CN203963575U - 一种具有非接触探测和调光的led光源装置 - Google Patents

Abstract

实用新型公开了一种具有非接触探测和调光的LED光源装置。该装置由PC透光罩、LED芯片、铝基板、菲涅尔透镜、堵头、电路、铝制外壳相互连接组成。具有结构简单，成本低，使用方便，灵敏度高，装置可以根据环境温度的变化而变化的特点，为了提高热释电红外的特性，设置温度补偿电路和自适应阈值，从而提高装置的环境适应性、降低装置的虚警概率和漏警概率，从而大量节约能源和延长装置的使用寿命，广泛用于地下停车场，地下库房，各种隧道，各大专院校的大教室。

Description

一种具有非接触探测和调光的LED光源装置

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，具体涉及一种具有非接触探测和调光的LED光源装置。

背景技术

随着半导体照明的发展，LED光源因其耗能少、光效高等优点，逐渐成为新一代主流照明光源。地下空间尤其是地下车库这些需要全天候照明的场所，更需要采用LED灯具照明。对于这样的场所，尤其是车位上的灯具，车主的停车过程是非常短暂的，如果没有相应的控制管理技术，就会让灯具成为长明灯，这样不仅造成了大量的能源浪费，同时长时间高亮度工作，热积累较大，容易造成LED灯具损坏、影响灯具寿命。

热释电红外探测人体或车辆的基本原理是接收移动物体与背景之间的红外能量变化。探测器的灵敏度取决于目标与背景的温度差、目标相对于背景的表面积、目标的速度以及目标与探测器的距离等诸多因素。由于人体基本是恒温系统，所以，环境温度对热释电红外探测器影响很大。现有技术一般采用固定阈值比较法，其阈值的设定一旦完成就不能更改，在实际应用中，一年四季环境温度的变化往往会很大，如果阈值不能适应环境变化，就会存在冬季灵敏度偏高、小动物或空气流动会造成误识别误动作，而在夏季时，系统的灵敏度会降低，导致无法识别人体活动的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低，使用方便，灵敏度高，灵敏度可以根据环境温度的变化而变化的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置。

为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的：一种具有非接触探测和调光的LED光源装置由PC透光罩、LED芯片、铝基板、菲涅尔透镜、堵头、电路、铝制外壳组成，本实用新型的特殊之处在于所述菲涅尔透镜直接安装在堵头上，采集环境红外辐射信号；LED芯片贴片焊接在铝基板上，利用铝基板的线路进行串并联，同时还通过铝基板散热；所述PC透光罩、堵头、铝制外壳将电路封装在一体化的灯具内，起到防尘等密封作用，同时还通过铝制外壳向外散热；所述电路由红外热释电元件、信号调理单元、环境照度单元、温度补偿单元、延时设定单元、控制单元、电源驱动单元组成，所述热释电传感元件与信号调理单元连接，所述信号调理单元与控制单元连接，所述控制单元与电源驱动单元连接，电源驱动单元与LED光源连接，所述延时设定单元、所述温度补偿单元、所述环境照度单元均分别与控制单元连接，所述菲涅尔透镜与红外热释电元件连接。

所述热释电传感元件上连接一个干涉滤光片，用于滤除其他红外干扰源的红外辐射信号。

所述菲涅尔透镜视窗为不均匀的、自上而下至少分为2排，其中上面一排较多、下边一排较少，中间一排密集、两侧疏。

本实用新型与现有技术相比，具有结构简单，成本低，使用方便，灵敏度可以根据环境温度的变化而变化的特点，为了提高热释电红外的特性，设置温度补偿电路和自适应阈值，从而提高装置的环境适应性、降低装置的虚警概率和漏警概率，从而大量节约能源和延长装置的使用寿命，广泛用于地下停车埸，地下库房，各种隧道，各大专院校的大教室。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的电路结构示意框图；

图3为图2的延时单元、环境照度单元、温度补偿单元电路原理图；

图4为图1的人体红外辐射光谱图；

图5为图1的干涉滤光光谱图。

具体实施方式

附图为本实用新型的实施例。

下面结合附图对发明内容作进一步说明：

参照图1、图2所示，一种具有非接触探测和调光的LED光源装置由PC透光罩、LED芯片、铝基板、菲涅尔透镜、堵头、电路、铝制外壳组成，所述菲涅尔透镜2直接安装在堵头5上，采集环境红外辐射信号；LED芯片3贴片焊接在铝基板4上，利用铝基板4的线路进行串并联，同时还通过铝基板4散热；所述PC透光罩1、堵头5、铝制外壳7将电路6封装在一体化的灯具内，起到防尘等密封作用，同时还通过铝制外壳7向外散热；所述电路6由红外热释电元件8、信号调理单元9、环境照度单元11、温度补偿单元12、延时设定单元13、控制单元10、电源驱动单元14组成，所述热释电传感元件8与信号调理单元9连接，所述信号调理单元9与控制单元10连接，所述控制单元10与电源驱动单元14连接，电源驱动单元14与LED光源15连接，所述延时设定单元13、所述温度补偿单元12、所述环境照度单元11分别与控制单元10连接，所述菲涅尔透镜2与红外热释电元件8连接。

所述热释电传感元件上连接一个干涉滤光片，用于滤除其他红外干扰源的红外辐射信号。

所述菲涅尔透镜视窗为不均匀的、自上而下至少分为2排，其中上面一排较多、下边一排较少，中间一排密集、两侧疏。

所述延时设定单元包括第一拨码开关K1、第二拨码开关K2、第一上拉电阻R1、第二上拉电阻R2；第一上拉电阻R1与第二上拉电阻R2一端并联后与电源Vcc相连；第一上拉电阻R1的另一端与第一拨码开关K1的一端相连并与控制单元10连接；第二上拉电阻R2的另一端与第二拨码开关K2的一端相连并与控制单元10连接；第一拨码开关K1与第二拨码开关K2的另一端并联后接地。

用户可以通过K1、K2的状态来设定当人员或车辆离开时的延时关闭时间，延时时间0.5分钟-30分钟可调。

所述环境照度单元包括第一光敏电阻CDS1、第一可变电阻W1；第一光敏电阻CDS1一端与电源Vcc相连、另一端同时连接第一可变电阻W1和控制单元10；第一可变电阻W1的另一端接地。

所述温度补偿单元包括第一热敏电阻RT1、第二可变电阻W2；第一热敏电阻RT1一端与电源Vcc相连、另一端同时连接第二可变电阻W2和控制单元10；第二可变电阻W2的另一端接地。

所述控制单元10，根据探测环境的变化实时控制电源驱动单元14，实现LED光源15的调光控制。

所述电源驱动单元14具备PWM调光功能，能够依据控制单元10的控制命令进行对LED器件的调光控制。

图3所示为延时单元、环境照度单元、温度补偿单元电路原理图；

图4所示为人体红外辐射光谱图，人类作为哺乳动物，其生理温度的红外辐射主要分布600nm-1600nm。

图5所示为干涉滤光光谱图，干涉滤光片的带通幅频曲线位于右侧、普通玻璃带通幅频曲线位于左侧，这样通过干涉滤光片就可以极大地衰减空调热风、发热设备等非人体热源的干扰，极大地提高了信噪比和装置的抗干扰能力。

综上所述，菲涅尔透镜4的作用有两个：一是聚焦；二是将探测区域分为若干个“盲区”和“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，使进入探测区域的人体移动能以温度变化的形式在PIR探头上产生变化的热释红外信号，以提高它的探测接收灵敏度；

考虑到人的脸部、膝部、手臂红外辐射较强（正好对着上边的透镜），同时人体下肢红外辐射较弱；同时为防止地面小动物红外辐射干扰。菲涅尔透镜视窗设计成不均匀的，自上而下分为几排，上面较多、下边较少，中间密集、两侧疏。

红外敏感元件采用热释电器件，人体红外辐射光谱如图4所示，考虑到对人体外的红外辐射干扰源进行抑制，在热释电传感元件前加上一个干涉滤光片，它透射过来的光谱如图5所示。波长小于800nm的红外线被吸收，只留下对人体敏感的热释红外线光谱。这样极大地提高了产品对非人体红外辐射源的抗干扰特性。

菲涅尔透镜采集红外辐射信号并将其聚焦到红外热释电元件8上，通过热释电元件内部场效应管的匹配和放大，在它的源极输出反映外来红外线能量变化的相应幅度的电信号，电信号经过信号调理单元9放大后进入控制单元10;

环境照度单元13提供环境照度控制参量，当该参量大于设定阈值时，系统不触发光源或者根据使用要求可以对受控光源进行恒照度调节。

温度补偿单元12生成温度补偿信号， 通过温度补偿电路和自适应阈值，控制单元10使得系统的灵敏度可以根据环境的变化而变化，从而提高系统的环境适应性、降低系统的虚警概率和漏警概率。

延时设定单元13，使用户可以通过K1、K2的状态来设定当人员或车辆离开时的延时关闭时间，延时时间0.5分钟-30分钟可调。

控制单元10根据各种输入的变化实时控制LED光源。当有人员或者车辆进入控制区域时，开启LED光源或者控制LED光源进入高功率运行。当人员没有离开或者车辆还没停好时，该高功率状态一直保持，直到人员或者车辆离开，延时结束后装置进入关闭状态或者低功率状态，并始终保持对控制区域的实时探测。

电源驱动单元14具备PWM调光功能，能够依据控制单元10的控制进行对LED光源15的调光控制。

Claims (8)

1.一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，该光源装置由PC透光罩、LED芯片、铝基板、菲涅尔透镜、堵头、电路、铝制外壳组成，其特征在于所述菲涅尔透镜（2）直接安装在堵头（5）上，采集环境红外辐射信号；LED芯片（3）贴片焊接在铝基板（4）上，利用铝基板（4）的线路进行串并联，同时还通过铝基板（4）散热；所述PC透光罩（1）、堵头（5）、铝制外壳（7）将电路（6）封装在一体化的灯具内，起到防尘、密封作用，同时还通过铝制外壳（7）向外散热；所述电路（6）由红外热释电元件（8）、信号调理单元（9）、环境照度单元（11）、控制单元（10）、温度补偿单元（12）、延时设定单元（13）、电源驱动单元（14）组成，所述热释电传感元件（8）与信号调理单元（9）连接，所述信号调理单元（9）与控制单元（10）连接，所述控制单元（10）与电源驱动单元（14）连接，电源驱动单元（14）与LED光源（15）连接，所述延时设定单元（13）、所述温度补偿单元（12）、所述环境照度单元（11）分别与控制单元（10）连接，所述菲涅尔透镜（2）与红外热释电元件（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述热释电传感元件上连接一个干涉滤光片，用于滤除其他红外干扰源的红外辐射信号。

3.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述菲涅尔透镜视窗为不均匀的、自上而下至少分为2排，其中上面一排较多、下边一排较少，中间一排密集、两侧疏。

4.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述延时设定单元包括两个拨码开关K1、K2，两个上拉电阻R1、R2，用户可以通过K1、K2的状态来设定当人员或车辆离开时的延时关闭时间，延时时间0.5分钟-30分钟可调。

5.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述环境照度单元包括光敏电阻CDS1，通过CDS1上电压的变化可以实时测量环境照度的变化。

6.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述温度补偿单元包括热敏电阻RT1，通过RT1上电压的变化可以实时测量环境温度的变化。

7.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述控制单元（10），根据探测环境的变化实时控制电源驱动单元（14），实现LED光源（15）的调光控制。

8.根据权利要求1所述的一种具有非接触探测和调光的LED光源装置，其特征在于所述电源驱动单元（14）依据控制单元（10）的控制指令对LED器件的调光控制。