CN212231785U - 电子设备及其自适应调光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子设备及其自适应调光装置，该装置包括：光源、控制单元、光强检测单元和光源驱动单元，光强检测单元用于检测环境光线强度，并输出对应的检测信号；光源驱动单元包括驱动电路和数字电位器，驱动电路的输入端与供电电源连接，驱动电路的输出端通过数字电位器与光源连接，驱动电路用于根据数字电位器的电阻值驱动调节光源的输出亮度，数字电位器的控制端与控制单元连接；控制单元用于接收检测信号，将检测信号与预存数据进行比对，并根据比对结果调节数字电位器的电阻值。本实用新型可根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度，有利于提升节能性能，延长光源使用寿命，改善照明效果。

Description

电子设备及其自适应调光装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种电子设备及其自适应调光装置。

背景技术

随着信息数字化处理技术的发展和焊接质量要求的提高，焊缝跟踪技术逐步应用于焊接领域，提高了机器人焊接过程中的灵活性和焊接质量。

目前，焊缝跟踪技术主要通过激光相机自动获取焊缝图像，通过焊缝图像定位焊缝的位置及高度，指导焊接作业。其存在的缺点是，激光相机的亮度调节不便，在执行焊接过程中，作业环境的亮度不同，激光相机的亮度不当会降低成像效果，增加输出损耗，降低激光相机的使用寿命，此外，通过手动调节激光器的亮度，精度低，耗时长，使用体验较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种自适应调光装置，解决了激光相机的亮度调节不便的问题，可根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自适应调光装置，包括：光源、控制单元、光强检测单元和光源驱动单元，其中，所述光强检测单元和所述光源驱动单元分别与所述控制单元连接；所述光强检测单元用于检测环境光线强度，并输出对应的检测信号；所述光源驱动单元包括驱动电路和数字电位器，所述驱动电路的输入端与供电电源连接，所述驱动电路的输出端通过所述数字电位器与光源的供电端连接，所述驱动电路用于根据所述数字电位器的电阻值驱动调节所述光源的输出亮度，所述数字电位器的控制端与所述控制单元连接；所述控制单元用于接收所述检测信号，将所述检测信号与预存数据进行比对，并根据比对结果调节所述数字电位器的电阻值。

可选地，所述驱动电路包括恒流驱动芯片和限流电阻，所述限流电阻与所述数字电位器串联连接，所述恒流驱动芯片用于根据所述限流电阻与所述数字电位器的阻值调节输出电流，并将所述输出电流输送至所述光源。

可选地，所述光强检测单元包括感光元件和电流检测单元，所述电流检测单元设有采样电阻，所述采样电阻的第一端与预设电源连接，所述采样电阻的第二端与所述感光元件的第一端连接，所述感光元件的第二端接地，所述电流检测单元用于检测流过所述感光元件的电流，并输出电流检测信号，其中，所述采样电阻的阻值小于所述感光元件的最小电阻值的十分之一。

可选地，所述感光元件包括光敏电阻和/或光敏二极管。

可选地，所述控制单元设有计算模块和存储模块，所述计算模块用于根据所述电流检测信号和预设电源的电压值计算所述感光元件的阻值；所述存储模块存储有预存数据。

可选地，所述自适应调光装置还包括信号处理单元，所述信号处理单元包括滤波单元和模数转换单元，所述滤波单元的第一端与所述光强检测单元的输出端连接，所述滤波单元的第二端接地；所述模数转换单元的第一端与所述光强检测单元的输出端连接，所述模数转换单元的第二端与所述控制单元连接，所述模数转换单元用于将所述检测信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至所述控制单元。

可选地，所述自适应调光装置还包括通讯单元，所述通讯单元与所述控制单元连接，所述通讯单元用于建立所述自适应调光装置与终端设备的通讯连接，将所述检测信号发送至所述终端设备，并接收所述终端设备发出的控制指令。

可选地，所述光源包括激光器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括上述自适应调光装置。

可选地，所述电子设备包括激光相机。

本实用新型实施例提供的电子设备，设置自适应调光装置，该自适应调光装置通过光强检测单元检测环境光线强度，并输出对应的检测信号，控制单元接收检测信号，根据检测信号调节数字电位器的阻值，以调节驱动电路的输出电流，驱动电路的输出电流不同可驱动调节光源的输出亮度，可根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度，解决了激光相机的亮度调节不便的问题，有利于提升节能性能，延长光源使用寿命，改善照明效果和使用体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种自适应调光装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种自适应调光装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种自适应调光装置的电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种自适应调光装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种自适应调光装置的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种自适应调光装置。本实施例适用于根据环境光线强度对激光相机的亮度进行自动调节的应用场景。图1是本实用新型实施例提供的一种自适应调光装置的结构示意图。

如图1所示，该自适应调光装置01包括：光源10、控制单元20、光强检测单元30和光源驱动单元40，其中，光强检测单元30和光源驱动单元40分别与控制单元20连接；光强检测单元30用于检测环境光线强度，并输出对应的检测信号；光源驱动单元40包括驱动电路401和数字电位器402，驱动电路401的输入端与供电电源VDD连接，驱动电路401的输出端通过数字电位器402与光源10连接，驱动电路401用于根据数字电位器402的电阻值RL驱动调节光源10的输出亮度，数字电位器402的控制端与控制单元20连接；控制单元20用于接收检测信号，将检测信号与预存数据进行比对，并根据比对结果调节数字电位器402的电阻值RL。

其中，光源驱动单元40的供电电源VDD可为+5V直流电压，驱动电路401用于对供电电源VDD进行稳压处理，输出直流电流，驱动光源10点亮，驱动电路401的输出电流越大，光源10的输出亮度越高。

在本实施例中，数字电位器402设有总线接口，数字电位器402的总线接口通过总线线缆与控制单元20连接，该总线接口用于接收控制单元20输出的电阻调节信号，数字电位器402接收控制单元20输出的电阻调节信号后，并根据电阻调节信号调节数字电位器402的电阻值RL，由于驱动电路401的输出电压不变，若数字电位器402的电阻值RL发生变化，则驱动电路401的输出电流对应改变。

在本实施例中，预存数据用于表示检测信号与数字电位器402的电阻值RL的对应关系，其中，数字电位器402的阻值与驱动电路401的输出电流一一对应，驱动电路401的输出电流与光源10的输出亮度一一对应。控制单元20接收光强检测单元30输出的检测信号，并将该检测信号与预存数据进行比对，获取与该检测信号对应的数字电位器402的电阻值RL，通过调节数字电位器402的阻值，可以改变驱动电路401的输出电流，调节光源10的输出亮度。

可选地，光源10包括激光器，光源10可设于激光相机的图像采集端。

本实用新型实施例提供的自适应调光装置，通过光强检测单元30检测环境光线强度，并输出对应的检测信号，控制单元接收检测信号，根据检测信号调节数字电位器402的电阻值RL，以调节驱动电路401的输出电流，驱动电路401的输出电流不同可驱动调节光源的输出亮度，可根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度，解决了激光相机的亮度调节不便的问题，有利于提升节能性能，延长光源使用寿命，改善照明效果和使用体验。

图2是本实用新型实施例提供的另一种自适应调光装置的结构示意图。

可选地，如图2所示，驱动电路401包括恒流驱动芯片403和限流电阻404。恒流驱动芯片403的输入端与供电电源VDD连接，恒流驱动芯片403的输出端与限流电阻404的第一端连接，限流电阻404的第二端与数字电位器402的第一端连接，数字电位器402的第二端与光源10连接，恒流驱动芯片403用于根据限流电阻404与数字电位器402的阻值调节输出电流I，并将输出电流I输送至光源10，其中，数字电位器402的第一端可为滑动端W，数字电位器402的第二端可为电阻低端L。

其中，数字电位器402可选用型号为TPL0501的单通道线性锥形数字电位器，数字电位器402设有串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)，数字电位器402的串行外设接口通过总线与控制单元20的串行外设接口连接，以使得数字电位器402接收控制单元20输出的电阻调节信号，并根据电阻调节滑动端W与电阻低端L之间的电阻值。例如，定义数字电位器402设有0-255档位，若控制单元20输出的电阻调节信号为D，则数字电位器402的阻值为RL＝D/256×Rmax，其中，Rmax为数字电位器402的最大电阻值。

在本实施例中，恒流驱动芯片403对供电电源VDD进行降压及稳压处理，定义恒流驱动芯片403的输出电压为V1，数字电位器402的阻值为RL，此时，可按照如下所示的公式一计算输出电流I，

其中，R0为限流电阻404的电阻值。

由公式一可知，光源10的输出亮度与数字电位器402的阻值RL负相关，若数字电位器402的阻值RL等于零，则驱动电路401的输出电流I最大，光源10的输出亮度最高；若数字电位器402的阻值RL等于Rmax，则驱动电路401的输出电流I最小，光源10的输出亮度最低。

示例性地，恒流驱动芯片可为MC33269芯片，其中，MC33269芯片可实现大功率恒流驱动。定义供电电源VDD等于5V，输出电压V1等于1.25V，限流电阻404的电阻值R0等于3.6欧姆，则驱动电路401的最大输出电流I近似等于0.35安培，控制单元20调节数字电位器402的阻值RL逐渐增大，以使得驱动电路401的输出电流I减小，光源10的输出亮度降低。

图3是本实用新型实施例提供的一种自适应调光装置的电路原理图。在本实施例中，恒流驱动芯片403可为TPS61165芯片。

在本实施例中，如图3所示，驱动电路401还包括第一二极管D1、第二二极管D2和上拉电阻R401，其中，第一二极管D1的正极端与供电电源VDD连接，第一二极管D1的负极端经上拉电阻R401与恒流驱动芯片403的控制端CTR连接，第一二极管D1的负极端还与恒流驱动芯片403的供电端VIN连接，第二二极管D2的正极端与恒流驱动芯片403的输出端SW连接，第二二极管D2的负极端与光源10的第一端连接，第一二极管D1和第二二极管D2用于实现电路单向导通，防止电路反接，损坏恒流驱动芯片403，上拉电阻R401用于保持恒流驱动芯片403的工作状态。限流电阻404与数字电位器402串联连接形成参考电阻，该参考电阻的第一端与光源10的第二端连接，该参考电阻的第二端接地，该参考电阻的阻值等于R0+RL，恒流驱动芯片403的反馈端FB还与参考电阻的第一端连接，接收反馈的输出电流。

在本实施例中，可通过调整数字电位器402的阻值RL调节驱动电路401的输出电流，限流电阻404可限制驱动电路401的输出电流的大小，避免数字电位器402的阻值RL偏小导致光源10过流烧毁，提高电路的可靠性。

图4是本实用新型实施例提供的又一种自适应调光装置的结构示意图。

可选地，如图4所示，光强检测单元30包括感光元件301和电流检测单元302，电流检测单元302设有采样电阻R，采样电阻R的第一端与预设电源VCC连接，采样电阻R的第二端与感光元件301的第一端连接，感光元件301的第二端接地，电流检测单元302用于检测流过感光元件301的电流，并输出电流检测信号。

其中，感光元件301的阻值随着入射光线强度的变化而改变，例如，可设置采样电阻R的阻值等于0.2-0.5欧姆，采样电阻R的阻值远远小于感光元件301的电阻值，在计算感光元件301的阻值时，采样电阻R的阻值可忽略不计。

在本实施例中，控制单元20通过电流检测单元302获取流经感光元件301的电流，并将电流检测信号发送至控制单元20，由于采样电阻R的阻值小于感光元件301的最小电阻值的十分之一，感光元件301两端的电压近似等于预设电源VCC的电压，由此，控制单元20可通过电流检测信号和预设电源VCC的电压值计算感光元件301的阻值。

可选地，感光元件301包括光敏电阻和/或光敏二极管。示例性地，光敏电阻的型号可为MG45。

在本实施例中，环境光线强度越高，感光元件301的电阻值越小，感光元件301的探测精度较高，可将感光元件301设于背离光源10的一侧，避免光源10影响感光元件301的探测结果。光敏电阻的光电流与环境光线强度之间的关系称为光电特性，光敏电阻的光电特性呈非线性特点。

可选地，如图4所示，控制单元20设有计算模块201和存储模块202，计算模块201用于根据电流检测信号和预设电源VCC的电压值计算感光元件301的阻值；存储模块202存储有预存数据，预存数据用于表示检测信号与数字电位器402的阻值RL的对应关系，其中，检测信号可用感光元件301的阻值表示。

在本实施例中，使用光敏电阻作为感光元件301，可通过标准试验法获取预存数据，典型地，可将感光元件301朝向试验灯，该试验灯用于仿真环境光线，该试验灯的亮度可调整，例如，可通过逐渐增大感光元件301与试验灯的间距调整环境光线强度，设置N组环境光线强度，在不同环境光线强度下，调节驱动电路401的输出电流I，直至调整光源10处于最佳输出亮度，在最佳输出亮度下，激光相机采集的图像清晰度最高，获取当前光强检测单元30输出的检测信号及最佳输出亮度对应的输出电流Ia，根据输出电流Ia和驱动电路401的输出电压V1计算数字电位器402的阻值RL，记录N组检测信号及其对应的数字电位器402的阻值RL，将记录结果作为预存数据存储于存储模块202，以使得控制单元20根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度。

图5是本实用新型实施例提供的又一种自适应调光装置的结构示意图。

可选地，如图5所示，自适应调光装置01还包括信号处理单元50，信号处理单元50包括滤波单元501和模数转换单元502，滤波单元501的第一端与光强检测单元30的输出端连接，滤波单元501的第二端接地；模数转换单元502的第一端与光强检测单元30的输出端连接，模数转换单元502的第二端与控制单元20连接，模数转换单元502用于将检测信号转换为数字信号，并将数字信号发送至控制单元20。

其中，滤波单元501可包括滤波电容，模数转换单元502可包括A/D转换器。滤波单元501用于对光强检测单元30输出的检测信号进行滤波处理，去除毛刺数据，提高检测精度；光强检测单元30输出的检测信号可为模拟电流信号或者模拟电压信号，模数转换单元502对该检测信号进行模数转换，并将转换后的数字信号发送至控制单元20，以使得控制单元20识别模拟量信号。

可选地，如图5所示，自适应调光装置01还包括通讯单元60，通讯单元60与控制单元20连接，通讯单元60用于建立自适应调光装置01与终端设备的通讯连接，将检测信号发送至终端设备，并接收终端设备发出的控制指令。

其中，终端设备可为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能穿戴设备中的一种或多种组合。

在本实施例中，在自适应调光装置01上电后，通讯单元60建立自适应调光装置01与终端设备的通讯连接，通讯单元60实时获取光强检测单元30输出的检测信号，并将该检测信号发送至终端设备，终端设备对检测信号进行解析，获取并显示与该检测信号对应的环境光线强度，操作人员可根据当前的环境光线强度输入光源亮度控制指令，终端设备将光源亮度控制指令发送至通讯单元60，控制单元20接收光源亮度控制指令，并根据该控制指令调节光源10的输出亮度，由此，可实现自适应调光装置01的远程监控，可远程调节光源10的输出亮度，使用便捷。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备。图6是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图6所示，该电子设备02包括上述自适应调光装置01。

可选地，电子设备02包括激光相机。

在本实施例中，电子设备02可设置于焊接机器人，电子设备02用于采集焊接图像。

综上，本实用新型实施例提供的电子设备，设置自适应调光装置，该自适应调光装置通过光强检测单元检测环境光线强度，并输出对应的检测信号，控制单元接收检测信号，根据检测信号调节数字电位器的阻值，以调节驱动电路的输出电流，驱动电路的输出电流不同可驱动调节光源的输出亮度，可根据环境光线强度自动调节光源的输出亮度，解决了激光相机的亮度调节不便的问题，有利于提升节能性能，延长光源使用寿命，改善照明效果和使用体验，有利于提升图像采集效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种自适应调光装置，其特征在于，包括：光源、控制单元、光强检测单元和光源驱动单元，其中，

所述光强检测单元和所述光源驱动单元分别与所述控制单元连接；

所述光强检测单元用于检测环境光线强度，并输出对应的检测信号；

所述光源驱动单元包括驱动电路和数字电位器，所述驱动电路的输入端与供电电源连接，所述驱动电路的输出端通过所述数字电位器与光源连接，所述驱动电路用于根据所述数字电位器的电阻值驱动调节所述光源的输出亮度，所述数字电位器的控制端与所述控制单元连接；

所述控制单元用于接收所述检测信号，将所述检测信号与预存数据进行比对，并根据比对结果调节所述数字电位器的电阻值。

2.根据权利要求1所述的自适应调光装置，其特征在于，所述驱动电路包括恒流驱动芯片和限流电阻，所述限流电阻与所述数字电位器串联连接，所述恒流驱动芯片用于根据所述限流电阻与所述数字电位器的阻值调节输出电流，并将所述输出电流输送至所述光源。

3.根据权利要求1所述的自适应调光装置，其特征在于，所述光强检测单元包括感光元件和电流检测单元，所述电流检测单元设有采样电阻，所述采样电阻的第一端与预设电源连接，所述采样电阻的第二端与所述感光元件的第一端连接，所述感光元件的第二端接地，所述电流检测单元用于检测流过所述感光元件的电流，并输出电流检测信号。

4.根据权利要求3所述的自适应调光装置，其特征在于，所述感光元件包括光敏电阻和/或光敏二极管。

5.根据权利要求3所述的自适应调光装置，其特征在于，所述控制单元设有计算模块和存储模块，所述计算模块用于根据所述电流检测信号和预设电源的电压值计算所述感光元件的阻值；所述存储模块存储有预存数据。

6.根据权利要求1所述的自适应调光装置，其特征在于，还包括信号处理单元，所述信号处理单元包括滤波单元和模数转换单元，所述滤波单元的第一端与所述光强检测单元的输出端连接，所述滤波单元的第二端接地；

所述模数转换单元的第一端与所述光强检测单元的输出端连接，所述模数转换单元的第二端与所述控制单元连接，所述模数转换单元用于将所述检测信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至所述控制单元。

7.根据权利要求1所述的自适应调光装置，其特征在于，还包括通讯单元，所述通讯单元与所述控制单元连接，所述通讯单元用于建立所述自适应调光装置与终端设备的通讯连接，将所述检测信号发送至所述终端设备，并接收所述终端设备发出的控制指令。

8.根据权利要求1所述的自适应调光装置，其特征在于，所述光源包括激光器。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的自适应调光装置。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括激光相机。

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