CN202002728U - 一种环境亮度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环境亮度检测装置，包括透明玻璃球、盖体、座体、光敏元件、玻璃球定位装置和成像获取遮光装置；盖体不透光，包括上下开口端，座体包括内部空腔，盖体下开口端内侧与座体外侧套装配合，盖体和座体之间包括配合定位结构；光敏元件设置在内部空腔内位于透明玻璃球焦点后的成像区；定位装置将玻璃球定位在盖体上开口端；成像获取遮光装置包括位于透明玻璃球和光敏元件之间的遮光构件和设置在遮光构件上的通光区，通光区位于透明玻璃球的焦点之后的聚焦光路上，透明玻璃球的成像聚集光线通过通光区。本实用新型，可实现与人眼对环境光的感受效果一致的环境光亮度检测，成本低廉，易于安装和使用。

Description

一种环境亮度检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种环境亮度检测装置。

背景技术

在全球的节能减排的大趋势下，如何对人们工作生活中周围的环境光进行有效的利用与控制，成为直接与能源利用挂钩的研究课题，但如何对环境光进行有效、精准的检测是首先要解决的问题。

现有的检测方法，一是照度检测，二是亮度检测。从照度的定义可知，照度是单位面积上的光通量，如果是仅用来评判一个发光物的发光总量或光效率及某区域面积光照程度是可行的，但是照度与人的视觉感受并不是完全直接与决定性的关系，除了照度，人的视觉光照承度还与被照物的颜色深浅和被照物表面的平整度有关，即与被照物对光的反射与吸收及物体表面物理形状与角度对光的散射有关。亮度是人的视觉性的光亮程度，从人眼的生理结构与视觉原理可知，采用光学成像的检测方法才能真正的表征人所感受到的光环境，而现在市场上或正在使用的光照传感与控制装置，绝大部分采用的是光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等，直接对物体表面或直接对入射光线进行检测，这样，直接对入射光检测的是照度值，直接对物体表面检测时，感光器件过近，检测到的是物体的一个点，增加距离时检测到的是感光器件附近的光经各种反射，折射与直射光的混合值，并不能表征人眼视觉的光照亮度。而现有的光学成像方法均为采用单个或多个光学透镜的方法，虽然能够准确检测光亮度，但是光学透镜由于其精密度的要求，使其生产中工艺复杂，加工难度高，而且在组装成光学成像的产品时，对组装的精密度要求也很高，特别是多片透镜的组装，精密度和工艺要求更高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对采用光学透镜作为光学成像单元存在的生产成本高、组装精密度要求高等缺陷，提供一种新的环境亮度检测装置，降低生产成本和组装精密度要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种环境亮度检测装置，其特征在于，包括透明玻璃球、盖体、座体、光敏元件、玻璃球定位装置和成像获取遮光装置；

所述盖体不透光，该盖体包括上下开口端，该座体包括内部空腔，该盖体下开口端内侧与该座体外侧套装配合；所述透明玻璃球由所述玻璃球定位装置定位在该盖体上开口端；所述盖体和座体之间还包括配合定位结构；

所述光敏元件设置在所述座体内部空腔内并位于所述透明玻璃球的焦点之后的成像区；

所述成像获取遮光装置包括位于所述透明玻璃球和所述光敏元件之间的遮光构件和设置在遮光构件上的通光区，所述遮光构件阻止经所述透明玻璃球进入所述盖体内的杂散光线进入所述座体内部空腔到达所述光敏元件，所述通光区位于所述透明玻璃球的焦点之后的光路上，所述透明玻璃球的成像聚集光线通过该通光区。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，所述玻璃球定位装置如下：包括所述盖体上开口端内侧和设置在所述透明玻璃球与所述座体之间的中空受压弹性元件；或包括设置在所述盖体上开口端与所述透明玻璃球环绕弹性配合的环形定位面；或包括所述盖体上开口端内侧和与该盖体内侧螺纹配合或紧配合并将所述透明玻璃球压在所述盖体上开口端内侧的定位环。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，所述通光区为通孔或通过光线的窗；所述遮光构件为所述座体的内部空腔的遮光壁，所述通光区设置在该遮光壁上方中部；或所述遮光构件包括所述座体的内部空腔腔壁和设置在该腔壁上部开口处的遮光片，该遮光片包括遮光区和设置在该遮光区中部的所述通光区。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，所述配合定位结构如下：包括设置在所述盖体内侧面与所述座体外侧面之间相互配合的卡扣与卡槽；或包括设置在所述座体外侧的螺纹槽、对应设置在所述盖体侧面与所述螺纹槽相配合的螺纹孔和螺丝，所述盖体和座体通过所述螺丝与该螺纹孔配合后螺丝端头与该螺纹槽配合连接固定；或包括设置在所述座体外侧面上的外螺纹和对应设置在所述盖体内侧与该外螺纹相配合的内螺纹，所述盖体和座体通过该内、外螺纹配合连接固定；或包括所述盖体的内侧面与所述座体的外侧面紧配合。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，包括PCB板，与所述光敏元件连接，设置于所述座体内部空腔内。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，包括固定座；所述固定座设置于所述座体的底部后侧。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，包括固定座和灯管夹；所述固定座设置于所述座体的底部后侧，所述固定座的底部设有卡槽；所述灯管夹通过卡槽与该固定座卡合连接。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，所述透明玻璃球为圆球形或者椭球形。

在本实用新型的环境亮度检测装置中，所述盖体和座体均为圆筒形。

实施本实用新型的环境亮度检测装置，与现有技术比较，其有益效果是：

1、本实用新型使用透明玻璃球来代替光学透镜以实现光学成像，再利用光敏元件对所形成的光学实像来进行亮度检测，可实现与人眼对环境光的感受效果一致的环境光亮度检测；

2、通过设置盖体与座体的调整结构和成像获取遮光装置，使检测装置可准确地获取被测目标的成像光，并屏蔽无益的散射光，提高检测的准确性；

3、对玻璃球及检测装置结构的精度要求低，大大降低制造成本，安装和使用简便。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的环境亮度检测装置一种实施例的立体结构图。

图2是本实用新型的环境亮度检测装置一种实施例的侧视图。

图3是本实用新型的环境亮度检测装置一种实施例的剖视图。

图4、是本实用新型的环境亮度检测装置中玻璃球定位装置一种实施方式的局部剖视图。

图5、是本实用新型的环境亮度检测装置中玻璃球定位装置另一种实施方式的局部剖视图。

图6、是本实用新型的环境亮度检测装置中成像获取遮光装置一种实施例剖视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实施例的环境亮度检测装置包括：盖体1、座体2、透明玻璃球3、遮光片4、光敏元件5、PCB板6、固定座7、灯管夹8，其中：

盖体1不透光，盖体1上下开口端，座体2包括内部空腔21，该内部空腔用于安装光敏元件5。在本实施例中，PCB板6与光敏元件5连接并设置在内部空腔21内，在其他实施例中，PCB板6可以设置在内部空腔21外的座体2的其他结构位置处，甚至将PCB板6与环境亮度检测装置分离外置，使用时将PCB板6与光敏元件5连接，均能够实现本发明目的。

盖体1下开口端的内侧与座体2的外侧套装配合，盖体1和座体2通过定位配合结构定位配合，该定位配合结构可以采用包括但不限于如下结构：

1、盖体1和座体2之间采用卡合的方式固定连接，此时可在盖体1的内侧面设有卡扣，对应在座体2的侧面设有与该卡扣相配合的卡槽，盖体1和座体2通过该卡扣和卡槽卡接配合；或反之，在盖体1的内侧面设有卡槽，对应在座体2的侧面设有与该卡槽相配合的卡扣，盖体1和座体2通过该卡扣和卡槽卡接配合。采用此定位配合结构时盖体1与座体2之间的位置固定。

2、在座体2的外侧面设置螺纹槽，在盖体1的侧面设有与螺纹槽相配合的螺纹孔，盖体1和座体2通过螺丝9与该螺纹孔配合后，螺丝9的端头与该螺纹槽配合连接固定。采用此定位配合结构时盖体1与座体2之间的位置可调节。

3、在座体2的外侧面设置外螺纹，对应在盖体1内侧设置与该外螺纹相配合的内螺纹，盖体1和座体2通过该内、外螺纹配合连接固定。采用此定位配合结构时盖体1与座体2之间的位置可调节。

4、盖体1的内侧面与座体2的外侧面采用紧配合结构。采用此定位配合结构时盖体1与座体2之间的位置固定。

透明玻璃球3通过玻璃球定位装置定位在盖体1的上开口端。玻璃球定位装置可以采用包括但不限于如下结构：

1、如图3所示，玻璃球定位装置包括盖体1上开口端内侧和设置在透明玻璃球3与座体2之间的中空受压弹性元件14，中空受压弹性元件14可以采用如圆柱压缩弹簧、环形橡胶柱等。

2、如图5所示，玻璃球定位装置包括设置在盖体1上开口端与透明玻璃球3环绕弹性配合的环形定位面，将透明玻璃球3压入该环形定位面内实行定位。

3、如图4所示，玻璃球定位装置包括盖体1上开口端内侧和定位环15，定位环15与盖体1的内侧螺纹配合或紧配合，并将透明玻璃球3压在盖体1上开口端内侧。

光敏元件5设置在座体2的内部空腔21内，并位于透明玻璃球3的焦点之后的成像区，以接受经透明玻璃球3聚焦的被测目标的反光光线成像。

成像获取遮光装置包括位于透明玻璃球3和光敏元件5之间的遮光构件和设置在遮光构件上的通光区41。遮光构件起阻止经透明玻璃球3进入盖体1内部的杂散光线进入座体内部空腔21内到达光敏元件5的作用，通光区位于透明玻璃球3的焦点之后的聚焦光路上，透明玻璃球的成像聚集光线通过该通光区41到达光敏元件5。

为了满足对不同被测目标测量时被测目标成像光线均通过通光区，可以通过盖体1与座体2的可调节定位配合结构实现透明玻璃球3与成像获取遮光装置的通光区之间的距离来保证。对于特定使用场合，在被测目标的测量调节确定的前提下，可以采用盖体1与座体2的固定定位配合结构，满足既定测量条件的测量需要，也能够实现本发明目的。

成像获取遮光装置可以采用包括但不限于如下结构：

1、如图6所示，遮光构件为座体2的内部空腔21的遮光壁，通光区41位设置在该遮光壁上方中部的通孔(在其他实施例中，也可以采用通过光线的窗结构)。

2、如图3所示，遮光构件包括座体2的内部空腔21的腔壁和设置在该腔壁上部开口处的遮光片4，该遮光片4包括遮光区和设置在该遮光区中部的通光区41，通光区41可以采用通孔或通过光线的窗结构。

固定座7固定于座体2的底部后侧，其底部设有至少一对卡槽11，灯管夹8的左右部分分别通过卡槽11与固定座7卡合。在其他实施例中，可以不设置固定座7和灯管夹8，或只设置固定座7、不设置灯管夹8，均能够实现本发明目的。

透明玻璃球3可以采用圆球形或者椭球形。由于该透明玻璃球3是中央较厚、边缘较薄的玻璃，因而会发挥聚光作用，相当于凸透镜的功能。环境亮度检测装置在工作时，由于盖体1不透光且上端开口，环境光会照射透明玻璃球3的露出盖体1的端部表面，进而由透明玻璃球3将其汇聚于焦点并通过遮光片4的中部通孔射在光敏元件5表面；由于光敏元件5具有对光敏感的特性，环境光亮度变化会引起它的阻值变化，从而使得它的两端电压变化，因而PCB板6可以根据光敏元件5的电压变化来计算出当前的环境光亮度。

在本实施例中，盖体1和座体2采用圆筒形结构。在其他实施例中，盖体1和座体2可以采用其他结构，如采用棱柱形结构，也能够实现本发明目的。

Claims (9)

1.一种环境亮度检测装置，其特征在于，包括透明玻璃球、盖体、座体、光敏元件、玻璃球定位装置和成像获取遮光装置；

所述盖体不透光，该盖体包括上下开口端，该座体包括内部空腔，该盖体下开口端内侧与该座体外侧套装配合；所述透明玻璃球由所述玻璃球定位装置定位在该盖体上开口端；所述盖体和座体之间还包括配合定位结构；

所述光敏元件设置在所述座体内部空腔内并位于所述透明玻璃球的焦点之后的成像区；

所述成像获取遮光装置包括位于所述透明玻璃球和所述光敏元件之间的遮光构件和设置在遮光构件上的通光区，所述遮光构件阻止经所述透明玻璃球进入所述盖体内的杂散光线进入所述座体内部空腔到达所述光敏元件，所述通光区位于所述透明玻璃球的焦点之后的光路上，所述透明玻璃球的成像聚集光线通过该通光区。

2.如权利要求1所述的环境亮度检测装置，其特征在于，所述玻璃球定位装置如下：包括所述盖体上开口端内侧和设置在所述透明玻璃球与所述座体之间的中空受压弹性元件；或包括设置在所述盖体上开口端与所述透明玻璃球环绕弹性配合的环形定位面；或包括所述盖体上开口端内侧和与该盖体内侧螺纹配合或紧配合并将所述透明玻璃球压在所述盖体上开口端内侧的定位环。

3.如权利要求1所述的环境亮度检测装置，其特征在于，所述通光区为通孔或通过光线的窗；所述遮光构件为所述座体的内部空腔的遮光壁，所述通光区设置在该遮光壁上方中部；或所述遮光构件包括所述座体的内部空腔腔壁和设置在该腔壁上部开口处的遮光片，该遮光片包括遮光区和设置在该遮光区中部的所述通光区。

4.如权利要求1所述的环境亮度检测装置，其特征在于，所述配合定位结构如下：包括设置在所述盖体内侧面与所述座体外侧面之间相互配合的卡扣与卡槽；或包括设置在所述座体外侧的螺纹槽、对应设置在所述盖体侧面与所述螺纹槽相配合的螺纹孔和螺丝，所述盖体和座体通过所述螺丝与该螺纹孔配合后螺丝端头与该螺纹槽配合连接固定；或包括设置在所述座体外侧面上的外螺纹和对应设置在所述盖体内侧与该外螺纹相配合的内螺纹，所述盖体和座体通过该内、外螺纹配合连接固定；或包括所述盖体的内侧面与所述座体的外侧面紧配合。

5.如权利要求1至4之一所述的环境亮度检测装置，其特征在于，包括PCB板，与所述光敏元件连接，设置于所述座体内部空腔内。

6.如权利要求1至4之一所述的环境亮度检测装置，其特征在于，包括固定座；所述固定座设置于所述座体的底部后侧。

7.如权利要求1至4之一所述的环境亮度检测装置，其特征在于，包括固定座和灯管夹；所述固定座设置于所述座体的底部后侧，所述固定座的底部设有卡槽；所述灯管夹通过卡槽与该固定座卡合连接。

8.如权利要求1至4之一所述的环境亮度检测装置，其特征在于，所述透明玻璃球为圆球形或者椭球形。

9.如权利要求1至4之一所述的环境亮度检测装置，其特征在于，所述盖体和座体均为圆筒形。

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