CN215813535U - 照度远程检测装置及自适应光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种照度远程检测装置，包括：亮度传感器和光线汇聚组件；检测目标表面的反射光线经所述光线汇聚组件汇聚后传至所述亮度传感器。一种自适应光源，包括：灯组和驱动单元、控制单元以及所述的照度远程检测装置；所述照度远程检测装置获取目标表面的照度值，发送至所述的控制单元，控制单元发送亮度调节信号经所述驱动单元传输至所述灯组。本实用新型提供的基于带有光线汇聚组件的亮度传感器，获取远距离目标表面的照度值，进而通过微处理单元根据照度值实时调节光源的亮度，保证光源照射的远距离目标表面照度值相对恒定，减少其它的环境光和背景光对用户，尤其是注意力的影响，保证用户的体验感和舒适度。

Description

照度远程检测装置及自适应光源

技术领域

本实用新型涉及光学照明领域，尤其涉及一种能够准确获取远程目标表面照度的检测装置和一种自适应光源。

背景技术

在我们的学习和工作中，对光的照度是要达到一定要求标准的，以确保工作或学习时达到最佳的视觉安全和视觉功效。但我们目前普通使用的产品不具有恒定亮度或没有特定区域恒定亮度的功能，在用户在工作面作业时，工作面容易受外界环境光干扰而使照度的变化，可能会使用户作业时分神，不够专注，降低了用户使用的舒适度。

一般照明产品安装高度高，亮度传感器检测的照度值为产品附近环境的照度，不能直接检测到工作面的照度，当工作面有其他环境光照射进来，亮度传感器无法检测工作面的照度值，无法满足用户对工作面恒定照度的要求，降低了用户的体验感和舒适度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种照度远程检测装置，包括：

亮度传感器和光线汇聚组件；检测目标表面的反射光线经所述光线汇聚组件汇聚后传至所述亮度传感器。

作为一个实施例：所述光线汇聚组件为透镜或透镜组。

更进一步的，还包括固定件，该固定件固定所述透镜或透镜组，使所述透镜或透镜组的焦点位于所述亮度传感器中。

更进一步的，所述透镜或透镜组与所述亮度传感器距离可调。

更进一步的，所述固定件为螺纹组合套管，包括后段套管和固定所述透镜或透镜组的前段套管，所述前段套管和后段套管螺纹连接。

作为一个实施例：所述的光线汇聚组件为聚光反光杯，该聚光反光杯汇聚光线的焦点位于所述亮度传感器中。

更进一步的：所述的聚光反光杯与一外壳固定，该外壳与固定所述亮度传感器的基座可拆连接。

一种自适应光源，包括：灯组和驱动单元、控制单元以及所述的照度远程检测装置；

所述照度远程检测装置获取目标表面的照度值，发送至所述的控制单元，控制单元发送亮度调节信号经所述驱动单元传输至所述灯组。

作为优选的实施方式，所述的控制单元为微控制单元MCU。

采用本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型提供的基于带有光线汇聚组件的亮度传感器，获取远距离目标表面的照度值，进而通过微处理单元根据照度值实时调节光源的亮度，保证光源照射的远距离目标表面照度值相对恒定，减少其它的环境光和背景光对用户，尤其是注意力的影响，保证用户的体验感和舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型一个实施例中照度远程检测装置的示意图；

图2为本实用新型一个实施例中照度远程检测装置图1的剖面图；

图3为本实用新型一个实施例中照度远程检测装置的立体示意图；

图4为本实用新型一个实施例中照度远程检测装置图3的剖面图；

图5为本实用新型一个实施例中照度远程检测装置的侧视图；

图6为本实用新型实施例自适应光源的系统模块图；

图7为本实用新型实施例自适应光源的控制单元的电路原理图；

图8为本实用新型实施例中控制单元的复位电路原理图；

图9为本实用新型控制单元的引脚图；

图10为本实用新型实施例中灯组和驱动单元的电路原理图；

图11为本实用新型实施例中亮度传感器的电路原理图；

图12为本实用新型实施例的使用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种照度远程检测装置，包括：亮度传感器和设置在亮度传感器感光元器件前端的光线汇聚组件，目标表面的反射光线经过反射后，反射入所述光线汇聚组件，光线汇聚组件对各类反射(目标表面产生的镜面反射和漫反射)的光线进行汇聚(聚焦)，汇聚后的光线射入所述的亮度传感器的感光元器件，进而获得目标表面的照度值。通过设置的光线汇聚组件汇聚各类型目标表面的反射光线，可以保证有效的获取远距离目标表面的反射光线，即光源在目标表面产生的照度值。同时，光线汇聚组件还可屏蔽来自亮度传感器附近照明光源的光线影响，保证照度检测的精度。

一个实施例，如图1-图2所示，所述的光线汇聚组件为设置于亮度传感器和光源照射目标之间的透镜或透镜组(透镜或透镜组，可针对特殊环境，或者距离更远的使用场景，在本实施例中仅就透镜或透镜组方案给出描述)110，透镜或透镜组110通过固定件100固定，在本实施例中，所述的固定件100为一管件，管件前端开口，所述透镜或透镜组110固定在该开口处，管件尾端固定亮度传感器120，在亮度传感器120和透镜或透镜组110之间形成封闭腔室。照射目标的反射光线经过透镜或透镜组的聚焦后，入射亮度传感器的感光元器件。通过本实施例中采用的透镜或透镜组对光线的汇聚(聚焦)，使得亮度传感器可以获得特定区域和距离目标的照度值。所述的透镜或者透镜组，可选择常规的可实现光线汇聚和聚焦的凸透镜，也可选择TIR透镜等。

一个实施例，在本实施例中所述的固定件100的长度可变。相应的，透镜或透镜组110和亮度传感器120之间的距离可变，针对不同光源的光照特性，光源和光照目标表面距离，调节固定件100的长度，进而调节光线通过所述透镜或透镜组110后的焦点，保证汇聚光线的焦点落在亮度传感器120的感光元器件中，保证针对不同工况，亮度传感器都能获取到目标表面的照度值。

一个实施例，如图3所示，本实施例中所述的固定件100设定为螺纹组合套管，包括后段套管和固定所述透镜或透镜组的前段套管101，所述前段套管101设有内螺纹和后段套管的外螺纹连接。调节过程中，旋转所述前段套管101，前段套管101通过螺纹调节与所述后段套管的距离，进而调节透镜或透镜组110和亮度传感器120的距离，以适应不同的工况。

一个实施例，如图4和图5所示，在本实施例中，光线汇聚组件为聚光反光杯210，该聚光反光杯210的根部(小口径端)，连接所述亮度传感器120，目标表面的反射光线，经过聚光反光杯210汇聚(聚焦)后，焦点落入亮度传感器120的感光元器件中。

更进一步的实施例，所述的聚光反光杯210连接有类圆柱的外壳200，该外壳200的前端开口，用于固定所述的聚光反光杯210，外壳后端设有中部开孔的底面。在本实施例中，亮度传感器固定在一基座121中，该基座121余所述的开孔可拆连接(优选螺纹连接)。

本实施例的方案除了具备前述实施例方案，能够汇聚光线获取特定距离和区域的反射光线外，通过整体更换(更换所述的外壳200和聚光反光杯210)不同参数的聚光反光杯210，即可适配不同的照射距离，保证不同照射距离和照射表面反射光线能够聚焦，保证焦点落在亮度传感器120的感光元器件中。

一个实施例，如图7所示，一种自适应光源：灯组40和驱动单元30、控制单元20以及前述实施例描述的照度远程检测装置10。

在本实施例中，所述照度远程检测装置10获取灯组40发射的光线在目标表面反射之后的照度值，将照度值信号发送至所述的控制单元20，控制单元20根据照度值信号与预设照度值是否偏离，发出亮度调节信号，该信号经所述驱动单元30传输至所述灯组40，调节灯组40的亮度，保证光源照射的远距离目标表面照度值相对恒定，减少其它的环境光和背景光对用户，尤其是注意力的影响，保证用户的体验感和舒适度。

在本实施例中，所述的控制单元20选用微控制单元MCU，作为一个可实施例证(实际使用过程中，选根据场景选择其它)，微控制单元MCU单片机如图7所示，采用带有复位电路(如图8所示)的STC8951芯片，该芯片各引脚功能如下：VCC为电源正极，GND电源负极，接地P0-P3为8位双向I/O接口。RST：复位脚，外接电阻电容组成的复位电路。当振荡器复位时，要保持RST引脚有两个机器周期的高电平时间。EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH)。EA端保持低电平(接地)。存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VCC。

本实施例中，采用上电自动复位方式，电路图如图8所示，复位电容C3＝10uF，上拉电阻R11＝10K，充电时间t＝R2*C1＝(10*1000)*(10/1000000)＝0.1S。

当上电的瞬间，电容C1的充电电流达到最大，此时电容相当于短路，因此RESET端(引脚9)为高电平，自动复位；经过0.1S后，当电容两端的电压达到电源电压的时候，电容的充电电流变为0，此时电容相当于开路，RST端为低电平，这时程序正常运行。

本实施例中的灯组40选用LED灯组，相应的驱动单元30和灯组40的电路图如图10所示。在本实施例中使用12个LED灯的串并联来模拟LED光源，实现照明效果。使用的驱动三极管是SS8550为PNP型三极管。

本实施例中，亮度传感器120的可实施例证，如图10所示，由光敏电阻和电位器RD1构成，入射光线强度的不同，引起光敏电阻阻值的变化，光敏电阻和电位器RD1(电容C6：滤波)分压后输出电压值，电压值经模数转换传输至STC89C51芯片。通过自带的PWM功能实现对LED灯光线的调节。

如图12所示，在本实施例场景中，设定0.75米的办公桌水平面照度值为300lx，假设进入亮度传感器的照度值为30lx，对应的办公桌水平面照度值就为300lx。当白天亮度升高时，亮度传感器的照度值＞30lx时，即办公桌水平面照度值＞300lx时，将照度值的数据通过数据接口发送到MCU，MCU收到亮度传感器的照度值数据后，将减少亮度的指令发送到LED驱动电源来降低LED灯组的亮度，直到亮度传感器检测到办公桌水平面照度值为300lx时，LED灯组亮度调整结束。当傍晚亮度降低时，亮度传感器检测到办公桌水平面照度值＜300lx时，MCU控制单元收到亮度传感器的照度值＜30lx的信号，即办公桌水平面照度值＜300lx时后，将增加亮度的指令发送到LED驱动电源来提高LED灯组的亮度，直到亮度传感器检测到办公桌水平面照度值为300lx为止，亮度调整结束。亮度传感器可以实时的检测办公桌水平面的照度值，根据亮度传感器的照度值信号反馈给MCU，MCU控制单元控制LED灯组亮度，达到恒定亮度的目的，相比传统的办公照明更节能，更舒适。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种照度远程检测装置，其特征在于包括：

亮度传感器和设置在亮度传感器前端的光线汇聚组件；检测目标表面的反射光线经所述光线汇聚组件汇聚后传至所述亮度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：所述光线汇聚组件为透镜或透镜组。

3.根据权利要求2所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：包括固定件，该固定件固定所述透镜或透镜组，使所述透镜或透镜组的焦点位于所述亮度传感器中。

4.根据权利要求3所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：所述透镜或透镜组与所述亮度传感器距离可调。

5.根据权利要求4所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：所述固定件为螺纹组合套管，包括后段套管和固定所述透镜或透镜组的前段套管，所述前段套管和后段套管螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：所述的光线汇聚组件为聚光反光杯，该聚光反光杯汇聚光线的焦点位于所述亮度传感器中。

7.根据权利要求6所述的一种照度远程检测装置，其特征还在于：具有一外壳和固定所述亮度传感器的基座，所述的聚光反光杯与所述外壳固定，该外壳与所述基座可拆连接。

8.一种自适应光源，其特征在于包括：灯组和驱动单元、控制单元以及如权利要求1-7任一权项所述的照度远程检测装置；

所述照度远程检测装置获取目标表面的照度值，发送至所述的控制单元，控制单元发送亮度调节信号经所述驱动单元传输至所述灯组。

9.根据权利要求8所述的自适应光源，其特征还在于：所述的控制单元为微控制单元MCU。

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