CN204535858U - 一种红外热释电传感器模块 - Google Patents
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Abstract
一种红外热释电传感器模块，包括菲涅尔透镜以及PCB线路板，所述PCB线路板的大小与所述菲涅尔透镜开口处的直径相匹配；所述PCB线路板包括集成于所述PCB线路板上的信号采集模块和信号处理电路；所述信号处理电路为全数字信号处理器。本实用新型的红外热释电传感器模块，体积相比现有的同类模块大幅减小，且结构简单，应用方便。同时，采用了新型全数字信号处理器，信号稳定且灵敏度可调，外围器件少，可靠性高，总体成本低，实用性强。其小型化多阵列应用可广泛用于智能探测、手势控制、定位跟踪等智能设备上，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及热释电红外传感器封装技术领域，尤其是一种红外热释电传感器模块。
背景技术
热释电红外传感器（或简称探测器）是一种利用热释电效应原理制成的热敏感传感器，它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。近年来，基于红外热释电传感的应用在节能、安防、智能等多个领域得到广泛应用。 目前，已经有很多电子设备生产商根据热释电红外传感器，尤其是被动式红外（Pyroelectric Infrared PIR）传感器的特性设计出了专用的信号处理电路，相关的信号处理器也有较多产品，例如HT761X/ WT8072/ BISS0001 /9083，这些电路可用于各种人体感应设备，如人体感应灯和人体感应报警器等。
现有技术中，红外热释电传感器模块的基本结构包括：
一、 红外热释电感应头（如附图1所示），其包括金属管座，安装垫片，场效应管，安装柱，红外灵敏元，金属管帽，滤镜等组件。采用此种结构的红外热释电感应头具有组件多、安装复杂，难于自动化等缺陷。
二、PCB线路板板及其上的信号处理电路（如附图2所示），具体包括信号处理器（以BISS0001为例），包括前级放大、后级放大、信号整形、逻辑控制几部分以及信号处理器外围各部分信号耦合、输入输出等元器件。上述PCB线路板在其信号处理器外围各部分元器件较多且较大，且感应头为插脚设计，手工焊接效率低且容易发生静电击穿。另外，整体线路体积大，在实际使用时，受各种安装环境限制经常需要修改PCB外形，增加开发成本。
三、透镜组件（如附图3所示）：由菲涅尔透镜，透镜基座，透镜基座与线路板的固定部件等组成，这些组件受线路板形状体积影响较大，且应用中传感头位置较难定位（应该稳定处于菲涅尔透镜焦点位置），从而影响器件整体的电性能。
发明内容
本实用新型针对现有技术的上述不足，提供了一种体积小、结构简单、应用方便且成本低的新型红外热释电传感器模块。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种红外热释电传感器模块，包括菲涅尔透镜以及PCB线路板，所述菲涅尔透镜及PCB线路板采用一体化设计，所述PCB线路板的大小与所述菲涅尔透镜开口处的直径相匹配；所述PCB线路板包括集成于所述PCB线路板上的信号采集模块和信号处理电路。
进一步的，所述信号采集模块包括金属屏蔽帽及设于所述金属屏蔽帽上的滤镜，以及设于所述金属屏蔽帽内的红外灵敏元。
特别的，所述金属屏蔽帽的高度为2～3.7mm。
进一步的，所述信号处理电路包括模数转换模块，低通滤波模块，逻辑电路模块，测试电路模块，设定模数转换模块及灵敏度设定单元、时间设定单元、环境光线设定单元；所述模数转换模块连接所述红外灵敏元与所述低通滤波模块，所述低通滤波模块连接所述逻辑电路模块，所述设定模数转换模块经所述测试电路模块连接所述逻辑电路模块，所述灵敏度设定单元和时间设定单元连接所述设定模数转换模块，所述环境光线设定单元连接所述逻辑电路模块，所述逻辑电路模块连接信号输出端。
进一步的，所述信号处理电路还包括稳压电源模块。
进一步的，所述PCB线路板上设有安装孔，所述安装孔与所述菲涅尔透镜上的安装脚对应；所述PCB线路板与所述菲涅尔透镜通过所述安装脚与安装孔套准安装。
本实用新型的红外热释电传感器模块，由一体化设计的菲涅尔透镜和PCB线路板两个部件组成，体积相比现有的同类模块大幅减小，且结构简单，应用方便。同时，所述PCB线路板上集成了信号采集模块及信号处理线路，采用了新型全数字信号处理器，信号稳定且灵敏度可调，外围器件少，可靠性高，总体成本低，实用性强。进一步的，上述信号处理器安装采用了成熟的COB封装工艺，自动固晶自动焊线，使得封装体积大大减小，且信号处理器全部位于屏蔽装置内，有较强的抗干扰能力。在本实用新型的实施例中，所述PCB线路板的最大直径不超过25mm，最大高度不超过5mm；特别的，所述金属屏蔽帽的高度为2～3.7mm，提高了光学性能，实际应用中在探测角度上有更好的表现。
本实用新型的红外热释电传感器模块，其PCB线路板整体尺寸接近菲涅尔透镜，在安装时，PCB线路板上的安装孔与菲涅尔透镜的安装角脚套准，安装方便，且能确保菲涅尔透镜的焦点准确，探测距离稳定。同时，采用本模块的线路板在设计时，只需要预留菲涅尔透镜的安装孔即可，不需要重新设计线路或修改PCB外型，因而能够大幅减少应用的开发成本，应用非常方便。
本实用新型的红外热释电传感器模块，技术延展性强，其小型化多阵列应用可广泛用于智能探测、手势控制、定位跟踪等智能设备上，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为现有的红外热释电传感器模块中红外热释电感应头的结构示意图；
图2为现有的红外热释电传感器模块中PCB线路板的结构示意图；
图3为现有的红外热释电传感器模块中透镜组件的结构示意图；
图4为本实用新型的一个实施例的外型结构示意图；
图5为现有的红外热释电传感器模块的PCB线路板与本实用新型的红外热释电传感器模块的PCB线路板的比较示意图；
图6为现有的红外热释电传感器模块与本实用新型的红外热释电传感器模块的外型结构比较示意图；
图7为本实用新型的一个实施例的信号处理电路的结构示意图；
图8为本实用新型的实施例中PCB线路板的尺寸大小示意图；
图9为本实用新型的实施例中PCB线路板的尺寸高度示意图；
附图标记说明：1-菲涅尔透镜，2-PCB线路板，2’- 现有模块的PCB线路板，3-红外灵敏元，4-滤镜。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。应当理解，以下实施例是为了更好的详细说明本实用新型的内容，而不应构成对本实用新型技术方案的限制。
参见附图4，在本实用新型的一个实施例中，一种红外热释电传感器模块，包括一体化设计的菲涅尔透镜以及PCB线路板，PCB线路板的大小与菲涅尔透镜相匹配；PCB线路板上设有安装孔，该安装孔与菲涅尔透镜上的安装脚对应；在安装时，PCB线路板与菲涅尔透镜通过安装脚与安装孔套准安装，不仅安装方便，且能确保菲涅尔透镜的焦点准确，探测距离稳定。如图6所示，一体化的设计使得PCB线路板的大小与菲涅尔透镜接近，使本实用新型模块的体积相比现有的同类模块大幅减小，且结构简单，应用方便。使用本模块的线路板在设计时，只需要预留菲涅尔透镜的安装孔即可，不需要重新设计线路或修改PCB外型，因而能够大幅减少应用的开发成本，应用非常方便。
为了实现PCB线路板的大小与菲涅尔透镜相匹配的技术要求，上述PCB线路板上集成有信号采集模块和信号处理电路。信号采集模块包括金属屏蔽帽及设于金属屏蔽帽上的滤镜，以及设于金属屏蔽帽内的红外灵敏元。特别的，所述金属屏蔽帽的高度为2～3.7mm，更进一步的优选为2mm，提高了光学性能，实际应用中在探测角度上有更好的表现。如图7所示，信号处理电路为新型全数字信号处理器，包括模数转换模块，低通滤波模块，逻辑电路模块，测试电路模块，设定模数转换模块及灵敏度设定单元、时间设定单元、环境光线设定单元；其中，模数转换模块连接红外灵敏元与低通滤波模块，低通滤波模块连接逻辑电路模块，设定模数转换模块经测试电路模块连接逻辑电路模块，灵敏度设定单元和时间设定单元连接设定模数转换模块，环境光线设定单元连接逻辑电路模块，逻辑电路模块连接信号输出端。进一步的，还包括稳压电源模块，为上述信号处理电路提供稳定的电源。上述信号处理电路，信号稳定且灵敏度可调，外围器件少，可靠性高，总体成本低，实用性强。同时，其安装采用了成熟的COB封装工艺，自动固晶自动焊线，如图5所示，其封装体积大大减小，且信号处理器全部位于屏蔽装置内，有较强的抗干扰能力。如图8和图9所示，在本实用新型的实施例中，PCB线路板做到了最大直径不超过25mm，最大高度不超过5mm。
本实用新型的红外热释电传感器模块，采用独特的设计，技术延展性强，其小型化多阵列应用可广泛用于智能探测、手势控制、定位跟踪等智能设备上，具有广阔的市场前景。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种红外热释电传感器模块，包括菲涅尔透镜以及PCB线路板，其特征在于：所述菲涅尔透镜及PCB线路板采用一体化设计，所述PCB线路板的大小与所述菲涅尔透镜开口处的直径相匹配；所述PCB线路板集成有信号采集模块和信号处理电路；所述信号处理电路为全数字信号处理器。
2.如权利要求1所述的红外热释电传感器模块，其特征在于：所述信号采集模块包括金属屏蔽帽及设于所述金属屏蔽帽上的滤镜，以及设于所述金属屏蔽帽内的红外灵敏元。
3.如权利要求2所述的红外热释电传感器模块，其特征在于：所述金属屏蔽帽的高度为2～3.7mm。
4.如权利要求2所述的红外热释电传感器模块，其特征在于：所述信号处理电路包括模数转换模块，低通滤波模块，逻辑电路模块，测试电路模块，设定模数转换模块以及灵敏度设定单元、时间设定单元、环境光线设定单元；所述模数转换模块连接所述红外灵敏元与所述低通滤波模块，所述低通滤波模块连接所述逻辑电路模块，所述设定模数转换模块经所述测试电路模块连接所述逻辑电路模块，所述灵敏度设定单元和时间设定单元连接所述设定模数转换模块，所述环境光线设定单元连接所述逻辑电路模块，所述逻辑电路模块连接信号输出端。
5.如权利要求4所述的红外热释电传感器模块，其特征在于：所述信号处理电路还包括稳压电源模块。
6.如权利要求1-5任一项所述的红外热释电传感器模块，其特征在于：所述PCB线路板上设有安装孔，所述安装孔与所述菲涅尔透镜上的安装脚对应；所述PCB线路板与所述菲涅尔透镜通过所述安装脚与安装孔套准安装。
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|---|---|---|---|---|
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2015
- 2015-03-27 CN CN201520177287.5U patent/CN204535858U/zh not_active Expired - Fee Related
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