光照角度和强度的追踪装置及车辆的制作方法

1.本发明属于光照追踪技术领域，具体涉及一种光照角度和强度的追踪装置及车辆。


背景技术：

2.车辆行驶过程中，太阳照射的光线会通过玻璃射入车内，驾驶员的视线在光线的照射下可能会干扰驾驶员的视线，因此可以在车内设置遮光板遮光，避免光线直射如眼睛。通过太阳光照角度和强度的追踪装置调整来自动调整遮光板的角度，及可以保证驾驶员的视线还可以避免太阳光的干扰。
3.现有技术中，太阳光照角度的追踪装置的检测精度低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种光照角度和强度的追踪装置及车辆，能够实时追踪光照角度和强度，且追踪精度高。
5.本发明的技术方案为：
6.一方面，本发明提供了一种光照角度和强度的追踪装置，所述追踪装置包括：
7.光敏组件，包括多个光敏件，所述光敏件设有光敏面，多个所述光敏面呈半凹球分布遮光件，
8.具有设于所述半凹球的球心的遮光部。
9.在一些实施例中，所述遮光部为球形。
10.在一些实施例中，所述遮光部的直径与所述半凹球的直径之比为1～8：10。
11.在一些实施例中，所述遮光部的直径为3-25mm；所述半凹球的直径为30-150mm。
12.在一些实施例中，所述光敏件的光敏面的尺寸与所述遮光球的直径比为9～13:10。
13.在一些实施例中，所述光敏面的尺寸为3-25mm。
14.在一些实施例中，所述遮光件包括本体和所述遮光部，所述遮光部设于所述本体的中部，所述本体为透镜。
15.在一些实施例中，所述遮光件和/或所述光敏件的光敏面具有消光层。
16.在一些实施例中，所述追踪装置包括固定件，所述光敏件连接于所述固定件；所述透镜的外周伸出于所述半凹球的边沿外。
17.第二方面，本发明提供了一种车辆，包括：
18.车体；
19.前述的追踪装置，连接于所述车体。
20.本发明的有益效果至少包括：
21.本发明所提供的光照角度和强度的追踪装置包括光敏组件和遮光件，光敏组件包括多个光敏件，光敏件设有光敏面，多个光敏面呈半凹球分布；遮光件具有设于半凹球的球
心的遮光部。该追踪装置工作时，相对于光敏件，遮光件靠近太阳，太阳发射的平行光线照射到遮光件，然后再射向半凹球内的光敏面，照射到遮光部的部分会在半凹球的内部产生阴影，落在某个光敏件的光敏面上，照射到除去遮光部的其他部分的平行光会照射至半凹球的内部，这样照射到平行光的光敏件的电阻值降低，所通过的电流较大，根据电流的大小来获得光照的强度；比较所有的光敏件的电流值，电流值最小的光敏件就是阴影所在的光敏件，根据比较结果，获得阴影所在光敏件的位置，根据该光敏件的位置信息可以计算得到光照角度。由于光敏件的光敏面呈半凹球形布置，遮光部位于半凹球的球心，因此，无论太阳照射的平行光角度如何变化，遮光部与每个光敏件的光敏面的距离是相等的，相对于现有技术中光敏面呈现一个平面布置，本技术的遮光部在光敏面上形成的阴影更清晰，即使在早上或者下午光照角度非常大的时候，阴影边界仍很明显，不易虚化，阴影所在的光敏件可以准确的反馈出现电流强度小的信号，从而提供了精确的光照角度和强度数据。
附图说明
22.图1示出了实施例一的光照角度和强度的追踪装置的结构示意图；
23.附图标记说明：
24.1-平行光线，2-遮光件，21-遮光部；3-光敏组件；4-阴影。
具体实施方式
25.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。
26.光照角度和强度追踪装置多是设置一个具有腔室的壳体，壳体上设置一个与腔室连通的太阳光入射孔，壳体内还设有沿水平方向布置的光敏电阻组件，太阳光通过入射孔射入壳体内的光敏电阻组件上，光敏电阻组件将光照强度信号转换为电阻信号，根据电阻信号获得光照强度的大小，根据获得光照强度信号的光敏电阻组件的位置来获得光照的角度，在早晨或者下午，太阳刚升起或者下山时，光线拉长，平行光通过入射孔照射到光敏电阻组件上的光斑模糊，产生不同程度的衍射光斑影像，这使得出现光斑的光敏电阻与其他光敏电阻的电流信号区别不大；并且平行光斜着从入射孔进入，照射在光敏电阻组件上的光斑不再是圆形而是椭圆形，使得光斑落在多个光敏电阻组件上，导致光照角度和光照强度的追踪精度变差。
27.为了解决上述的技术问题，本技术实施例提供了一种光照角度和强度的追踪装置及车辆。
28.实施例一
29.本技术实施例提供了一种光照角度和强度的追踪装置，可以用于车内，具体可以设置于挡风玻璃上，当然也可以置于车外，该追踪装置可以接收太阳的平行光，并追踪到精确的光照角度和强度。
30.请参阅图1，本技术实施例提供的光照角度和强度的追踪装置包括光敏组件3和遮光件2，光敏组件3包括多个光敏件，光敏件设有光敏面，多个光敏面呈半凹球分布；遮光件2具有设于半凹球的球心的遮光部21。光敏件是一种半导体光敏器件，对光线十分敏感，可以根据接收到的光线强度反馈信号。例如，光敏件可以采用光敏电阻，光敏电阻接收到的光照
强度与电阻值之间存在对应关系，光照强度越强，阻值就越低，在无光照时，呈高阻状态，因此在光敏件两端电压不变的情况下，光照越强，光敏件的电阻值越低，电流就越大，光照越弱，光敏件的电阻值越高，电流就越小，从而可以获知光照强度；光敏件的光敏面的形状为圆形，或椭圆形，或矩形，形状不作限制，多个光敏件的光敏面可以贴紧布置，形成封闭的凹球形内壁。遮光件2的遮光部21可以使得太阳发射的平行光1在半凹球形的球面内形成阴影4，这样有阴影4的光敏面对应的光敏件的电阻值获得光照强度弱，电阻值高，产生的电流强度小，根据该电流强度小的光敏件的位置就可以获知此时的光照角度，从而可以根据该角度调整遮光板的角度和位置。半凹球形的尺寸可以为二分之一球，也可以小于二分之一球，为了提高光照角度的追踪范围，半凹球的纯可以大于三分之一球小于二分之一球。
31.该追踪装置工作时，相对于光敏件，遮光件2靠近太阳，太阳发射的平行光1照射到遮光件2，然后再射向半凹球内的光敏面，照射到遮光部21的部分会在半凹球的内部产生阴影4，落在某个光敏件的光敏面上，照射到除去遮光部21的其他部分的平行光1会照射至半凹球的内部，这样照射到平行光1的光敏件的电阻值降低，所通过的电流较大，根据电流的大小来获得光照的强度；比较所有的光敏件的电流值，电流值最小的光敏件就是阴影4所在的光敏件，根据比较结果，获得阴影4所在光敏件的位置，根据该光敏件的位置信息可以计算得到光照角度。由于光敏件的光敏面呈半凹球形布置，遮光部21位于半凹球的球心，因此，无论太阳照射的平行光1角度如何变化，遮光部21与每个光敏件的光敏面的距离是相等的，从而使得遮光部21在光敏面上形成的阴影4更清晰，即使在早上或者下午光照角度非常大的时候，阴影4边界仍很明显，不易虚化，阴影4所在的光敏件可以准确的反馈出现电流强度小的信号，从而提高了精确的光照角度和强度。
32.在一些实施例中，遮光部21为球形，太阳的平行光1的光照角度无论发生何种变化，球形的遮光部21在半凹球的内部形成的阴影4始终为圆形，且不易发生衍射，阴影4边界更为清晰。遮光部21可以为黑色，遮光效果好，在其他实施例中，遮光部21还可以使用不透光或者透光效果不好的红色、绿色、蓝色等颜色，更加美观。
33.在一些实施例中，遮光部21的直径与半凹球的直径之比为1～8：10，控制遮光部21的直径与半凹球的直径比值，使得遮光部21在半凹球的内部形成的阴影4边界清晰，获得更加准确的光照角度和强度的追踪结果。如果遮光部21的直径与半凹球的直径之比过大，半凹球的内部形成的阴影4过大，多个位置的光敏件电流过小，难以哪个光敏件为准确反应光照角度的光敏件，会导致光照角度追踪结果与实际偏差较大；如果遮光部21与半凹球的直径之比过小，一种情况为遮光部21的直径过小，那么在光敏件的光敏面上形成的阴影4过小，在光的散射作用下，该阴影4可能会被淡化，光敏件仍然具有较小的电阻，经过该光敏件的电流较大，所有的光敏件的电流信号区别不大，追踪装置追踪不到光照角度；另一种情况为半凹球的直径过大，这会使得整个的追踪装置的物理尺寸变大，占据车内的其他空间；如果该追踪装置设于前挡风玻璃或者后挡风玻璃上，还可能会妨碍司机的视线。
34.在一些实施例中，遮光部21的直径可以为3-25mm；半凹球的直径可以为30-150mm。遮光部21的直径控制为3-25mm，该尺寸不会过大，也不会过小，且能准确的追踪光照的角度和强度；如果遮光部21的直径过小，那么在光敏件的光敏面上形成的阴影4过小，在光的散射作用下，该阴影4可能会被淡化，光敏件仍然具有较小的电阻，经过该光敏件的电流较大，所有的光敏件的电流信号区别不大，追踪装置追踪不到光照角度；如果遮光部21的尺寸过
大，那么需要增加半凹球的尺寸，这样会使得整个的追踪装置的物理尺寸变大，占据车内的其他空间；如果该追踪装置设于前挡风玻璃或者后挡风玻璃上，还可能会妨碍司机的视线。半凹球的直径与遮光部21的直径相互匹配，半凹球的直径过大，会增加整个的追踪装置的物理尺寸，占据空间；半凹球的直径过小，相当于遮光部21与光敏面之间距离过小，会导致形成的阴影4会落在多个光敏件的光敏面上，多个位置的光敏件电流过小，难以哪个光敏件为准确反应光照角度的光敏件，会导致光照角度追踪结果与实际偏差较大。
35.在一些实施例中，光敏件的光敏面的尺寸与遮光球的直径比为8～13:10。光敏件之间是相互独立的，每个光敏件的电阻和电流互不影响，可以理解为多个光敏件并联连接，因此，发生了电流过小的光敏件的位置就是用于确定光照角度的位置，如果光敏件的光敏面的尺寸与遮光球的直径比过大，会导致阴影4落在某个光敏件的部分光敏面上，再在光散射的作用下，阴影4被淡化，这个光敏件的电流与其他的光敏件区别不大，在早上和傍晚光线不强的时候，甚至这个光敏件的电流与其他的光敏件没有区别，这样就无法检测出光照角度和强度；如果光敏件的光敏面的尺寸与遮光球的直径比过小，阴影4可能会同时落在几个光敏件的光敏面上，这样就难以确定到底选用哪个光敏件来计算光照角度，难以确定准确的光照角度。
36.在一些实施例中，光敏面的尺寸为3-25mm，光敏面的尺寸不宜过大，否则，难以确定选用光敏面上具体的哪个点来获取光照角度，光敏面的尺寸不宜过小，否则，可能会使得阴影4同时落在几个光敏件的光敏面上，这样就难以确定到底选用哪个光敏件来计算光照角度，难以确定准确的光照角度。
37.具体地，在一些实施例中，遮光件2包括本体和遮光部21，遮光部21设于本体的中部，本体为透镜，透镜可以使得太阳发射的平行光1透过除去遮光部21的部分照射到半凹球的内部，这样该装置的照射到光线的光敏件就会产生电流，根据电流的大小以确定光照光照强度；有阴影4的光敏件电流强度非常小，与有光照的光敏件的电流有很大的区别，根据电流非常小的光敏件的位置可以测算光照角度。透镜的选择以不阻碍光线的射入，且具有消光作用为宜。遮光部21可以嵌入本体中，遮光部也可以连接于本体靠近光敏组件3的一侧。
38.在一些实施例中，遮光件2和/或光敏件的光敏面具有消光层，这样太阳的平行光1在遮光部21的作用下在光敏面上形成的阴影4就会很明显，降低了光的散射带来的阴影4变淡的影响。消光层可以采用消光材料涂覆在凹球形的光敏面和/或遮光件2的两侧，消光材料是光学仪器上常用的一种材料，对可见-红外光谱段有强吸收，例如js-black coating 01系列光学用超黑消光涂层材料，消光材料的具体内容可以参考现有技术的公开，在此不作限定。
39.在一些实施例中，追踪装置还包括固定件，光敏件连接于固定件；透镜的外周伸出于半凹球的边沿外。固定件可以为碗状的固定板，用于固定光敏件，透镜的外周伸出于半凹球的边沿可以使得追踪装置内形成封闭腔，避免外界灰尘和杂物对封闭腔内污染。
40.另外，为了实现电流信号的接收和位置计算，在一些实施例中，追踪装置还可以包括控制器，控制器可以接收光敏件的电流信号，根据电流信号计算光照的角度和强度，进而调整遮光板的角度和位置。
41.本技术实施例提供的光照角度和强度的追踪装置的使用方法如下：
42.该追踪装置可以设于车内，连接于挡风玻璃上，遮光件2靠近挡风玻璃设置，太阳的平行光1通过挡风玻璃照射到遮光件2上，照射到遮光部21的部分会在半凹球的内部产生阴影4，落在某个光敏件的光敏面上，照射到除去遮光部21的其他部分的平行光1会透过遮光件2照射至半凹球的内部，这样照射到平行光1的光敏件的电阻值降低，所通过的电流较大，根据电流的大小来获得光照的强度；比较所有的光敏件的电流值，电流值最小的光敏件就是阴影4所在的光敏件，根据比较结果，获得阴影4所在光敏件的位置，根据该光敏件的位置信息可以计算得到光照角度。
43.本技术实施例提供的光照角度和强度的追踪装置，能够接收太阳的平行光1，并实时追踪到精确的光照角度和强度；该追踪装置结构简单，尺寸小，不占用空间；应用广泛。
44.实施例二
45.基于与实施例一相同的发明构思，本技术实施例提供了一种车辆，该车辆能够实时追踪到太阳的光照角度和强度，且追踪精度高，得出的角度和强度数据可以应用于车辆的自动遮光设备，例如为驾驶员遮光的遮光板，还可应用于自动防眩目设备、自动空调设备等与外界环境光相关联的设备，应用前景广泛。
46.本技术实施例提供的车辆，包括车体和实施例一的追踪装置，追踪装置连接于车体。
47.具体地，在一些实施例中，车体设有挡风玻璃，比如前挡风玻璃和后挡风玻璃，该追踪装置的遮光件2可以连接于前挡风玻璃和/或后挡风玻璃，优选地，追踪装置的遮光件2连接于前挡风玻璃。
48.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
49.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。