CN2824169Y - 一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于方向检测的传感器，确切的说是一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，它包括成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列、壳体，成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列在壳体内，其特征是：成像镜头成像一侧有内补光源。所述的内补光源是LED，LED通过与一限流电阻串联连接，连接的一端与一控制端电连接，另一端与电源端电连接。这种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，以便克服本实用新型人已向国家专利局提交的《移动目标方向检测传感器》中存在的响应速度慢的问题。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种用于方向检测的传感器，确切的说是一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置。
背景技术
在已申报的中国专利“2004200860090”中，提出了《移动目标方向检测传感器》，它是通过将成像面的光电器件分成不同区域，并对不同方向对应的光电器件光强的检测，实现对方向的识别。这种装置包括成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列，由光敏电阻阵列中串联连接的两个光敏电阻连接点作为其中一个方向输出检测点，光敏电阻其中的一个另一端接高电平，另一个另一端接低电平。用光敏电阻作为光电器件，由不同位置串联连接的两个光敏电阻检测移动目标方向，具有信号输出无需放大就能大到数百毫伏，易检测的特点。同时光强在0.5LAX以上，无须补光信号也有较大的输出幅度，与一般光电二极管作光电检测比较具有动态范围大、价格低的优点。
用光敏电阻作为光电器件实现方向检测，当用在安防产品时，存在一个很大的问题是：在光强低于0.1LAX的情况下，当用小补光强度对监视区进行补光(如用两只LED工作在20ma。现有的CCD摄像机、CMOS摄像机大多数是至少需要20个以上LED工作在50ma)，光敏电阻从未补光时的几千兆欧到进入补光后到几兆欧的稳定值需500ms-1s的时间，对一个正常的人来说通过监视区只所需时间大约400ms，这一时间对于用光敏电阻作为光电器件实现方向检测将是致命的。特别是在利用电池供电情况下，外补光源不是连续补光更是如此。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，以便克服本实用新型人已向国家专利局提交的《移动目标方向检测传感器》中存在的响应速度慢的问题。
本实用新型的目的是这样实现的，一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，它包括成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列、壳体，成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列在壳体内，其特征是：成像镜头成像一侧有内补光源。
所述的内补光源是LED，LED通过与一限流电阻串联连接，连接的一端与一控制端电连接，另一端与电源端电连接。
所述的光敏电阻阵列由4个光敏电阻组成，内补光源固定在4个光敏电阻的中间。
所述的内补光源在4个光敏电阻的外侧。
本实用新型的特点是：由于向成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列提供一个预置光，使成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列在暗环境下的电阻值保持在外补光进入时容易补激活的状态。当在暗环境下需要打开外补光进行方向监测时，只要打开外补光源，暗环境迅速被照亮，100-200兆欧之间的光敏电阻在100ms内很快会进入1-10兆欧，达到稳定状态。这时如在监视区有活动目标，一般情况下所引起的变化将是很大的，有时比白天的效果还好。如用工作在20ma的两只LED进行外补光，在三米成像处将有数百mv的电压信号。
附图说明
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：
图1是实施例1结构示意图；
图2是实施例2结构示意图；
图3是内外补光电路图；
图4是实施例电路原理图。
图5给出了一副在未加内补光源5由隔离电路隔离输出的上述左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线。
图6给出了一副在加内补光源5由隔离电路隔离输出的上述左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线。
图7是在无内补光源5、有外补光源6经300ms，移动目标经过左、右监视区由左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线输出电压的情况。
图中，1、成像透镜；2、光敏电阻阵列；3、左检测光敏电阻对；4、右检测光敏电阻对；5、内补光源；6、外补光源；7、壳体；8、法线；9、左监视区；10、右监视区；11、控制电路。
具体实施方式
如图1所示， 给出了由4个光敏电阻构成光敏电阻阵列2的实施方式，左检测光敏电阻对3用于检测通过右监视区10内的移动目标；右检测光敏电阻对4用于检测左监视区9内的移动目标；左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4之间有内补光源5。
一般情况下，在监视环境低于0.1LAX的情况下，当用小补光强度的外补光源6对监视区进行补光时(如用两只LED工作在20ma)，光敏电阻从未补光时的几千兆欧到进入补光后的几兆欧并处于稳定状态，需500ms-1s的时间，对一个正常的人来说通过监视区只需400ms，因此，这个时间对于用光敏电阻作为光电器件实现方向检测将是致命的。当用图1中的内补光源5对左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4照射预置光，在监视环境低于0.1LAX的情况下，当用小补光强度的外补光源6对监视区进行补光时(如用两只LED工作在20ma)，光敏电阻将从未外补光时的上百兆欧到进入补光后的几兆欧并处于稳定状态，不到100ms。这是由于左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4无论在低于0.1LAX以下的什么情况下都稳定在上百兆欧，很容易被外补光拉回到几兆欧的稳定状态。
在此需要对几千兆欧和几兆欧的光敏电阻作为光检测进行一些说明：当光敏电阻进入几千兆欧后，其检测手段会变得特别复杂，需要非常好的隔离电路隔离，才不会影响其检测。
图5给出了一副在未加内补光源5由隔离电路隔离输出的上述左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线，由曲线可以看出，补光后经500ms-1s后，电压从开始的高电压到低稳定电压(也可以是从开始的低电压到高稳定电压)，而在这500ms-1s当出现移动目标时，信号输出效果是很差的，不利于在低成本下的检测。
图6给出了一副在加内补光源5由隔离电路隔离输出的上述左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线，由曲线可以看出，补光后经100ms后，电压从开始的高电压到低稳定电压(也可以是从开始的低电压到高稳定电压)。因此效果是非常明显的。
图7是在无内补光源5、有外补光源6后经300ms后移动目标经过左、右监视区由左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4输出电压曲线输出电压的情况。从图中可以300ms的s处开始有外补光源6工作，550ms后有人通过监视区，这时在斜波上电压有一点变化。而当到900ms后，电压输出已进入稳定期，这时人通过监视区才有明显的变化。因此加入内补光源5，当有外补光源6工作时，使电压输出快速进入稳定期，对提高信号输出质量将有很好的提升。
实施例2与图1不同的是图2将内补光源5放在左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4的上方，也就是只外补光强度下强上弱，左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4下面两个光敏电阻强电阻小，上面两个光敏电阻电阻大。这种有选择的补光，有时会提高人通过监视区时，引起的左检测光敏电阻对3或右检测光敏电阻对4的电压输出幅度。
图3是一个结构图说明，壳体7内有光敏电阻阵列2，光敏电阻阵列2由左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻4一左一右构成，内补光源5位于其中间；左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻4位于法线8的两侧对称分布，左检测光敏电阻对3用于检测右监视区10通过的移动物，右检测光敏电阻对4用于检测左监视区9通过的移动物；左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻4都在成像头的成像面上。壳体7使外界光不得从其它地方进入成像面，只能从壳体7前面窗口处的成像镜头1进入。壳体7两侧有两只LED组成的外补光源6，左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4信号的检测和控制，外补光源6和内补光源5的工作由壳体7后面的控制电路11中的mcu控制。
图4是控制电路11的电路原理图，左检测光敏电阻对3和右检测光敏电阻对4分别由光敏电阻R1、R2和光敏电阻R3、R4串联连接，光敏电阻R1、R2和光敏电阻R3、R4的一端接电源正端，另一端由mcu的IO1控制，光敏电阻R1、R2和光敏电阻R3、R4串联连接点分别接mcu的IN1和IN2，IN1和IN2是带有a/d的输入口。限流电阻R5和LED(L3)串联连接构成内补光源5的电路，限流电阻R5和LED(L3)串联连接后的一端接电源正端，另一端接mcu的IO2控制。限流电阻R5的值是100k到300k，限流电阻R5的值取决于两方面，一方面是使内补光时光敏电阻R1、R2和光敏电阻R3、R4的值在监视区处于暗环境时保持在100-200兆欧之间，另一方面内补光时通过限流电阻R5的电流很小，在1-10ua，在用电池供电时电流越小越好这是很重要的。
外补光源6由三极管、限流电阻R6和R7、两只LED(L1\L2)构成。限流电阻R6一端接三极管基极，另一端与mcu的IO3连接，三极管发射极接地，三极管集电极同时与两只LED(L1\L2)的负端电连接，两只LED(L1\L2)的正端通过限流电阻R7后与电源正端电连接。光敏电阻R1、R2和光敏电阻R3、R4在成像镜头1的成像面上。
Claims (4)
1、一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，它包括成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列、壳体，成像镜头、成像镜头成像一侧的光敏电阻阵列在壳体内，其特征是：成像镜头成像一侧有内补光源。
2、根据权利要求1所述的一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，其特征是：所述的内补光源是LED，LED通过与一限流电阻串联连接，连接的一端与一控制端电连接，另一端与电源端电连接。
3、根据权利要求1所述的一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，其特征是：所述的光敏电阻阵列由4个光敏电阻组成，内补光源固定在4个光敏电阻的中间。
4、根据权利要求1所述的一种提高光敏电阻用于方向传感响应速度的装置，其特征是：内补光源在4个光敏电阻的外侧。
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|---|---|---|---|---|
| CN102713808A (zh) * | 2010-01-13 | 2012-10-03 | 智能技术无限责任公司 | 用于成像组件的壳体组件及其制造方法 |
| CN106840229A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-13 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 传感器、智能机器人 |
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