CN114877920A - 一种人眼安全型激光传感器方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种人眼安全型激光传感器方法。该传感器采用自适应激光控制技术，根据被测目标的有和无，自动改变激光出射模式。当被测目标稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度；当被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，保证即使激光短暂照射到人脸也不会产生损伤。该方法可以彻底解决激光传感器对人眼的损伤问题，而且还可以保持激光传感器的测量精度与响应速度，实现成本低，具有广泛的实用性和通用性。

Description

一种人眼安全型激光传感器方法
技术领域
本发明涉及一种激光传感器方法。具体地，是一种可以克服激光对人眼伤害的人眼安全型激光传感器方法。
背景技术
激光传感器，是泛指采用激光的所有传感器，包括基于激光三角测距原理的激光位移传感器、基于先结构光的激光轮廓传感器、基于相位差或者ToF原理的激光测距传感器以及各种激光开关等。因此，激光传感器是一大类传感器，在国民经济各个领域具有即为广泛的应用。
对于各种激光传感器而言，绝大多数都是上电伊始即刻出射激光的。为了保证测量精度，通常要求出射的激光具有足够高的功率（一般为II级甚至更高功率），以便获得足够好的回波信号质量。另一方面，为了保证测量的快速响应，出射的激光通常属于常亮模式，连续不断地发射激光束。这种高强度和连续输出的激光，常常会对人体造成伤害，尤其是对人眼产生难以完全治愈的永久性伤害。而这种伤害的发生，常常是在传感器安装、调试、测试等过程中发生的。在此过程中，计划中的被测目标往往没有到位甚至还没有出现，激光束有可能随机地照射到进行安装调试的人员或者周围其他人员的脸上，或者照射到其他强反射目标（例如玻璃、镜子等）、反射后照射到周围人员的脸上，由此造成人眼损伤。
操作人眼佩戴激光防护镜，可以有效放置激光对人眼的损伤。但是，此时人眼对该波长的激光也是不可见的，无法进行在线带电的安装和调试。因此，佩戴激光防护镜仅适合于激光传感器在非工作状态条件下的防护，无法用于激光传感器在工作状态下的防护。
为了减少这种眼睛损伤的发生，部分激光传感器在激光出射孔位置安置了机械遮挡机构，或者在传感器表面安装了激光开关。在调试过程中，可以手动进行打开或者关闭激光。这种方式随然可以在一定程度上减少激光伤害情况的发生，但是也往往存在操作不及时或者误操作的情形，因此并不能完全避免激光损伤的发生。而且，硬性关闭激光还会严重影响激光传感器的安装与调试过程。
发明内容
本发明针对现有激光传感器普遍存在激光损伤人眼的严重缺陷，提出一种人眼安全型激光传感器方法。该传感器采用自适应激光控制技术，根据被测目标的有和无，自动改变激光出射模式。当被测目标稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度；当被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，保证即使激光短暂照射到人脸也不会产生损伤。该方法可以彻底解决激光传感器对人眼的损伤问题，而且还可以保持激光传感器的测量精度与响应速度，实现成本低，具有广泛的实用性和通用性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处在于，所述的激光传感器包括激光器、光电元件、控制器几个部分，其中：
所述的激光器为可以快速调制的半导体激光器或激光模组，可以在控制器的控制之下产生测量用激光束、投向被测目标，也可以在控制器的控制之下关闭激光；
所述的光电元件为满足测量要求的快速响应光电转换元件，可以接受激光照射到被测目标避免后产生的反射或散射光线，并快速转换为电信号、送入控制器；
所述的控制器为多功能控制器，一方面可以控制激光器，根据需要发射激光或者关闭激光；另一方面接收来自光电元件的电信号，判断被测目标是否稳定出现在测量范围之内；当被测目标稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度；当被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，保证即使激光短暂照射到人脸也不会产生损伤。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器可以利用光电元件输出信号的有和无来判断被测目标是否出现在传感器的测量范围之内。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器可以利用光电元件输出信号出现的持续稳定时间来判断被测目标是否稳定处于传感器的测量范围之内，该持续稳定时间应该超过II级激光规定的1/4s。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光打开时的持续照射时间不超过人眼的损伤阈值，即保证不超过眼睛最大允许照射量（MPE）。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光器重复打开的频率符合要求的响应速度。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，当出现激光器重复打开的时间间隔小于前述的激光器打开持续时间的情形时，应该取激光器打开持续时间为激光器重复打开时间间隔的一半。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的激光器的调制频率足够高，以保证调制周期小于被测目标没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间的一半。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的光电元件的响应频率足够高，以保证光电转换时间小于被测目标没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间。
附图说明
图1是本发明的人眼安全型激光传感器的组成示意图；
图2是本发明的激光持续时间控制原理示意图；
图中，1-激光器，2-光电元件，3-控制器，4-被测目标，5-人眼。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处在于，所述的激光传感器包括激光器1、光电元件2、控制器3几个部分，组成如图1所示，其中：
所述的激光器1为可以快速调制的半导体激光器或激光模组，可以在控制器3的控制之下产生测量用激光束、投向被测目标4，也可以在控制器3的控制之下关闭激光；
所述的光电元件2为满足测量要求的快速响应光电转换元件，例如CCD、CMOS、PSD等；光电元件2可以接受激光照射到被测目标后产生的反射或散射光线，并快速转换为电信号、送入控制器3；
所述的控制器3为多功能控制器，一方面可以控制激光器1，根据需要发射激光或者关闭激光；另一方面接收来自光电元件2的电信号，判断被测目标4是否稳定出现在测量范围之内；当被测目标4稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度；当被测目标4没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，保证即使激光短暂照射到人脸5也不会产生损伤。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器3可以利用光电元件2输出电信号的有和无来判断被测目标4是否出现在传感器的测量范围之内。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器3可以利用光电元件2输出电信号出现的持续稳定时间来判断被测目标4是否稳定处于传感器的测量范围之内，该持续稳定时间应该超过II级激光规定的1/4s。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器3在判断被测目标4没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光打开时的持续照射时间不超过人眼的损伤阈值，即保证不超过眼睛最大允许照射量（MPE）；例如假设眼部最大允许照射量为2mJ/cm2，最大瞳孔面积0.7 cm2，对于波长650nm、功率10mW的激光器1，其激光器1的持续照射时间Ton应不超过2*0.7/10=0.14s，可取为Ton=0.1s，如图2所示。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器3在判断被测目标4没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光器1重复打开的频率符合要求的响应速度；假设如果要求传感器的响应时间为50ms，则激光器1重复打开的时间间隔Trpt应不超过50ms，对应的重复频率不低于20Hz。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的控制器3在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，当出现激光器1重复打开时间间隔小于激光器1打开持续时间的情形时，应该取激光器打开持续时间为激光器重复打开时间间隔的一半；例如，激光器1重复打开的频率为20Hz时，激光器1的打开持续时间应取为Ton=25ms。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的激光器1的调制频率足够高，以保证调制周期小于被测目标4没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间；例如对于上述的激光器1的打开持续时间Ton=25ms，激光器1的调制频率应不低于40Hz。
本发明的人眼安全型激光传感器方法的特殊之处还在于，所述的光电元件2的响应频率足够高，以保证光电转换时间小于被测目标4没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间；例如对于上述的激光器1的打开持续时间Ton=25ms，应保证光电元件2的光电转换时间应不超过12.5ms。
与现有技术相比，本发明的人眼安全型激光传感器方法的有益效果是：
（1）本发明的人眼安全型激光传感器该传感器采用自适应激光控制技术，当被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，从而彻底克服了激光对人眼的损伤现象的发生。
（2）本发明的人眼安全型激光传感器该传感器采用自适应激光控制技术，当被测目标稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度。
（3）该方法既可以彻底解决激光传感器对人眼的损伤问题，还可以保持激光传感器的测量精度与响应速度，实现成本低，具有广泛的实用性和通用性。
（4）该方法在没有被测目标出现时采用间歇式照明方式工作，激光二极管的使用时间大为缩短，可以使得激光传感器的寿命与可靠性成倍提高。
由此可见，本发明的技术方案相比于传统的激光传感器而言具有非常突出的技术优势与进步。

Claims (8)

1.一种人眼安全型激光传感器方法，其特征在于：所述的激光传感器包括激光器、光电元件、控制器几个部分，其中：
所述的激光器为可以快速调制的半导体激光器或激光模组，既可以在控制器的控制之下产生测量用激光束、投向被测目标，也可以在控制器的控制之下关闭激光；
所述的光电元件为快速响应光电转换元件，可以接受激光照射到被测目标避免后产生的反射或散射光线，并快速转换为电信号、送入控制器；
所述的控制器为多功能控制器，一方面可以控制激光器，根据需要发射激光或者关闭激光；另一方面接收来自光电元件的电信号，判断被测目标是否稳定出现在测量范围之内；当被测目标稳定出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用连续的高强度激光输出方式工作，同时保证测量精度与响应速度；当被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，保证即使激光短暂照射到人脸也不会产生损伤。
2.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的控制器可以利用光电元件输出信号的有和无来判断被测目标是否出现在传感器的测量范围之内。
3.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的控制器可以利用光电元件输出信号出现的持续稳定时间来判断被测目标是否稳定处于传感器的测量范围之内，该持续稳定时间应该超过II级激光规定的1/4s。
4.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光打开时的持续照射时间不超过人眼的损伤阈值，即保证不超过眼睛最大允许照射量（MPE）。
5.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，应保证激光器重复打开的频率符合要求的响应速度。
6.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的控制器在判断被测目标没有出现在传感器的测量范围之内时，传感器采用断续的低强度激光输出方式工作，当出现激光器重复打开的时间间隔小于前述的激光器打开持续时间的情形时，应该取激光器打开持续时间为激光器重复打开时间间隔的一半。
7.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的激光器的调制频率足够高，以保证调制周期小于被测目标没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间的一半。
8.根据权利要求1所述的人眼安全型激光传感器方法，其特征还在于：所述的光电元件的响应频率足够高，以保证光电转换时间小于被测目标没有出现在传感器测量范围之内时激光打开的持续时间。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201571139U (zh) * 2010-01-15 2010-09-01 常州宏本数码科技有限公司 安全型激光红外高速云台摄像机
CN102682651A (zh) * 2012-03-12 2012-09-19 河北科技大学 一种磁致旋光演示装置
CN102866403A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 长春中俄科技园股份有限公司 一种人眼安全激光测距装置
CN104297117A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 浙江省环境保护科学设计研究院 基于遥感技术的风景名胜区道路交通污染预警装置及方法
CN105299580A (zh) * 2015-11-12 2016-02-03 佛山市立创德科技有限公司 一种带激光测距功能的频闪警示灯
CN105373223A (zh) * 2015-10-10 2016-03-02 惠州Tcl移动通信有限公司 一种自动调节发光强度的发光设备及方法
CN105842704A (zh) * 2016-03-17 2016-08-10 江苏汉德天坤数字技术有限公司 一种基于激光测距的智能人流量分类统计***及其方法
CN108490632A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 广东欧珀移动通信有限公司 激光投射模组、深度相机和电子装置
CN208569065U (zh) * 2018-07-06 2019-03-01 宁波大学 一种基于红外激光主动探测的微动人体检测装置
CN110645907A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 精工爱普生株式会社 三维计测装置、控制装置及机器人***
CN111525382A (zh) * 2020-03-20 2020-08-11 北京国泰蓝盾科技有限公司 一种高稳定性可连续长时间出光的机载激光测照器
CN216626137U (zh) * 2021-12-21 2022-05-27 广州光联电子科技有限公司 一种激光保护***和激光安全保护***

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201571139U (zh) * 2010-01-15 2010-09-01 常州宏本数码科技有限公司 安全型激光红外高速云台摄像机
CN102866403A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 长春中俄科技园股份有限公司 一种人眼安全激光测距装置
CN102682651A (zh) * 2012-03-12 2012-09-19 河北科技大学 一种磁致旋光演示装置
CN104297117A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 浙江省环境保护科学设计研究院 基于遥感技术的风景名胜区道路交通污染预警装置及方法
CN105373223A (zh) * 2015-10-10 2016-03-02 惠州Tcl移动通信有限公司 一种自动调节发光强度的发光设备及方法
CN105299580A (zh) * 2015-11-12 2016-02-03 佛山市立创德科技有限公司 一种带激光测距功能的频闪警示灯
CN105842704A (zh) * 2016-03-17 2016-08-10 江苏汉德天坤数字技术有限公司 一种基于激光测距的智能人流量分类统计***及其方法
CN108490632A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 广东欧珀移动通信有限公司 激光投射模组、深度相机和电子装置
CN110645907A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 精工爱普生株式会社 三维计测装置、控制装置及机器人***
CN208569065U (zh) * 2018-07-06 2019-03-01 宁波大学 一种基于红外激光主动探测的微动人体检测装置
CN111525382A (zh) * 2020-03-20 2020-08-11 北京国泰蓝盾科技有限公司 一种高稳定性可连续长时间出光的机载激光测照器
CN216626137U (zh) * 2021-12-21 2022-05-27 广州光联电子科技有限公司 一种激光保护***和激光安全保护***

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