專利名稱：用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如權(quán)利要求1的前序部分所要求的，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域的傳感器。
背景技術(shù)：
由DE 202007009722已知一種具有照明設(shè)備的光電設(shè)備，其具有相干光源和用 于在擴(kuò)展軸上擴(kuò)展由所述光源發(fā)射的光的擴(kuò)展設(shè)備。此外，該設(shè)備具有帶有用于發(fā)出光 的前盤(pán)(front disk)的外殼。所述擴(kuò)展設(shè)備被設(shè)置為擴(kuò)展光線，并且/或者所述光源的光 源點(diǎn)被相對(duì)于前盤(pán)設(shè)置為，使得在操作時(shí)，擴(kuò)展軸中的光出現(xiàn)在前盤(pán)的大部分寬度中， 從而消除光線對(duì)于人和人眼的危害。隨著光源，尤其是用于光電安保設(shè)備的紅外LED的功率的增加，眼安全 (eye-safety)這一主題變得日益重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于提供一種用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域的傳感器的目的，這種傳感器在人員 安全方面，尤其在眼安全方面有所改進(jìn)。這一目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)達(dá)到。在從屬權(quán)利要求中，說(shuō)明了本發(fā)明的 優(yōu)點(diǎn)和適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。本發(fā)明基于一種用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域的傳感器，所述傳感器具有發(fā)射單元，其 發(fā)射輻射，尤其是具有一輻射功率的電磁輻射，或另一種能量波，例如聲波，其中所述 傳感器可以檢測(cè)在被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的物體。本發(fā)明的核心在于所述傳感器包括這樣的裝置，通過(guò)使用所述裝置，可以確定 入射到該物體上的能量在施加于被檢測(cè)物體的單位面積中的瞬時(shí)和/或平均功率或可得 出關(guān)于其的量，本發(fā)明的核心還在于配置有調(diào)節(jié)裝置，從而在對(duì)被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)物體進(jìn)行 檢測(cè)期間，不讓入射到該物體上的能量(例如發(fā)射單元的電磁輻射)的單位面積瞬時(shí)和/ 或平均功率或可得出其的入射到該物體上的能量的量超過(guò)預(yù)定值，其中所述傳感器被配 置為首先使用對(duì)人不產(chǎn)生危害可能或不產(chǎn)生顯著危害可能的相對(duì)低功率來(lái)測(cè)量在所述發(fā) 射單元的預(yù)定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。相對(duì)低功率可被理解為，在預(yù)定危害區(qū)域內(nèi)，因 為產(chǎn)生危害的功率太小，或者人的距離太大，所以不出現(xiàn)對(duì)人的危害，或不出現(xiàn)對(duì)人的 顯著危害。如果沒(méi)有檢測(cè)到物體，則功率優(yōu)選地被增加，尤其是增量式增加。通過(guò)這種辦法，有可能將對(duì)被發(fā)射單元的發(fā)射器輻射的人的危害可能保持在可 容忍的范圍內(nèi)。這是因?yàn)楫?dāng)傳感器檢測(cè)到物體(由于物體可能是人、動(dòng)物、或者其它敏感設(shè) 備，因此檢測(cè)導(dǎo)致固有的危害可能的存在)時(shí)，其實(shí)質(zhì)上獨(dú)立地進(jìn)行識(shí)別，并確保輻射 的強(qiáng)度被控制在無(wú)害的范圍。
本發(fā)明可涉及任何電磁輻射，例如微波輻射或X射線輻射、特別優(yōu)先要求眼安 全的光譜范圍。在監(jiān)控單位面積的功率時(shí)，最大許可的單位面積功率可在物體檢測(cè)期間被基本 限制到預(yù)定的值，從而消除不利于健康的輻射。然而，也可以想到單位面積功率的時(shí)間積分，即單位面積平均功率，被限制為 預(yù)定值。這是因?yàn)?，一般?lái)說(shuō)，如果高的輻射峰功率被足夠快地降低，那么就并不是有害的。這兩種辦法可以交替使用或者組合使用以限制功率。具體地，在有關(guān)對(duì)于人的安全的許可強(qiáng)度的考慮中，EN 60825標(biāo)準(zhǔn)被予以考 慮。輻射功率優(yōu)選地應(yīng)被限制(dimensioned)為對(duì)于人，尤其是在物體相對(duì)于發(fā)射單元的 可能位置處的人，不出現(xiàn)危害其安全的可能。一旦傳感器不再檢測(cè)到物體，則可增加傳感器的強(qiáng)度。因此，任何傳感器都能以相對(duì)高強(qiáng)度使用，并且不需要對(duì)外殼的幾何調(diào)節(jié)，通 常這種幾何調(diào)節(jié)的要求會(huì)導(dǎo)致外殼無(wú)法做得小而美觀。在本發(fā)明的又一尤為優(yōu)選的實(shí)施例中，傳感器包括確定施加到被檢測(cè)物體上的 瞬時(shí)和/或平均的單位面積功率的3D傳感器。功率可被調(diào)節(jié)到預(yù)定的水平。在這里， 通過(guò)使用發(fā)射單元作為距離測(cè)量的輻射源，3D傳感器可被用于檢測(cè)距離，例如，通過(guò)所 獲得的距離以及另一個(gè)發(fā)射器的已知發(fā)射錐體及它發(fā)射的功率，從而來(lái)確定另一個(gè)發(fā)射 器的單位面積功率，并且/或者可以監(jiān)控發(fā)射單元以獲取關(guān)于抵達(dá)物體的單位面積功率 的距離測(cè)量。發(fā)射單元可以被布置在帶有用于距離測(cè)量的3D傳感器的構(gòu)造單元中。也 可以想到獨(dú)立的構(gòu)造。原則上，可以配備多個(gè)發(fā)射單元，其中僅可能和3D傳感器形成構(gòu) 造單元的發(fā)射單元可被用于距離測(cè)量。如果傳感器有多個(gè)發(fā)射單元，其可以被用于監(jiān)控 一個(gè)或多個(gè)發(fā)射單元。在這種配置中，發(fā)射單元可發(fā)射不同物理性質(zhì)的輻射。例如，根 據(jù)本發(fā)明的一種具有在紅外范圍內(nèi)的發(fā)射器的傳感器可以監(jiān)控聲源抵達(dá)物體的單位面積 功率。當(dāng)光被使用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明可以確保對(duì)于眼睛的高度安全。另外，如果可以通過(guò)調(diào)節(jié)裝置，以單位時(shí)間內(nèi)的測(cè)量次數(shù)或原則上的輻射時(shí)間 對(duì)單位面積平均功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，將是較佳的。例如，在對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)期間，單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行較少次的測(cè)量，而發(fā)射單元的 功率總是保持不變。因此，單位面積平均功率被降低，并因此得以保持在危害值以下。 所述傳感器因此僅需更慢地掃描被監(jiān)控區(qū)域，而基本的功能和功率則保持不變。然而，同樣可以想到的是，發(fā)射單元的發(fā)射器，優(yōu)選地是發(fā)射單元的所有發(fā)射 器，可以通過(guò)調(diào)節(jié)裝置而降低功率。因此，例如，通過(guò)降低發(fā)射功率，并且掃描速率保 持不變，使得物體上的強(qiáng)度得以降低。也可以想到，增加傳感器的接收單元的靈敏度， 從而其可能以降低的功率來(lái)工作。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)裝置被設(shè)計(jì)用于降低發(fā)射單元的至少一 個(gè)輻射被檢測(cè)物體的發(fā)射器的功率，或徹底將其關(guān)閉。在發(fā)射單元有多個(gè)發(fā)射器的情況 下，不輻射物體的發(fā)射器因此可以不變地工作并檢測(cè)在其余被監(jiān)控區(qū)域中物體。影響物體上的單位面積功率的又一可能性在于發(fā)射單元的至少一個(gè)發(fā)射器可以用可調(diào)光闌裝置遮蓋。通過(guò)這種方式，例如，可以遮蔽監(jiān)控區(qū)域中的檢測(cè)到物體的區(qū) 域。相應(yīng)的，可避免在該區(qū)域中對(duì)該物體的過(guò)量輻射。該區(qū)域可包括，例如，人、可能 是人的頭部、或者僅僅是人的眼睛。在極端情況下，當(dāng)準(zhǔn)確地確定了物體時(shí)，如果，例如，僅人的眼睛被可變光閥 所遮蔽，則可以以未降低的功率來(lái)繼續(xù)監(jiān)控。例如，基于LCD技術(shù)的矩陣顯示器可被用 于此種目的。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容可用于各種類型的基于反射的傳感器。例如，光掃描儀或者 帶有照明的基于攝像機(jī)的傳感器。可以想到使用飛行時(shí)間或傳送時(shí)間矩陣，其可以用于 檢測(cè)場(chǎng)景的像素相關(guān)距離，其中發(fā)射器用其光源照射該場(chǎng)景。也可以想到使用攝像機(jī)， 其僅僅記錄諸如照片和電影攝制的圖像。如果有照明的話，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容也可用 于，例如，三角傳感器或立體攝像機(jī)。另外，可使用不基于反射的傳感器。例如，將接收器以擋光板(Iightbarrier)的 方式分配給發(fā)射單元的發(fā)射器。如果必要的話，可以設(shè)置多個(gè)這樣的擋光板。為了避免危害物體，尤其是人和動(dòng)物，還建議傳感器被配置為首先以相對(duì)低的 不會(huì)產(chǎn)生危害可能的第一功率來(lái)測(cè)量在發(fā)射單元的預(yù)定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。另外，若發(fā)射單元的發(fā)射器的電流是可調(diào)的，則是特別優(yōu)選的。通過(guò)發(fā)射器來(lái) 控制電流是相對(duì)簡(jiǎn)單的。由于在大多數(shù)情況下，當(dāng)在檢測(cè)區(qū)域僅有一個(gè)物體時(shí)，傳感器 已經(jīng)切換，無(wú)疑以降低的發(fā)射功率不再能探測(cè)得到遠(yuǎn)處的物體。傳感器同等迅速地響 應(yīng)，只是其靈敏度受到限制。因此，雖然例如長(zhǎng)距離檢測(cè)在該測(cè)量狀態(tài)下必須被忽略， 最重要的功能是定期地?zé)o限制地可用的?？梢栽诎l(fā)射器處通過(guò)，例如，設(shè)置在發(fā)射器的電路路徑中的晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶 體管、或者變阻器來(lái)調(diào)節(jié)電流。這些元件成本低、易于驅(qū)動(dòng)且可以持續(xù)地調(diào)節(jié)或甚至完 全關(guān)斷電流。本發(fā)明可被應(yīng)用于光學(xué)傳感器的所有區(qū)域，包括房門(mén)、大門(mén)、以及安全區(qū)域。 本發(fā)明的過(guò)程也可用于“游戲”，例如，游戲控制臺(tái)，還可用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用、用于煙霧傳 感器、用于機(jī)器人。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用機(jī)器、移動(dòng)電話以及虹膜掃描儀。也可以想 到在車內(nèi)視覺(jué)改善設(shè)備中的應(yīng)用，例如，應(yīng)用在夜視設(shè)備中，或應(yīng)用在用于監(jiān)控車輛間 距的設(shè)備中。如同已經(jīng)陳述的那樣，本發(fā)明并不限于有關(guān)發(fā)射單元的光的頻譜范圍，而是可 以擴(kuò)展到發(fā)射單元發(fā)射的任何電磁輻射。在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器可以區(qū)分人和其它物體。在該情況下， 僅在檢測(cè)到人的情況下啟動(dòng)對(duì)于單位面積功率的限制過(guò)程，對(duì)于其它物體的情況傳感器 繼續(xù)以正常功率工作。除了人，也可以進(jìn)行有關(guān)動(dòng)物的區(qū)分。也可想到的是，對(duì)單位面 積功率的限制可尤其僅相對(duì)于可推斷單眼的單位面積功率的區(qū)域而被調(diào)節(jié)，并且/或者 優(yōu)選地僅僅檢查對(duì)于單眼的單位面積功率。其背景在于，因?yàn)榧t外范圍中也有過(guò)多的光 功率，眼睛通常代表了最敏感的區(qū)域。另外，優(yōu)選地，提供指示傳感器在以受限功率工作的輸出?？梢暂敵鼍嫘?號(hào)，例如，使得受威脅的人離開(kāi)傳感器的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)、文本、或光信號(hào)。例如，所述聽(tīng)覺(jué) 信號(hào)或光信號(hào)可以非常令人不快，從而使得人自動(dòng)離開(kāi)傳感器，或者使得人將其視線轉(zhuǎn)
5到另一個(gè)無(wú)害的方向。也可以想到一種電信號(hào)形式的警告信號(hào)，例如，給高級(jí)別控制系 統(tǒng)的電信號(hào)。由于紅外線對(duì)于人類是不可視的，所以沒(méi)有眼部反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，可見(jiàn)光可 被用于發(fā)射很亮以導(dǎo)致期望的眼部反應(yīng)的警告信號(hào)。在測(cè)量期間，用于可見(jiàn)光的光源可被開(kāi)啟。該可見(jiàn)光的強(qiáng)度優(yōu)選地被選擇為使 得眼部反應(yīng)發(fā)生。然而，可見(jiàn)和不可見(jiàn)光的總強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)臨界限制。這可以通過(guò)，例 如，隨時(shí)間控制可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光的強(qiáng)度以使得總強(qiáng)度保持恒定來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，兩種光 以180°相移來(lái)正弦調(diào)制。這兩種光源也可以以時(shí)分復(fù)用方式來(lái)工作。這種控制強(qiáng)度的方式可以是不進(jìn)行任何調(diào)節(jié)或者確定傳感器到物體的距離。
具體實(shí)施例方式以下文字中，將參照附圖更為詳細(xì)地解釋本發(fā)明的示例實(shí)施例。

圖1示出傳感器1，通過(guò)使用該傳感器監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域2以了解是否有物體3位 于其中。出于該目的，傳感器1配置有適于發(fā)射輻射4，尤其是電磁輻射和/或聲學(xué)輻射 的發(fā)射單元5。為了能夠確保對(duì)要被監(jiān)控的被監(jiān)控區(qū)域2中的物體的可靠檢測(cè)，在被監(jiān)控區(qū)域 內(nèi)未監(jiān)測(cè)到物體時(shí)，發(fā)射單元5的發(fā)射功率可以以相對(duì)高的輻射功率工作。例如，以便 能夠在可能被遮蓋和/或不容易可視地監(jiān)控的區(qū)域中確保物體的可靠物體檢測(cè)。作為示例和象征的目的，輻射功率由自發(fā)射單元5發(fā)出的矢量箭頭6所表示。例 如紅外范圍中的光的能量入射到物體3，例如人眼上，該過(guò)程期間，所述能量在對(duì)應(yīng)于例 如矢量箭頭6的長(zhǎng)度。為了更加三維地表示以這樣的發(fā)射功率入射到物體3上的能量， 圍繞箭頭的尖端繪制了圓環(huán)7，根據(jù)透視圖圓環(huán)7被顯示為橢圓形，其面積適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)了 能量的量。為了確保被檢測(cè)物體3不會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間被過(guò)多能量輻射，傳感器1包括適于檢測(cè)施 加到被檢測(cè)物體上的輻射能量的3D傳感器8。在特別優(yōu)選的方式中，該3D傳感器8可 以基于檢測(cè)結(jié)果以及對(duì)于物體的最大許可輻射的預(yù)定值來(lái)啟動(dòng)對(duì)于發(fā)射功率的調(diào)節(jié)，特 別是減小其功率。再次作為示例和象征，發(fā)射單元5所提供的輻射4的相應(yīng)最大許可發(fā)射功率，和 /或者依此方式降低的發(fā)射功率以矢量箭頭9表示，或者為了進(jìn)行更加3D的示例，以環(huán) 10的面積表示。例如，降低的發(fā)射功率對(duì)人眼即使直接輻射也是無(wú)害的。為了能夠調(diào)節(jié)發(fā)射單元5的發(fā)射功率，可配置一調(diào)節(jié)裝置11，其在該情況中作 為示例和象征地被表示為實(shí)心半圓12并且可以采用例如光闌12的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述調(diào)節(jié)裝置也可以被配置成有可能對(duì)人或諸如狗、貓的動(dòng)物進(jìn)行檢測(cè)。有利 的是，發(fā)射功率隨后不會(huì)在檢測(cè)到各個(gè)物體時(shí)減小，除非檢測(cè)到了人或動(dòng)物。在優(yōu)選的方式中，發(fā)射單元5的發(fā)射器和接收器13可一起形成擋光板裝置，其 在尤為優(yōu)選的方式中可被用于檢測(cè)入射到被檢測(cè)物體上的能量。標(biāo)號(hào)列表1傳感器2被監(jiān)控區(qū)域
3物體
4輻射
5發(fā)射單元
6矢量箭頭
7圓環(huán)
83D傳感器
9矢量箭頭
10圓環(huán)
11調(diào)節(jié)裝置
12光闌
13接收器
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域(2)的傳感器(1)，其具有發(fā)射單元(5)，該發(fā)射單元發(fā) 射輻射(4)，尤其是具有輻射功率的電磁輻射或例如聲波的另一種波，其中所述傳感器能 夠檢測(cè)被監(jiān)控區(qū)域中的物體(3)，其特征在于，所述傳感器包括這樣的裝置，通過(guò)使用該 裝置，可確定入射到該物體上的能量，例如所述發(fā)射單元的電磁輻射，的施加于被檢測(cè) 物體的單位面積的瞬時(shí)和/或平均功率，其特征還在于所述傳感器配置有調(diào)節(jié)裝置，從 而當(dāng)在被監(jiān)控區(qū)域中檢測(cè)到物體(3)時(shí)，使得入射到物體上的能量的單位面積的瞬時(shí)和/ 或平均功率不超過(guò)預(yù)定值，其中所述傳感器被配置為首先使用對(duì)人不產(chǎn)生危害可能或不 產(chǎn)生顯著危害可能的相對(duì)低功率來(lái)測(cè)量在所述發(fā)射單元的預(yù)定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器包括3D傳感器(8)，其確 定施加到被檢測(cè)物體的單位面積的瞬時(shí)和/或平均功率。
3.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器(1)使用所述發(fā)射單 元(5)來(lái)確定和物體的距離。
4.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器(1)使用另一個(gè)發(fā)射 單元以確定和物體的距離。
5.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述單位面積的平均功率可以 以單位時(shí)間測(cè)量次數(shù)以及/或者輻射發(fā)射單元的測(cè)量周期進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，通過(guò)所述調(diào)節(jié)裝置(11)，可以 降低所述發(fā)射單元的發(fā)射器的功率和/或增加所述傳感器的接收單元的靈敏度。
7.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，配置有可調(diào)節(jié)光闌裝置(12)， 使用該光闌裝置可遮蓋所述發(fā)射單元的發(fā)射器。
8.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述發(fā)射單元的發(fā)射器和接收 器(13)形成擋光板形式的裝置。
9.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述發(fā)射單元的發(fā)射器的電流 是可調(diào)節(jié)的。
10.如在前權(quán)利要求之一所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器被配置成可以區(qū)分 人和其它物體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控被監(jiān)控區(qū)域的傳感器，其具有發(fā)射單元，該發(fā)射單元發(fā)射輻射，尤其是具有輻射輸出的電磁輻射或例如聲波的另一種波，其中所述傳感器能夠檢測(cè)被監(jiān)控區(qū)域中的物體。根據(jù)本發(fā)明，所述傳感器包括這樣的裝置，通過(guò)使用該裝置，可確定入射到該物體上的能量，例如所述發(fā)射單元的電磁輻射，的施加于被檢測(cè)物體的單位面積的瞬時(shí)和/或平均功率。另外，配置有調(diào)節(jié)裝置，從而當(dāng)在被監(jiān)控區(qū)域中檢測(cè)到物體時(shí)，使得入射到物體上的能量的單位面積的瞬時(shí)和/或平均功率不超過(guò)預(yù)定值，其中所述傳感器被配置為首先使用對(duì)人不產(chǎn)生危害可能或不產(chǎn)生顯著危害可能的相對(duì)低功率來(lái)測(cè)量在所述發(fā)射單元的預(yù)定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。
文檔編號(hào)G01S7/484GK102016633SQ200980113955
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者C·吉翁-波爾, T·蓋伊 申請(qǐng)人:塞德斯股份公司