激光射击光电转换器触发打猎装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了激光射击光电转换器触发打猎装置，包括发射部分和接收触发部分，发射部分包括计时开关模块、激光管和调制发射管，调制发射管输出调制信号到与激光管互连的三极管的基极以驱动和控制激光管产生固定脉冲频率的激光，激光管的负极连接该三极管的集电极，接收触发部分包括激光接收管、计时开关模块和特斯拉线圈高压包，激光接收管接收来自激光管发射的固定脉冲频率的激光，将其转换成电信号，触发延时开关模块，接通特斯拉线圈高压包输出特定时间的高压脉冲。本发明有效避免了现有光电传感器存在的受杂光影响大、灵敏度低、信号针对性不强和可接收距离太短等难题。激光为650nm波长的红光，能量较小，不容易对人体造成伤害，也易于瞄准。
【专利说明】
激光射击光电转换器触发打猎装置
技术领域
[0001]本发明属于光电转换触发设备技术领域，具体涉及一种激光调制与光电转换技术在打猎领域的具体应用。
【背景技术】
[0002]光电传感器在国防工业、智能设备和日常家居等方面的应用如今已经十分广泛。从激光制导武器到自动感应门，光电转换装置在应用上十分重要。市场上的各种光电传感器也是五花八门，如光电二极管、光电三极管、红外接收管、硅光电池和光敏电阻等。但是每种传感器在应用中都有对应的缺点，想要设计出在室外阳光下正常使用的光电触发装置，需要选对合适的传感器并对之进行相应的电路设计来达到想要的效果。在实际实验中，光电二极管虽然价格成本便宜，但灵敏度不高，也容易受阳光干扰;红外接收管的灵敏度高，接收距离也长，可其接收范围大，光源不对准就能触发;硅光电池和光敏电阻更是在阳光下难以分辨到激光信号。经过调研和实验，最好的选择是调制激光和对应的解调接收管。激光因其散射小，具有高准直性，高方向性;半峰宽非常窄只有Inm左右，具有高单色性；因所有发出的光几乎集中在一点上，具有很高亮度。而调制激光是经过处理后，使激光有固定的发射频率，从而接收器可以很好地分辨到激光信号，从而大幅降低其他杂光干扰，并拥有极高的灵敏度和极短的响应时间。
[0003]调制激光虽然有很大优势，但在日常领域的应用并不多见，相关资料披露的较少，较有名的调制解调光电转换传感器生产厂家都集中在美国等发达国家，如Texas AdvancedOptoelectronic Solut1ns(TAOS)。相关企业和研究机构对其制造工艺也讳莫如深。调制激光及对应的传感器在抗干扰和灵敏度上有非常大的优势，省去了复杂的电路设计或者相应程序的编写，因此这项技术在未来有着非常广泛的应用前瞻，将来定会走进人们日常生活的方方面面。在狩猎设备领域，特别是动物的捕捉、诱捕或惊吓方面，采用激光驱逐鸟的应用已经在机场得到实践，比如申请号为CN201420261104.3、名称为〃激光驱鸟器〃的国内专利。但其利用的是激光的照射，并没有利用激光的光电转换，在目标物上释放的能量也较小，对于较大的猎物很难将猎物击倒，实现捕捉的目的。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种利用调制激光的光电转换技术实现猎物捕捉的技术。
[0005]为此本发明的解决方案是提供一种激光射击光电转换器触发打猎装置，包括发射部分和接收触发部分，发射部分包括激光管和调制发射管，调制发射管输出调制信号到与激光管互连的三极管的基极以驱动和控制激光管产生固定脉冲频率的激光，激光管的负极连接该三极管的集电极，接收触发部分包括激光接收管、延时开关模块和特斯拉线圈高压包，激光接收管接收来自激光管发射的固定频率的激光，将其转换成电信号，触发延时开关模块，弓I发特斯拉线圈高压包输出特定时间的高压脉冲。
[0006]上述调制发射管输出的调制信号优选为PffM方波。
[0007]进一步，上述PffM方波的占空比优选为20%?50 %。
[0008]上述激光管发射的激光的脉冲频率范围为HOKHz?220KHz，优选为180KHz?220KHz，激光波长在280nm?880nm，优选为650nm。
[0009]上述激光管与一个电位器相串联，调节电位器阻值可以控制激光管的电流，达到调节激光光强的作用。
[0010]为延长装置的使用寿命，上述发射部分和接收触发部分都包含分压稳流作用的保护电路，通过串并联对应参数的电阻、电容和三极管来达到分压稳流的保护作用。
[0011]本发明技术方案的有益效果在于:
[0012]I，利用了激光精度高、抗光、电干扰能力强的优点，有效避免了光电传感器在应用中普遍存在的受杂光影响大、灵敏度低、信号针对性不强和可接收距离太短造成的使用距离受限，不能触发和无法适应复杂环境等难题。
[0013]2，激光管发射的激光为650nm波长的红光激光，因为此波长颜色可见，相应的能量较小，不容易对人体造成伤害，也易于瞄准。
[0014]3，接收管的接收频谱范围在180KHz?220KHz，对上述频率的调制激光响应十分灵敏。其工作方式为光外差接收，经由对振幅、频率和相干性的接收，有效提升其功能的灵敏度，不过对光强即能量有关，当接收点光强超过约40001UX时接收管也会输出脉冲信号，此时需要加遮光片减轻强光。
[0015]4，本发明采用已经成熟的计时开关模块，具有体积小，重量轻，可靠性强的优点。采用特斯拉线圈逆变器做高压输出部分，该逆变器具有体积小，重量轻，应用广泛，容易安装在小型猎物身上。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的工作原理框图。
[0017]图2为调制解调对管工作示意图。
[0018]图3为发射部分和接收触发部分的电路设计图。
[0019]图4为特斯拉高压逆变器原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的具体实施进行详细的说明。
[0021]如图1所示，按下激光枪扳机后，触发计时开关模块，电路导通所设定时间(如设定I秒)，调制发射管调制激光管发射激光，激光的脉冲频率范围为140KHZ?220KHZ，接收管的接收频谱范围在180KHz?220KHz。当接收管上中心点接收到激光管发射的特定频率激光，接收管的输出引脚2由5V高电平变为低电平，如图2所示，从而低电平脉冲触发计时继电器开关模块，开关导通并开始计时(如设定10秒)，特斯拉高压包在开关导通后输出高达100KV的脉冲电压，从而短时间内使猎物失去行动能力。由于接收管只对特定频率的光线敏感而触发脉冲信号，平时周围自然环境中很少有180KHz左右如此高频的光源，所以可以有效屏蔽环境光线的影响。
[0022]图3为发射部分和接收触发部分电路设计图。左图中，调制发射管I引脚为负极，2引脚为正极，3引脚不用。右图中接收管I引脚为负极，2引脚为信号输出，3引脚为正极。如图3左图，通过应用调制管引脚2连接激光二极管驱动电路正极，引脚I在负载电阻接三极管基极，激光二极管驱动负极接集电极，调制管产生固定频率的脉冲电流来驱动激光二极管达到相应的发射频率。
[0023]图4为特斯拉高压逆变器原理图，目前为止使用过的高压包的最高电池电压为12V，电击兔子脖子位置时，发现前5秒兔子挣扎，第6秒开始兔子停止挣扎开始抽搐。利用此光电转换装置可以在接收到激光信号时触发猎物身上的小型特斯拉逆变器，释放高压来击倒猎物。本光电转换装置力求解决同类光电传感器在应用中普遍存在的受杂光影响大、灵敏度低、信号针对性不强和可接收距离太短等，从而造成置使用距离受限，不能触发和无法适应复杂环境等多项技术难题。
[0024]调制发射管发射的激光波长在280nm?880nm，优选为650醒。650醒波长的红光激光，因为此波长颜色可见，相应的能量较小，不容易对人体造成伤害，也易于瞄准。其他波长的可见光或者近红外紫外光也适用，因为接收管的光谱范围较宽，只对特定发射频率的光线敏感。
[0025]接收管的接收频谱范围在180KHz?220KHz，对上述频率的调制激光响应十分灵敏。其工作方式为光外差接收，经由对振幅、频率和相干性的接收，有效提升其功能的灵敏度，不过对光强即能量有关，当接收点光强超过约40001UX时接收管也会输出脉冲信号(此时需要加遮光片减轻强光)。
[0026]除了以上所列的优点，本发明采用已经成熟的延时开关模块，具有体积小，重量轻，可靠性强的优点。采用特斯拉线圈逆变器做高压输出部分，原理图见图4，该逆变器具有体积小，重量轻，应用广泛，一节锂电池即可输出100KV的高压脉冲。经过选材和设计，整体装置可靠性强，体积小，质量在100克以内，可以挂载在小型猎物身上。
【主权项】
1.激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于:包括发射部分和接收触发部分，发射部分包括计时开关模块、激光管和调制发射管，调制发射管输出调制信号到与激光管互连的三极管的基极以驱动和控制激光管产生固定脉冲频率的激光，激光管的负极连接该三极管的集电极，接收触发部分包括激光接收管、延时开关模块和特斯拉线圈高压包，激光接收管接收来自激光管发射的固定频率的激光，将其转换成电信号，触发延时开关模块，接通特斯拉线圈高压包输出特定时间的高压脉冲。2.根据权利要求1所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述调制发射管输出的调制信号为PWM方波。3.根据权利要求2所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述PffM方波的占空比可调。4.根据权利要求1所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述激光管发射的激光的脉冲频率范围为140KHz?220KHz，激光波长范围在280nm?880nmo5.根据权利要求4所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述激光波长为650nm的红光。6.根据权利要求1所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述激光管与电位器串联，调节电位器阻值可以控制激光管的电流，达到调节激光光强的作用。7.根据权利要求1所述的激光射击光电转换器触发打猎装置，其特征在于所述发射部分和接收触发部分都包含分压稳流作用的保护电路。
【文档编号】A01M31/00GK105918307SQ201610270649
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】夏瑞东, 郭祥儒, 杨渊, 夏斌
【申请人】深圳硅基传感科技有限公司