[发明专利]改进的占用传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境光和稳靠的运动探测传感器，并且更为具体地，本发明涉及一种使用兼作光接收器的发光二级管阵列的集成的稳靠的占用传感器，该占用传感器具有改进的环境光感测和占用感测能力。

背景技术

已经通过使用超声波装置或被动/无源红外接收器制造出占用传感器。这些传感器不是非常稳靠，并且需要进行调整。超声波传感器消耗能量而被动红外传感器会受到若干外部媒介的扰乱。

也可使用摄像机来探测人/车辆的存在，但是摄像机具有以下问题。

a）较小光探测能力，从而需要外部照明，因而消耗电力/功率。不需要外部照明的IR摄像机非常昂贵。

b）较低/小视场

c）形式因素上无灵活性。

建筑照明系统可以由根据房间内的占用者的存在而将照明器启动为开或关状态的电子系统、以及由根据可包括自然光和人造光在内的所存在的环境光的量调节照明器光级别的系统来控制。

根据房间内的占用者的存在而将照明器启动为开或关状态的系统通常需要占用传感器来探测房间内的一人或多人的存在。两种最常用的类型的占用传感器为被动红外探测器和超声波收发器。

被动红外探测器对例如人体这样的暖和对象/物体敏感，人体以6至10微米之间的远程红外光谱辐射其大部分的热能。探测器对其接收的远红外光的量的突然变化敏感，并且随着其温度发生千分之几度的变化而产生小电压。一旦达到热平衡，则探测器不再产生任何电信号。通过使用透镜阵列，探测器的灵敏度划分于若干个区域。移动横穿探测器的视场的人将横穿一个或多个这些区域，从而随着人从一个区域移动至另一区域而接收到的热能的量的变化将产生能够被探测到的变化的电压。

这种类型的传感器的一个缺点是，人必须移动以便可靠地被探测。如果占用者相对不动地坐着或站立数分钟，则被动红外占用传感器不能够探测到占用者的存在，并且在房间内没有别的人的情况下占用传感器可能会关闭照明器。这种类型的传感器的另一缺点是，通常使用的塑料菲涅耳透镜阵列相对较大，通常直径至少为15mm。这是由于在远红外区中通透的唯一的常见的塑料材料是聚乙烯。聚乙烯是相对柔软的塑料，这使得难以将小尺寸的特征模制至聚乙烯的表面上。这种类型的传感器的另一缺点是，由透镜阵列形成的图像交叠，从而减小各单个图像的对比度。因此，并没有实现将传感器视场分离成区域/多个区域。

这种传感器的其他缺点包括：该传感器对环境空气温度中的热流以及其他突然变化、声音扰乱和射频干扰非常敏感。因此，通过将传感器放置为过于靠近房间内的换气孔、通过机械振动和响亮的声音，或者通过由建筑照明系统控制中使用的电力电子器件所产生的瞬态RFI信号，照明器可能会发生误触发。此外，被动红外探测器在使用于建筑占用传感器中时具有大约二十英尺（六米）的有效范围。这是由于，对于大于二十英尺的距离而言，由人体辐射的热能的量不足以相对于来自房间内的其他表面的背景热辐射而被可靠地探测到。

另一最常见的类型的占用传感器为超声波收发器。超声波收发器由发出高频声音脉冲串的超声波发射器和监听附近表面的回声的超声波接收器组成。如果人或其他对象在这些脉冲串之间移动，则回声的强度和持续时间将改变。

超声波收发器的缺点是，房间内的多个超声波收发器会干扰彼此的操作。这是由于，没有从其他单元所发出的那些脉冲串中区分出来自发射的超声波脉冲串的回声的简易手段。由于来自邻近空间例如走廊以及房间内的多个反射的超声波回声，超声波探测器还可能会不经意地探测房间内它们预期视场外的运动。超声波探测器的另一问题是，需要大而笨重的接收角，从而把视场限制于具体角度。

鉴于这些限制，一些占用传感器制造商进来已经转而使用复杂且相对昂贵的数字信号处理器，数字信号处理器被编程为分析接收的超声波回声系列并过滤掉背景噪声。他们和其他制造商还提供包括被动红外探测器和超声波收发器两者在内的组合占用传感器。这些装置仅仅在两种传感器均探测到它们各自的视场内的运动的情况下才产生输出，输出通常为低电压信号或机电式继电器闭合。

根据存在的环境光的量调节照明器光级别的系统需要光传感器监测存在于房间内的环境光。存在两种类型的常用的环境光传感器。

一种类型的环境光传感器为光敏/光依赖电阻器。这种类型传感器由硫化镉的薄膜或其电阻关于入射在其上的光的量而变化的类似材料的薄膜构造而成。光敏电阻器的光谱灵敏度紧密地匹配人视觉系统的光谱灵敏度。光敏电阻器最常作为日光传感器使用于户外运动探测器中来确保安全照明器不在白天时间被启动。