状，
其中，导线在安装区内侧具有比在安装区外侧小的宽度。
8.根据权利要求7所述的照度传感器单元，还包括：
温度传感器，被构造为测量照度传感器位于的环境的温度；以及
处理器，用于实现被构造为使用与测量的温度对应的温度传感器值对通过照度传感器测量的照度传感器值进行校正的照度值校正单元。
9.一种监视相机，包括：照度感测系统、控制器和相机，
其中，照度感测系统包括：
照度传感器，被构造为感测输入光；
电路板，包括放置照度传感器的安装区以及安装在安装区之外的一个或多个组件；
至少一条导线，被设置在电路板上并被连接到照度传感器，
其中，安装区包括放置照度传感器的安装部分和位于安装部分周围的周围部分，
其中，空气通过的至少一个贯通孔形成在电路板的接近导线的周围部分中，使得导线在周围部分被图案化为非直形状，
其中，周围部分包括：周围图案，被所述至少一个贯通孔限定从而具有比从安装区的末端到安装部分的最短距离长的非直线形状，
其中，导线在安装区内侧具有比在安装区外侧小的宽度。
10.根据权利要求9所述的监视相机，还包括：
温度传感器，被构造为测量照度传感器位于的环境的温度；以及
处理器，用于实现被构造为使用与测量的温度对应的温度传感器值对通过照度传感器测量的照度传感器值进行校正的照度值校正单元。
11.根据权利要求9所述的监视相机，其中，控制器根据从照度感测系统输出的照度值来控制相机的自动曝光操作。
12.根据权利要求9所述的监视相机，还包括通过控制器可控的照明单元，
其中，控制器根据从照度感测系统输出的照度值来调整照明单元的光强度。
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