一种波段相对强度探测的光电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种波段相对强度探测的光电装置，包括最少一组波段选择单元、最少两组光电传感单元、电信号处理单元、信号反应单元、电源，所述波段选择单元位于入射光的一侧，最少一组光电传感单元位于波段选择单元出射光的一侧，电信号处理单元与光电传感单元电连接。本发明专利技术便于使用者及时了解所处环境中该波段组分是否超出或低于设定范围，以便调整或规避所处的光环境；同时为后续如报警器或光环境控制器提供信息，本发明专利技术器件体积小，集成度高，具有较高的可靠性，结构简单，配置灵活，适应范围广。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种波段相对强度探测的光电装置，包括最少一组波段选择单元、最少两组光电传感单元、电信号处理单元、信号反应单元、电源，所述波段选择单元位于入射光的一侧，最少一组光电传感单元位于波段选择单元出射光的一侧，电信号处理单元与光电传感单元电连接。本专利技术便于使用者及时了解所处环境中该波段组分是否超出或低于设定范围，以便调整或规避所处的光环境；同时为后续如报警器或光环境控制器提供信息，本专利技术器件体积小，集成度高，具有较高的可靠性，结构简单，配置灵活，适应范围广。【专利说明】一种波段相对强度探测的光电装置
本专利技术涉及光电技术，具体涉及光电传感器技术，特别是探测光谱中特定波段的 相对强度，以确定特定波段强度是否超出或低于设定值，并做出响应，提醒使用者避免进入 特定波段强度超标的环境中，减少可能的伤害，并改变所处的光环境。该装置可广泛用于日 常生活中检测蓝光、紫外光等有潜在危害的光谱检测，用于保护人体，特别是儿童以及特殊 光波段敏感人群远离这些伤害，也可以用于动植物生长的光环境控制。
技术介绍
以LED为代表的新一代节能照明技术日益受到各国政府和民间的关注。相比较传 统的光源，LED既能大幅降低能耗，又能减少传统节能灯中汞等有害物质带来的环境污染。 随着政府各项绿色照明政策的落实和LED产业链的完善所带来的成本降低，LED照明走进 普通民众家庭的步伐正在加快。但是在享受LED节能的同时，LED照明技术存在的一些问 题也更加引起人们的重视，这些问题包括LED照明中控制技术所带来光闪烁，富蓝光所带 来的隐患，如蓝光对眼睛以及特定人群产生的伤害、蓝光对名画颜色的破坏以及蓝光对人 体生物钟带来的影响。如果不能有效地解决这些问题或者甚至忽视这些问题的存在，将对 LED这一节能技术的推广使用带来一定的负面影响。 每一种光源都有存在特殊的光谱分布，即发光波长和发光强度的关系。图1同时 列出了目前几种主要的人工照明光源，白炽灯，荧光灯，以及刚开始进入照明领域的白光 LED。自然光最大的来源就是太阳，经过大气层的吸收和粉尘颗粒的散射之后，透过常规建 筑玻璃的光谱分布见图la。可以看出，自然光的最重要特点就是连续从短波长的蓝光到长 波长的红外光波谱分布，紫外光等波长较短能量较高大部分被大气层所吸收，尤其是在室 内经过建筑玻璃后，进一步被吸收。经过人类历史的长期进化，人类的眼睛和生物钟都适应 了这种光谱分布。白炽灯是最近这种分布的电光源，如图lb，其光谱分布一直受到人们的喜 爱，但是能源转换效率较低。目前大量使用的荧光灯虽然节能些，但由于含有污染物质汞而 促使人们寻求逐步替换的发光技术，比如LED。相比较白炽灯和荧光灯等传统光源，LED发 光的特点是电能转化效率高、单色性强即每一个LED发出的光谱都特别窄。常用的LED光源 即所谓白光LED是由蓝色LED加上黄色荧光粉制成的，蓝色LED发出的蓝光和其激发黄色 荧光粉所发出的黄光总和即我们眼睛所看到的白光，其光谱分布如图Id中所示。这种LED 光源光谱分布的一个最大特点是其高能量蓝光成分相对强度高，即富蓝光或者称之为蓝光 溢出，色温偏高，演色性也不好。照明中大量的高能量蓝光会对人和动物的眼底视神经细胞 带来不可修复的伤害，会导致青光眼等眼底疾病。如果这种富蓝光用于艺术照明，还会对油 画中的染料造成不可逆的变化，损害名画，欧洲的著名博物馆已经发现了这种伤害。另外， 蓝光所处的光波段是生物钟敏感波段，能影响人和动物的睡眠周期，长期使用打乱生物钟。 为了能使人们安全可靠放心地使用节能的LED技术，一方面努力降低LED照明中蓝光在整 个光谱中的相对强度，另一方面也需要一种快速简便可靠的方法提醒人们可能存在的蓝光 溢出。 目前蓝光溢出的主要方法还是通过实验室检测照明灯具发射光谱的方法来实现， 但这是费时费力，并需要专业设备和专业技术人员才能完成。而且这种方法只能测量少量 样品，其代表性存在疑问，样品没问题了不能说明大批量产品都没问题。另一方面，LED色 彩丰富的特点也给利用光谱提供了新的机会。在植物的从发芽到开花结果生长周期中，科 学家已经证实了对光谱的需求是不同的，比如才发芽阶段可能需要比较丰富的绿光，在开 花阶段依据花颜色的不同，可能需要补充不同颜色的光，这样有利于植物的健康快速生长。 这也需要能方便监测光谱组分，以给光环境控制提供可靠的数据。因此，一种快速简便可靠 低成本的特定光谱是否溢出或不足的检测装置不仅可以帮助人们避免潜在伤害，而且有利 于人们选择并放心使用合格的LED产品，充分发掘LED的特点和在特殊照明方面的应用潜 力，对LED产业的健康成长有着非常重要的促进作用。 本专利技术在研究LED光源特性基础上，结合光谱传感和电子控制技术，专利技术了一种 检测特定波长相对强度的探测装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种波段相对强度探测的光电装置，以便使用者及时了解所 处环境中该波段组分是否超出或低于设定范围，以便调整或规避所处的光环境；同时为后 续如报警器或光环境控制器提供信息。 为了达到上述目的，本专利技术有如下技术方案： 本专利技术的一种波段相对强度探测的光电装置，包括最少一组波段选择单元、最少 两组光电传感单元、电信号处理单元、信号反应单元、电源， 波段选择单元用于将要测量的波段从入射光中选择出来； 光电传感单元用于光信号转换为电信号，测量光谱强度； 电信号处理单元用于将由光电传感单元检出的电信号转换成能为后续器件使用 或识别的电信号； 电信号反应单元实现包括：强度信号显示，存储、对超过设定范围的信号进行报 警； 电源为波段选择单元、光电传感单元、电信号处理单元、电信号反应单元提供正常 工作所需的电能； 所述波段选择单元位于入射光的一侧，最少一组光电传感单元位于波段选择单元 出射光的一侧，电信号处理单元与光电传感单元电连接。 其中，所述波段选择单元包括光子晶体、带通滤波器、滤色片、晶体单色器、光栅单 色器或者棱栅单色器。 其中，至少一组光电传感单元得到波段强度信号，至少另一组或全部传感器得到 全光谱强度信号，这些信号经电信号处理单元得到波段相对强度信号。 其中，光电传感单元包括光电二极管，光电三极管，光敏电阻、光电倍增器、光电 池、CMOS、CCD、或者电荷注入传感器。 其中，光电传感单元包括单质基半导体光电传感器，如Si，Ge光电传感器，化合物 基半导体光电传感器，如GaAs，CdS，GaN光电传感器。 由于采取了以上技术方案，本专利技术有如下优点： 1)本专利技术采用波段选择单元可以简单地得到目标波段光谱信号。 2)本专利技术采用光电传感器作为探测单元可以使装置易于实现小型化。 3)本专利技术采用能发出声光电或机械振动作为信号反应单元，可以使用者及时直观 地感受到信号相对强度是否会在设定值范围之外。 4)本专利技术的光电装置结构简单，配置灵活，适应范围广。该装置既可以用于单波段 相对强度测定，也可以用于多波段相对强度测定。 【专利附图】【附图说明】 图la :自然光的光谱强度分布图； 图lb :白炽灯的光谱强度分布图； 图lc :荧光灯的光谱强度分布图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波段相对强度探测的光电装置，其特征在于：包括最少一组波段选择单元、最少两组光电传感单元、电信号处理单元、信号反应单元、电源，波段选择单元用于将要测量的波段从入射光中选择出来；光电传感单元用于光信号转换为电信号，测量光谱强度；电信号处理单元用于将由光电传感单元检出的电信号转换成能为后续器件使用或识别的电信号；电信号反应单元实现包括：强度信号显示，存储、对超过设定范围的信号进行报警；电源为波段选择单元、光电传感单元、电信号处理单元、电信号反应单元提供正常工作所需的电能；所述波段选择单元位于入射光的一侧，最少一组光电传感单元位于波段选择单元出射光的一侧，电信号处理单元与光电传感单元电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红超，刘知常，
申请(专利权)人：刘红超，
类型：发明
国别省市：上海;31