Большинство объектов (за исключением очень горячих) излучают электромагнитные волны только дальнего ИК спектрального диапазона Поэтому для работы рассматриваемой группы детекторов, как правило, необходим дополнительный источник света, освещающий объект Свет отражается от объекта в направлении фокусирующего устройства, входящего в состав детектора Источниками света могут быть солнечный свет или невидимый свет ближнего ИК диапазона от специальных излучателей Разработка детекторов, работающих в диапазоне видимого света, началось в 1932 году, когда радаров еще не было, а потребность обнаружения летающих объектов (аэропланов) уже появилась Один из первых детекторов аэропланов был реализован в виде фотокамеры, фокусирующая линза которой, выполненная из стекла, была направлена в небо Изображение летящего самолета фокусировалось на селеновый фотодетектор, реагирующий на изменение оптической контрастности образа неба Естественно, что такой детектор мог работать только в дневное время и при отсутствии облаков Такие ограничения явно не способствовали широкому распространению этих детекторов Другой тип детекторов движения, работающих в видимом спектральном диапазоне, был разработан для устройств контроля освещения в помещениях [5] и управления интерактивными игрушками [6]
Для отключения света в комнате при отсутствии в ней людей можно использовать детектор движения видимого диапазона (например, Motion Switch, выпускаемый Intermatic, Inc, IL) в комбинации с таймером и мощным бесконтактным реле Детектор работает, когда комната освещена Видимый свет переносит достаточно большую энергию, и поэтому может быть обнаружен при помощи фотогальванических элементов или фоторезисторов, обладающих довольно хорошей чувствительностью Поэтому оптическая система таких детекторов, как правило, значительно проще, чем в других оптоэлектронных датчиках В детекторе Motion Switch фокусирующее устройство реализовано в виде точечной линзы (рис 6 12В) Такая линза представляет собой крошечное отверстие в непрозрачной фольге Для предотвращения дифракции световых волн диаметр этого отверстия должен быть значительно больше самой длиной детектируемой длины волны На самом деле детектор Motion Switch имеет линзу с тремя отверстиями, апертура каждого из которых равна 0 2 мм (рис 6 12В) Такая линза теоретически обладает бесконечно большим диапазоном глубины фокусировки, что позволяет располагать фотодетектор на любом расстоянии от нее Как правило, это расстояние определяется исходя из максимального перемещения объекта и размеров используемого фоторезистора Применяемый фоторезистор имеет серпантинную конфигурацию
6 5 Оптоэлектронные детекторы движения 269
чувствительного элемента (рис. 6.12А). Он подключается к схеме, реагирующей только на переменную составляющую выходного сигнала. Когда комната освещена, датчик работает как миниатюрная фотокамера: изображение зоны обзора формируется на поверхности фоторезистора. Перемещение людей в комнате меняет оптическую контрастность этого изображения, что приводит к изменению сопротивления фоторезистора, а, следовательно, и к модуляции электрического тока, проходящего через него. Этот модулированный сигнал усиливается и подается на компаратор, где сравнивается с заранее установленным пороговым уровнем. При превышении этого уровня компаратор вырабатывает электрические импульсы, сбрасывающие таймер, установленный на 15 мин. Если в течение 15 минут не было обнаружено никаких движений, таймер отключает свет в комнате. После этого свет может быть включен только ручным способом, поскольку данный детектор движения в темноте не работает
(А) (Б) (В)
Рис. 6.12. Простой оптичес-кий детектор движения, используемый в системах отключения света и интерактивных игрушках А -чувствительная поверхность фоторезист ора, Б — ровное зеркало и точечная линза формируют изображение на поверхности фоторезистора, В — точечная линза