本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，特別是涉及一種基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前對于人體動作的感應通?？梢圆捎脽後岆娂t外傳感器(Passive Infrared Ray，PIR)和菲涅爾透鏡相組合的方式，菲涅爾透鏡具有特殊的光學原理，其可以在熱釋電紅外傳感器前方產(chǎn)生一個交替變化的可見區(qū)和盲區(qū)(可見區(qū)是指光線可以穿過透鏡的區(qū)域，盲區(qū)是指光線不能穿過透鏡的區(qū)域)。當有人在透鏡前移動時，人體發(fā)出的紅外線就會不斷的在可見區(qū)和盲區(qū)之間交替，從而使熱釋電紅外傳感器接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入到熱釋電紅外傳感器，進而熱釋電紅外傳感器可以感應到移動的人體。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的熱釋電紅外傳感器產(chǎn)品普遍存在感應范圍小、感應動作不靈敏等問題。即使是少量的具有高靈敏度的同類產(chǎn)品，卻存在價格高昂的問題。因此，研發(fā)一種熱釋電紅外傳感器裝置以達到熱釋電紅外傳感器產(chǎn)品在感應距離、感應靈敏度以及產(chǎn)品成本方面的平衡很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置及系統(tǒng)。

依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置，其特征在于，包括聚焦組件和至少兩個熱釋電紅外傳感器，其中，

所述聚焦組件包括至少兩個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部，所述聚焦組件沿其中心軸旋轉(zhuǎn)對稱，在逐漸遠離所述中心軸的方向上，任意一個弧形曲面結(jié)構(gòu)部的底端所在平面和與所述聚焦組件的中心軸相垂直的平面之間形成夾角；

每個弧形曲面結(jié)構(gòu)部對應一個聚焦點，所述至少兩個熱釋電紅外傳感器分別設置于各聚焦點上，所述聚焦組件用于將外部的紅外信號聚焦到各熱釋電紅外傳感器上；

所述至少兩個熱釋電紅外傳感器，用于在任意一個熱釋電紅外傳感器接收到變化的紅外信號時，將所述變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，進而利用所述電壓信號控制照明燈具的開關(guān)狀態(tài)。

可選地，所述聚焦組件還用于將所述至少兩個熱釋電紅外傳感器能夠檢測到的檢測區(qū)域分成多個交替排布的可見區(qū)和盲區(qū)，以在所述檢測區(qū)域中存在移動物體時，使得所述移動物體產(chǎn)生的紅外信號不斷切換于所述多個交替排布的可見區(qū)和盲區(qū)之間，從而產(chǎn)生所述變化的紅外信號。

可選地，所述至少兩個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部一體成型。

可選地，所述弧形曲面結(jié)構(gòu)部包括多個依次相鄰連接的凸透鏡或者多個依次相鄰連接的菲涅爾透鏡。

可選地，所述夾角的范圍大于0度小于45度或者大于-45度小于0度。

可選地，所述夾角為6.6度和-6.6度。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種基于熱釋電紅外傳感器的照明控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

照明燈具和如上文所述的熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置，其中，

所述熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置中的熱釋電紅外傳感器與所述照明燈具電性連接，所述熱釋電紅外傳感器用于在接收到變化的紅外信號時，將所述變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并利用所述電壓信號控制所述照明燈具的開關(guān)狀態(tài)。

可選地，若所述熱釋電紅外傳感器接收到所述變化的紅外信號，并將所述變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號時，所述熱釋電紅外傳感器利用所述電壓信號控制所述照明燈具處于通電狀態(tài)，實現(xiàn)對所述照明燈具的開啟。

在本發(fā)明實施例中，通過將聚焦組件與該聚焦組件的中心軸之間設計形成一定的夾角，從而可以使安裝在各聚焦點上的各個熱釋電紅外傳感器的探測區(qū)域之間形成重疊區(qū)，在各個重疊區(qū)中熱釋電紅外傳感器的探測點分布更加密集，使得熱釋電紅外傳感器可以感應到探測區(qū)中很小的動作幅度，有效地提高了熱釋電紅外傳感器的感應靈敏度。進一步地，本發(fā)明實施例通過將聚焦組件設計成包括至少兩個聚焦點，并將至少兩個熱釋電紅外傳感器分別設置在各個聚焦點上，從而可以使基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置能夠感應到較大范圍內(nèi)的紅外信號，進而增大了感應外界紅外線的區(qū)域面積。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚焦組件的一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)圖1所示實施例的聚焦組件的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了根據(jù)圖3所示的基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的剖視圖；

圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚焦元件的一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b示出了根據(jù)圖5a所示實施例的聚焦元件的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6a示出了現(xiàn)有技術(shù)中的菲涅爾透鏡將外部紅外線折射到熱釋電紅外傳感器上的示意圖；

圖6b示出了根據(jù)圖6a所示熱釋電紅外傳感器對外部紅外線的水平感應范圍的示意圖；

圖6c示出了根據(jù)圖6a所示熱釋電紅外傳感器對外部紅外線的垂直感應范圍的示意圖；

圖7a、圖7c和圖7e分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聚焦組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7b、圖7d和圖7f分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的熱釋電紅外傳感器的感應密度圖；

圖8a至圖8c分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的聚焦組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8d至圖8f分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的熱釋電紅外傳感器的感應密度圖；

圖9a至圖9c分別示出了根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的聚焦組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9d至圖9f分別示出了根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的熱釋電紅外傳感器的感應密度圖；

圖10a至圖10d分別示出了根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的熱釋電紅外傳感器的感應密度圖；

圖11a至圖11d分別示出了根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的熱釋電紅外傳感器的感應密度圖；以及

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于熱釋電紅外傳感器的照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置，該裝置包括聚焦組件和至少兩個熱釋電紅外傳感器，該裝置可以安裝并應用在會議室、樓道等場所的頂部。參見圖1和圖2，聚焦組件13包括至少兩個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部131(圖1和圖2中所示的聚焦組件13中包括四個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部131)，聚焦組件13沿其中心軸旋轉(zhuǎn)對稱，在逐漸遠離中心軸的方向上，任意一個弧形曲面結(jié)構(gòu)部131的底端所在平面和與聚焦組件13的中心軸相垂直的平面之間形成夾角。其中，至少兩個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部131一體成型。

每個弧形曲面結(jié)構(gòu)部131對應一個聚焦點，至少兩個熱釋電紅外傳感器(圖1和圖2中均未示出)分別設置于各聚焦點上，聚焦組件13用于將外部的紅外信號聚焦到各熱釋電紅外傳感器上。至少兩個熱釋電紅外傳感器，用于在任意一個熱釋電紅外傳感器接收到變化的紅外信號時，將變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，進而利用電壓信號控制照明燈具的開關(guān)狀態(tài)。

在本發(fā)明實施例中，聚焦組件13與該聚焦組件13的中心軸傾斜并形成一定的夾角，通過確定聚焦組件13的各個聚焦點的位置，并將各個熱釋電紅外傳感器安裝在各個聚焦點上，從而使得各個熱釋電紅外傳感器與聚焦組件13的中心軸也形成一定的夾角，進而各個熱釋電紅外傳感器的探測區(qū)域之間可以形成重疊區(qū)，在各個重疊區(qū)中熱釋電紅外傳感器的探測點分布更加密集，熱釋電紅外傳感器可以感應到探測區(qū)中很小的動作幅度，有效地提高了熱釋電紅外傳感器的感應靈敏度。

在本發(fā)明一實施例中，所述聚焦組件13還用于將至少兩個熱釋電紅外傳感器能夠檢測到的檢測區(qū)域分成多個交替排布的可見區(qū)和盲區(qū)，以在檢測區(qū)域中存在移動物體時，使得移動物體產(chǎn)生的紅外信號不斷切換于多個交替排布的可見區(qū)和盲區(qū)之間，從而產(chǎn)生變化的紅外信號。

繼續(xù)參見圖1和圖2，在本發(fā)明一實施例中，聚焦組件13相對中心軸形成的夾角范圍可以是大于0度小于45度，也可以是大于-45度小于0度。例如，在該角度范圍內(nèi)可以優(yōu)選6.6度或者-6.6度的夾角，當聚焦組件13相對中心軸形成的夾角的度數(shù)為6.6度或-6.6度時，位于聚焦組件13各個聚焦點上的熱釋電紅外傳感器12對紅外線的感應靈敏度較好，另外，本發(fā)明實施例對聚焦組件13相對中心軸形成的夾角的度數(shù)大小不做限定。

本發(fā)明一實施例中，弧形曲面結(jié)構(gòu)部131可以為多個依次相鄰連接的凸透鏡，也可以為多個依次相鄰連接的菲涅爾透鏡，本發(fā)明實施例對弧形曲面結(jié)構(gòu)部131采用的具體透鏡類型不做限定。

本發(fā)明另一實施例中，圖1和圖2中的聚焦組件11包括的至少兩個依次相鄰連接的弧形曲面結(jié)構(gòu)部131還可以替換為如圖3和圖4中所示的聚焦組件11中包含的至少兩個聚焦元件111(圖3和圖4中包括四個聚焦元件111)，每個聚焦元件111的形狀結(jié)構(gòu)具體參見圖5a和圖5b所示的不同角度的聚焦元件111的示意圖。下面對該實施例進行詳細介紹。

參見圖3和圖4，基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置1中的聚焦組件11包括至少兩個聚焦元件111。至少兩個聚焦元件111沿聚焦組件11的中心軸圓周陣列，聚焦組件11沿其中心軸旋轉(zhuǎn)對稱，在逐漸遠離中心軸的方向上，任意一個聚焦元件111的底端所在平面和與聚焦組件11的中心軸相垂直的平面之間形成夾角。

在該實施例中，聚焦元件111為半球形結(jié)構(gòu)，每個聚焦元件111對應一個聚焦點，至少兩個熱釋電紅外傳感器12分別設置于各聚焦點上，聚焦組件11用于將外部的紅外信號聚焦到各熱釋電紅外傳感器12上。至少兩個熱釋電紅外傳感器12用于在任意一個熱釋電紅外傳感器12接收到變化的紅外信號時，將變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，進而利用電壓信號控制照明燈具的開關(guān)狀態(tài)。

當然，聚焦元件111還可以是其他的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明實施例對此不做具體限定。在該實施例中，聚焦元件111可以為多個依次相鄰連接的凸透鏡，也可以為多個依次相鄰連接的菲涅爾透鏡，本發(fā)明實施例對聚焦元件111采用的具體透鏡類型不做限定。

下面，對菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)和功能進行具體介紹。

菲涅爾透鏡是由法國光物理學家FRESNEL發(fā)明的，其采用電鍍模具工藝和PE(polyethylene，聚乙烯)材料壓制而成。菲涅爾透鏡的鏡片厚度一般可以為0.5mm，在其表面從中心到四周刻錄了一圈圈由小到大、由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。若由同心圓構(gòu)成的圓環(huán)線多而密，菲涅爾透鏡的感應角度大，焦距遠；若圓環(huán)線刻錄的深，菲涅爾透鏡的感應距離遠，焦距近。紅外光線距圓環(huán)線的距離越近，透過菲涅爾透鏡的光線越集中且光線越強。

菲涅爾透鏡上處于同一行的圓環(huán)線可以形成一個垂直感應區(qū)，每個圓環(huán)線之間形成一個水平感應段，若菲涅爾透鏡的垂直感應區(qū)越多，其垂直感應角度越大；菲涅爾透鏡的鏡片越長，水平感應段越多，相應的其水平感應角度就越大。一個菲涅爾透鏡的區(qū)段數(shù)量越多，感應靈敏度越高，能夠感應到人體更小的移動幅度，相反，區(qū)段數(shù)量越少，感應靈敏度越低，僅可以感應到的人體較大的移動幅度。菲涅爾透鏡各個垂直感應區(qū)之間，以及各個水平感應段之間形成了盲區(qū)，但是不同感應區(qū)的同心圓之間互相交錯，從而可以減少各個區(qū)段之間的盲區(qū)。由于菲涅爾透鏡會受到紅外探頭視場角度的制約，因此其垂直和水平感應角度有限，鏡片面積也會受到一定的限制。菲涅爾透鏡從外觀上可以分為長方形、正方形以及圓形，從功能可以分為單區(qū)多段、雙區(qū)多段、多區(qū)多段。

另外，菲涅爾透鏡的作用主要有兩個，一個作用是可以實現(xiàn)聚焦，即可以將紅外信號折射或者反射到熱釋電紅外傳感器上，另一個作用是可以將熱釋電紅外傳感器的探測區(qū)域分為多個可見區(qū)和盲區(qū)。每款菲涅爾透鏡，都有一個聚焦點，只有讓熱釋電紅外傳感器處于聚焦點上，才能達到最佳的聚焦效果，從而使得基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的靈敏度達到最高。

參見圖6a，熱釋電紅外傳感器101安裝在菲涅爾透鏡102的聚焦點上，外部紅外信息號(紅外線103)透過菲涅爾透鏡102折射到熱釋電紅外傳感器101上。圖6b為熱釋電紅外傳感器對紅外信號的水平感應范圍示意圖，圖6c為熱釋電紅外傳感器對紅外信號的垂直感應范圍示意圖，圖6c中所示的垂直感應范圍為10米。

下面以聚焦組件11包括沿其中心軸圓周陣列的四個聚焦元件111為例，介紹不同參數(shù)對基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的靈敏度的影響程度，其中，熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度越大，裝置的靈敏度越高。

參數(shù)一、聚焦元件間的偏移距離

圖7a為聚焦組件11四個聚焦元件111的陣列示意圖，圖7b是安裝在圖7a所示的各個聚焦元件131的聚焦點上的熱釋電紅外傳感器(圖7a中未示出)對紅外線的感應密度圖。

圖7c為在圖7a所示的四個聚焦元件111的陣列結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，各個聚焦元件111之間的水平距離增大10mm后的陣列示意圖，圖7d是安裝在圖7c所示的各個聚焦元件111的聚焦點上的熱釋電紅外傳感器(圖7c中未示出)對紅外線的感應密度圖。

圖7e為在圖7a所示的四個聚焦元件111的陣列結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，各個聚焦元件111之間的水平距離增大100mm后的陣列示意圖，圖7f是安裝在圖7e所示的各個聚焦元件111的聚焦點上的熱釋電紅外傳感器(圖7e中未示出)對紅外線的感應密度圖。

參數(shù)二、聚焦元件間的偏移角度

圖8a至圖8c所示的各個聚焦組件11中，垂直于聚焦組件11的中心軸的平面和與各個聚焦元件111底部所在平面之間的夾角分別為4.6度、6.6度以及31度，圖8d至圖8f中所示內(nèi)容為分別安裝在圖8a至圖8c中所示的各個聚焦元件111的聚焦點上的熱釋電紅外傳感器(圖8a至圖8c中均未示出)對紅外線的感應密度圖。

參數(shù)三、聚焦元件的偏移方向

圖9a至圖9c所示的各個聚焦組件11中，垂直于聚焦組件11的中心軸的平面和各個聚焦元件111底部所在平面之間的夾角分別為-4.6度、-6.6度以及-31度，圖9a至圖9c中的夾角與圖8a至圖8c中夾角的偏移方向相反)，圖9d至圖9f中所示的內(nèi)容是分別安裝在圖9a至圖9c所示的各個聚焦元件111的聚焦點上的熱釋電紅外傳感器(圖9a、圖9b以及圖9c中均未示出)對紅外線的感應密度圖。

參數(shù)四、熱釋電紅外傳感器的芯片相對聚焦元件的聚焦點的位置(選取芯片數(shù)量為2芯片的熱釋電紅外傳感器)

當與聚焦組件的中心軸垂直的平面和各個聚焦元件底部所在平面之間的夾角分別為4.6度和6.6度時，若熱釋電紅外傳感器中的任意一個芯片位于一個聚焦元件的聚焦點，則該熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度圖分別如圖10a和圖10b中所示；若熱釋電紅外傳感器的另一個芯片位于一個聚焦元件的聚焦點時，則該熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度圖分別如圖10c和圖10d中所示。

參數(shù)五、熱釋電紅外傳感器的芯片數(shù)量

當與聚焦組件的中心軸垂直的平面和各個聚焦元件底部所在平面之間的夾角分別為4.6度和6.6度時，若熱釋電紅外傳感器的芯片數(shù)量為2個，則熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度圖分別如圖11a和圖11b中所示，若熱釋電紅外傳感器的芯片數(shù)量為4個，則熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度圖分別如圖11c和圖11d中所示。

綜上分析，聚焦元件間的偏移距離、聚焦元件的偏移方向以及熱釋電紅外傳感器的芯片相對聚焦元件的聚焦點的位置，對熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度沒有較大的影響，即對基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的靈敏度沒有較大的影響。

而聚焦元件間的偏移角度和熱釋電紅外傳感器的芯片數(shù)量，對熱釋電紅外傳感器對紅外線的感應密度有較大影響，即對基于熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置的靈敏度有較大影響。當與聚焦組件的中心軸垂直的平面和各個聚焦元件底部所在平面之間的夾角一定時，熱釋電紅外傳感器的芯片數(shù)量越多，其對紅外線的感應密度越大。

本發(fā)明實施例還提供了一種基于熱釋電紅外傳感器的照明控制系統(tǒng)，參見圖12，該基于熱釋電紅外傳感器的照明控制系統(tǒng)2包括照明燈具21和由如圖1、圖2中所示的聚焦組件13構(gòu)成的熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置22。其中，熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置22中的熱釋電紅外傳感器(圖12中未示出)與照明燈具21電性連接，熱釋電紅外傳感器用于在接收到變化的紅外信號時，將變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并利用電壓信號控制照明燈具21的開關(guān)狀態(tài)。

在本發(fā)明一實施例中，若熱釋電紅外傳感器接收到變化的紅外信號，并將變化的紅外信號轉(zhuǎn)換成電壓信號時，熱釋電紅外傳感器利用電壓信號控制照明燈具21處于通電狀態(tài)，實現(xiàn)對照明燈具21的開啟。

在本發(fā)明另一實施例中，熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置還可以是圖3和圖4中所示的熱釋電紅外傳感器的照明控制裝置1。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。