專利名稱：一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于方向檢測的傳感器，特別是光敏電阻用于方向傳感的方法，確切的說是一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法。
背景技術(shù)：
在已申報的中國專利“2004200860090”中，提出了《移動目標(biāo)方向檢測傳感器》，它是通過將成像面的光電器件分成不同區(qū)域，并對不同方向?qū)?yīng)的光電器件光強的檢測，實現(xiàn)對方向的識別。這種裝置包括成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列，由光敏電阻陣列中串聯(lián)連接的兩個光敏電阻連接點作為其中一個方向輸出檢測點，光敏電阻其中的一個另一端接高電平，另一個另一端接低電平。用光敏電阻作為光電器件，由不同位置串聯(lián)連接的兩個光敏電阻檢測移動目標(biāo)方向，具有信號輸出無需放大就能大到數(shù)百毫伏，易檢測的特點。同時光強在0.5LAX以上，無需補光信號也有較大的輸出幅度，與一般光電二極管作光電檢測比較具有動態(tài)范圍大、價格低的優(yōu)點。
用光敏電阻作為光電器件實現(xiàn)方向檢測，當(dāng)用在安防產(chǎn)品時，存在一個很大的問題是在光強低于0.1LAX的情況下，當(dāng)用小補光強度對監(jiān)視區(qū)進(jìn)行補光(如用兩只LED工作在20ma?，F(xiàn)有的CCD攝像機、CMOS攝像機大多數(shù)是至少需要20個以上LED工作在50ma)，光敏電阻從未補光時的幾千兆歐到進(jìn)入補光后到幾兆歐的穩(wěn)定值需500ms-1s的時間，對一個正常的人來說通過監(jiān)視區(qū)只所需時間大約400ms，這一時間對于用光敏電阻作為光電器件實現(xiàn)方向檢測將是致命的。特別是在利用電池供電情況下，外補光源只有在有人活動的情況下才工作，且工作時間只有幾秒種，這就要求光敏電阻響應(yīng)小于100ms。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，以便克服本發(fā)明人已向國家專利局提交的《移動目標(biāo)方向檢測傳感器》中存在的響應(yīng)速度慢的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，包括成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列、殼體，成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在殼體內(nèi)，其特征是包括一個成像鏡頭成像一側(cè)的內(nèi)補光源，用于向成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列提供一個預(yù)置光，使成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在暗環(huán)境下的電阻值保持在外補光進(jìn)入時容易補激活的狀態(tài)。
所述的在暗環(huán)境下的電阻值保持在幾十兆歐到上百兆歐，其最佳值在100-200兆歐之間。
所述的暗環(huán)境是指光強小于1LAX以下的環(huán)境。
所述的內(nèi)補光源是LED，LED通過與一電阻串聯(lián)連接，連接的一端與一控制端電連接，另一端與電源端電連接。
所述的外補光包括三極管驅(qū)動電路、限流電阻、LED，限流電阻、LED串聯(lián)連接在三極管驅(qū)動電路的集電極回路中，三極管驅(qū)動電路的基極受控制電路控制。
所述的光敏電阻陣列由4個光敏電阻組成，右邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成左邊影像變化檢測點；左邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成右邊影像變化檢測點，內(nèi)補光源固定在4個光敏電阻的中間。
所述的光敏電阻陣列由4個光敏電阻組成，右邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成左邊影像變化檢測點；左邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成右邊影像變化檢測點，內(nèi)補光源在4個光敏電阻的外側(cè)。
本發(fā)明的特點是由于向成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列提供一個預(yù)置光，使成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在暗環(huán)境下的電阻值保持在外補光進(jìn)入時容易補激活的狀態(tài)。當(dāng)在暗環(huán)境下需要打開外補光進(jìn)行方向監(jiān)測時，只要打開外補光源，暗環(huán)境迅速被照亮，100-200兆歐之間的光敏電阻在100ms內(nèi)很快會進(jìn)入1-10兆歐，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這時如在監(jiān)視區(qū)有活動目標(biāo)，一般情況下所引起的變化將是很大的，有時比白天的效果還好。如用工作在20ma的兩只LED進(jìn)行外補光，在三米成像處將有數(shù)百mv的電壓信號。


下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1是實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是內(nèi)外補光電路圖；圖4是實施例電路原理圖。
圖5給出了一副在未加內(nèi)補光源5由隔離電路隔離輸出的上述左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線。
圖6給出了一副在加內(nèi)補光源5由隔離電路隔離輸出的上述左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線。
圖7是在無內(nèi)補光源5、有外補光源6經(jīng)300ms，移動目標(biāo)經(jīng)過左、右監(jiān)視區(qū)由左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線輸出電壓的情況。
圖中，1、成像透鏡；2、光敏電阻陣列；3、左檢測光敏電阻對；4、右檢測光敏電阻對；5、內(nèi)補光源；6、外補光源；7、殼體；8、法線；9、左監(jiān)視區(qū)；10、右監(jiān)視區(qū)；11、控制電路。
具體實施例方式
如圖1所示，給出了由4個光敏電阻構(gòu)成光敏電阻陣列2的實施方式，左檢測光敏電阻對3用于檢測通過右監(jiān)視區(qū)10內(nèi)的移動目標(biāo)；右檢測光敏電阻對4用于檢測左監(jiān)視區(qū)9內(nèi)的移動目標(biāo)；左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4之間有內(nèi)補光源5。
一般情況下，在監(jiān)視環(huán)境低于0.1LAX的情況下，當(dāng)用小補光強度的外補光源6對監(jiān)視區(qū)進(jìn)行補光時(如用兩只LED工作在20ma)，光敏電阻從未補光時的幾千兆歐到進(jìn)入補光后的幾兆歐并處于穩(wěn)定狀態(tài)，需500ms-1s的時間，對一個正常的人來說通過監(jiān)視區(qū)只需400ms，因此，這個時間對于用光敏電阻作為光電器件實現(xiàn)方向檢測將是致命的。當(dāng)用圖1中的內(nèi)補光源5對左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4照射預(yù)置光，在監(jiān)視環(huán)境低于0.1LAX的情況下，當(dāng)用小補光強度的外補光源6對監(jiān)視區(qū)進(jìn)行補光時(如用兩只LED工作在20ma)，光敏電阻將從未外補光時的上百兆歐到進(jìn)入補光后的幾兆歐并處于穩(wěn)定狀態(tài)，不到100ms。這是由于左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4無論在低于0.1LAX以下的什么情況下都穩(wěn)定在上百兆歐，很容易被外補光拉回到幾兆歐的穩(wěn)定狀態(tài)。
在此需要對幾千兆歐和幾兆歐的光敏電阻作為光檢測進(jìn)行一些說明當(dāng)光敏電阻進(jìn)入幾千兆歐后，其檢測手段會變得特別復(fù)雜，需要非常好的隔離電路隔離，才不會影響其檢測。
圖5給出了一副在未加內(nèi)補光源5由隔離電路隔離輸出的上述左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線，由曲線可以看出，補光后經(jīng)500ms-1s后，電壓從開始的高電壓到低穩(wěn)定電壓(也可以是從開始的低電壓到高穩(wěn)定電壓)，而在這500ms-1s當(dāng)出現(xiàn)移動目標(biāo)時，信號輸出效果是很差的，不利于在低成本下的檢測。
圖6給出了一副在加內(nèi)補光源5由隔離電路隔離輸出的上述左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線，由曲線可以看出，補光后經(jīng)100ms后，電壓從開始的高電壓到低穩(wěn)定電壓(也可以是從開始的低電壓到高穩(wěn)定電壓)。因此效果是非常明顯的。
圖7是在無內(nèi)補光源5、有外補光源6經(jīng)300ms移動目標(biāo)經(jīng)過左、右監(jiān)視區(qū)由左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4輸出電壓曲線輸出電壓的情況。從圖中可以300ms的s處開始有外補光源6工作，550ms后有人通過監(jiān)視區(qū)，這時在斜波上電壓有一點變化。而當(dāng)?shù)?00ms后，電壓輸出已進(jìn)入穩(wěn)定期，這時人通過監(jiān)視區(qū)才有明顯的變化。因此加入內(nèi)補光源5，當(dāng)有外補光源6工作時，使電壓輸出快速進(jìn)入穩(wěn)定期，對提高信號輸出質(zhì)量將有很好的提升。
與圖1不同的是圖2將內(nèi)補光源5放在左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4的下方，也就是左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4下強上弱，左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4下面兩個光敏電阻強電阻小，上面兩個光敏電阻電阻大。這種有選擇的補光，有時會提高人通過監(jiān)視區(qū)時，引起的左檢測光敏電阻對3或右檢測光敏電阻對4的電壓輸出幅度。
圖3是一個結(jié)構(gòu)圖說明，殼體7內(nèi)有光敏電阻陣列2，光敏電阻陣列2由左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻4一左一右構(gòu)成，內(nèi)補光源5位于其中間；左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻4位于法線8的兩側(cè)對稱分布，左檢測光敏電阻對3用于檢測右監(jiān)視區(qū)10通過的移動物，右檢測光敏電阻對4用于檢測左監(jiān)視區(qū)9通過的移動物；左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻4都在成像頭的成像面上。殼體7使外界光不得從其它地方進(jìn)入成像面，只能從殼體7前面窗口處的成像鏡頭1進(jìn)入。殼體7兩側(cè)有兩只LED組成的外補光源6，左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4信號的檢測和控制，外補光源6和內(nèi)補光源5的工作由殼體7后面的控制電路11中的mcu控制。
圖4是控制電路11的電路原理圖，左檢測光敏電阻對3和右檢測光敏電阻對4分別由光敏電阻R1、R2和光敏電阻R3、R4串聯(lián)連接，光敏電阻R1、R2和光敏電阻R3、R4的一端接電源正端，另一端由mcu的IO1控制，光敏電阻R1、R2和光敏電阻R3、R4串聯(lián)連接點分別接mcu的IN1和IN2，IN1和IN2是帶有a/d的輸入口。限流電阻R5和LED(L3)串聯(lián)連接構(gòu)成內(nèi)補光源5的電路，限流電阻R5和LED(L3)串聯(lián)連接后的一端接電源正端，另一端接mcu的IO2控制。限流電阻R5的值是100k到300k，限流電阻R5的值取決于兩方面，一方面是使內(nèi)補光時光敏電阻R1、R2和光敏電阻R3、R4的值在監(jiān)視區(qū)處于暗環(huán)境時保持在100-200兆歐之間，另一方面內(nèi)補光時通過限流電阻R5的電流很小，在1-10ua，在用電池供電時電流越小越好這是很重要的。
外補光源6由三極管、限流電阻R6和R7、兩只LED(L1\L2)構(gòu)成。限流電阻R6一端接三極管基極，另一端與mcu的IO3連接，三極管發(fā)射極接地，三極管集電極同時與兩只LED(L1/L2)的負(fù)端電連接，兩只LED(L1\L2)的正端通過限流電阻R7后與電源正端電連接。光敏電阻R1、R2和光敏電阻R3、R4在成像鏡頭1的成像面上。
權(quán)利要求
1.一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，包括成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列、殼體，成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在殼體內(nèi)，其特征是包括一個成像鏡頭成像一側(cè)的內(nèi)補光源，用于向成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列提供一個預(yù)置光，使成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在暗環(huán)境下的電阻值保持在外補光源進(jìn)入時容易補激活的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的在暗環(huán)境下的光敏電阻陣列的電阻值保持在幾十兆歐到上百兆歐，其最佳值在100-200兆歐之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的暗環(huán)境是指監(jiān)視區(qū)光強小于1LAX以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的內(nèi)補光源是LED，LED通過與一限流電阻串聯(lián)連接，連接的一端與一控制端電連接，另一端與電源端電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的外補光源包括三極管驅(qū)動電路、限流電阻、LED，限流電阻、LED串聯(lián)連接在三極管驅(qū)動電路的集電極回路中，三極管驅(qū)動電路的基極受控制電路控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的光敏電阻陣列由4個光敏電阻組成，右邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成左邊影像變化檢測點；左邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成右邊影像變化檢測點，內(nèi)補光源固定在4個光敏電阻的中間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是所述的光敏電阻陣列由4個光敏電阻組成，右邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成左邊影像變化檢測點；左邊兩個串聯(lián)連接，其中的連接點構(gòu)成右邊影像變化檢測點，內(nèi)補光源在4個光敏電阻的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是限流電阻R5的值在100k到300k之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，其特征是限流電阻R5的電流在1-10ua。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于方向檢測的傳感器，特別是光敏電阻用于方向傳感的方法，確切的說是一種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，包括成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列、殼體，成像鏡頭、成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在殼體內(nèi)，其特征是包括一個成像鏡頭成像一側(cè)的內(nèi)補光源，用于向成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列提供一個預(yù)置光，使成像鏡頭成像一側(cè)的光敏電阻陣列在暗環(huán)境下的電阻值保持在外補光源進(jìn)入時容易補激活的狀態(tài)。這種提高光敏電阻用于方向傳感響應(yīng)速度的方法，以便克服本發(fā)明人已向國家專利局提交的《移動目標(biāo)方向檢測傳感器》中存在的響應(yīng)速度慢的問題。
文檔編號G08B13/189GK1760924SQ20051009605
公開日2006年4月19日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者劉珉愷 申請人:西安美太信息有限公司