CN105097053A - 3d图像装置、光辐射的保护装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D图像装置、光辐射的保护装置及其方法。其中，该光辐射的保护装置包括发射器、接收器以及控制电路。其中，发射器用于向场景空间发射第一检测光信号；接收器用于接收从场景空间入射的第二检测光信号；控制电路用于判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到场景空间中。通过上述方式，本发明能够自动保护人体免受伤害。

Description

3D图像装置、光辐射的保护装置及其方法

技术领域

本发明涉及光辐射保护的技术领域，尤其是涉及一种3D图像装置、光辐射的保护装置及其方法。

背景技术

目前，能够发射辐射光的电子产品遍布各个领域，该种电子设备给人们的工作、生活带来了很大的便利，例如发射用于照明的辐射光的灯、发射用于摄像的摄像灯、发射用于拍照的激光灯等等。

但是，如果光的功率较大或光的能量密度较大时，若人体靠近该些光的光源，则会对人体造成危害。例如激光是一种能量密度很高的，并且不易被人察觉的光。激光能烧伤生物组织，尤其对视网膜的灼伤最多见。若人体在没有任何保护措施的情况下被激光长时间照射，则会对健康造成很大的影响，例如，烧伤皮肤、损伤视力等。

现有的针对激光的保护措施就是安全教育，严禁裸眼观看激光束，注意操作规程；确定操作区及危险带并要有醒目的警告牌，无关人员不得随意进入，要佩戴合适的防护眼镜、防护手套、定期检查身体，特别是眼睛。但是，以上的种种方法，都需要依靠使用者对激光的危险性的认识以及自律才能有效降低眼睛受到激光伤害的几率，而且这些措施通常只会在实验室才会实施，但是使用激光的产品却随处可见，因此，很难防止其对人体造成危害。

更进一步的，现有技术中，针对一般的高功率的光源还很少有类似于激光光源的保护措施，这就更加容易危及人体的健康。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光辐射的保护装置、方法及3D图像装置，能够自动防止人体受到超出人体健康标准的辐射光的伤害。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一光辐射的保护装置，该装置包括：发射器，用于向场景空间发射第一检测光信号；接收器，用于接收从场景空间入射的第二检测光信号；控制电路，用于判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

其中，控制电路包括：信号产生单元，用于产生载波信号和第一编码信号，并将载波信号和第一编码信号合成为驱动信号；装置还包括：放大器，用于将驱动信号进行放大，并输出至发射器以产生第一检测光信号。

其中，接收器包括：转换单元，用于将场景空间入射的第二检测光信号转换成电信号；放大/还原单元，用于将电信号进行放大处理并根据载波信号还原出第二编码信号。

其中，控制电路还包括：第一判断单元，用于判断第二编码信号与第一编码信号是否相同；第二判断单元，用于在第一判断单元判断的结果为是时，判断为第二检测光信号为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，则进一步判断第二检测信号的光强是否等于或大于预设的阈值；控制单元，用于在第二判断单元判断的结果为是时，输出控制信号，以控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中，在第一判断单元或第二判断单元判断的结果为否时，不输出任何信号。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种3D图像装置，该3D图像装置包括：光源，用于向场景空间中发射高能量的光信号；摄像机，用于获取场景空间的光信号，并进行互相关处理，以形成3D图像；以及光辐射保护的装置，其包括如前文任一项的光辐射保护的装置。

其中，光源为激光红外光源，发射器为红外线二极管，接收器为红外线接收管。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种光辐射的保护方法，该方法包括：向场景空间发射第一检测光信号；接收从场景空间入射的第二检测光信号；判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

其中，该方法还包括：产生载波信号和第一编码信号，并将载波信号和第一编码信号合成为驱动信号；将驱动信号进行放大，以形成第一检测光信号。

其中，接收从场景空间入射的第二检测光信号的步骤包括：将场景空间入射的第二检测光信号转换成电信号；将电信号进行放大处理并根据载波信号还原出第二编码信号。

其中，判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，若是，则输出控制信号的步骤包括：判断第二编码信号与第一编码信号是否相同；在判断单元判断的结果为是时，判断为第二检测光信号为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，则进一步判断第二检测信号的光强是否等于或大于预设的阈值，若判断的结果为是，则输出控制信号，以控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中，若判断的结果为否，则不输出任何信号；在判断的结果为否时，不输出任何信号。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过发射器向场景空间发射第一检测光信号，接收器接收从场景空间入射的第二检测光信号，控制电路判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。因此，能自动防止不符合人体健康标准的辐射光对人体的危害。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种3D图像装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一信号波形图；

图3是本发明实施例提供的另一信号波形图；

图4是本发明实施例提供的另一种3D图像装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种光辐射的保护方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种3D图像装置的结构示意图。如图1所示，本发明的3D图像装置10包括光源11和光辐射的保护装置12。

其中，光源11用于向场景空间中发射辐射光信号，具体的，光源11是一预设扩散角将光辐射到场景空间中。本实施例中，光源11可以为能发射出辐射光信号的任意一种光源，例如激光红外光源、投影仪的投影灯、拍照用的摄影灯、医院中照明和消毒共用的复合灯等等。

光辐射的保护装置12包括发射器121、接收器122以及控制电路123。其中，发射器121用于向场景空间发射第一检测光信号T1。接收器122用于接收从场景空间入射的第二检测光信号T2。控制电路123用于判断第二检测光信号T2是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号T1。若是，则输出控制信号C，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

其中，发射符合人体健康标准的辐射光包括发射低能量密度的辐射光、发射低功率的辐射光等等。其中，能量密度和功率的值可以根据实际使用环境进行设定。

本实施例中，控制电路具体是控制对应的光源11关闭还是调整为发射出符合人体健康标准的辐射光是根据光源11发射的辐射光的特性而定。具体将在后文详述。

因此，本实施例中，能够在光源11的前方有物体时，可以自动关闭11或控制光源11调整为发射出符合人体健康标准的辐射光，若光源11前方的物体是人时，则能保护人体防止危害。

请一并参阅图2所示，图2是本发明实施例提供的信号波形图。控制电路123还包括信号产生单元1231。光辐射的保护装置12包括放大器124。其中，用于信号产生单元1231产生载波信号A和第一编码信号B1，并将载波信号A和第一编码信号B1合成为驱动信号t。放大器124用于将驱动信号t进行放大，并输出至发射器121以产生第一检测光信号T1。

接收器122包括接收单元1223、转换单元1221和放大/还原单元1222。其中，接收单元1223用于接收场景空间入射的第二检测光信号T2。转换单元1221用于将场景空间入射的第二检测光信号T2转换成电信号。放大/还原单元1222用于将电信号进行放大处理并根据载波信号A还原出第二编码信号B2，如图3所示。

其中，接收单元1223接收的信号的波段根据信号产生单元1231产生的信号而决定。具体而言，接收单元1223接收的信号的波段包含有信号产生单元1231产生的信号的波长。并且接收单元1223接收信号的灵敏度根据光源11所发射的光的种类来设置，例如若光源11发射的是激光，则接收单元1223接收信号的灵敏度设置得较高，若光源11发射的是前文所述的投影用的光、摄影用的光等，则接收单元1223接收信号的灵敏度设置得较低。

进一步的，控制电路123还包括判断单元1232和1234以及控制单元1233。其中，判断单元1232用于判断第二编码信号B2与第一编码信号B1是否相同。判断单元1234用于在判断单元1232判断的结果为是时，判断为第二检测光信号T2为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号T1，则进一步判断第二检测信号T2的光强是否等于或大于预设的阈值。控制单元1233用于在判断单元1234判断的结果为是时，输出控制信号C，以控制对应的光源11关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。在判断单元1232或判断单元1234判断的结果为否时，不输出任何信号。具体而言，在判断单元1232判断的结果为否时，判断为第二检测光信号T2不是由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号T1，则不输出任何信号。在判断单元1234判断的结果为否时，判断为第二检测光信号T2是由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号T1，但是第二检测光信号T2的光强小于预设的阈值，则此时同样不输出任何信号。

本实施例中，控制单元1233输出的控制信号C分为关闭控制信号或调整控制信号，具体由光源11的特性而定。包括以下三种情况：

第一种情况：光源11为激光红外光源。由于激光能对人体的皮肤和眼镜造成伤害。对皮肤造成的伤害主要过程表现为轻度红斑、灼烧直至组织炭化坏死，此外亦可损伤色素细胞，引起毛细拴塞，有时可见血管破渍和溢血。皮肤损伤通常是可逆和可复的。

对眼睛造成的伤害过程为：激光束通过眼自身的屈光系统在视网膜上聚焦成一个非常小的光斑，使光能高度集中而导致灼伤。处在红外区或微波区的激光辐射可被虹膜或晶体吸收造成热损伤，导致虹膜炎和白内障。眼睛受激光照射后，可突然有眩光感，出现视力模糊或眼前出现固定黑影，甚至视力丧失。激光辐射对视网膜的损害是无痛的，易被人们忽视。长期经常接触小剂量和漫反射激光的照射，人体一般不会发现自己视力的损伤，有时有一般神经衰弱，工作后视力疲劳、眼痛等，无特意症状。

因此，当光源11为红外激光光源时，由于激光的能量密度很大，会对人体造成很大的伤害，则控制单元1233输出的控制信号C为关闭控制信号，用于关闭光源11，以防止人体与激光光源11较近时，被这种不易察觉且伤害巨大的激光损伤皮肤或视力。

本实施例中，当光源11为红外激光光源时，发射器121优选为红外线二极管，接收器122优选为红外线接收管。并且第一检测光信号T1优选为红外线闪光信号。

第二种情况：光源11为投影仪的投影灯或拍照用的摄影灯等发射较高功率的光源。由于高功率的光源11发射的辐射光的能量同样较高，则在人体靠近该种光源11时，高能量的辐射光同样会对人体造成很大的危害，特别对人体的眼睛造成危害。则控制单元1233输出的控制信号C为调整控制信号，具体为降低光源11的发射功率，以降低辐射光的能量值，从而防止人体与光源11较近时，人体造成危害。

更进一步的，在光源11为投影仪的投影灯、拍照用的摄影灯等光源时，本实施例的装置12还包括一距离传感器125，其用于测量物体与光源11之前的距离，并将该距离值发送到控制单元1233中。控制单元1233在判断单元1232判断为接收器122接收到的第二检测光信号T2为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号T1时，结合距离传感器125检测到的距离做进一步的控制。具体而言，若控制单元1233接收到距离传感器125传输的距离值越来越小，说明物体向光源11方向移动，则控制单元1233输出控制信号，逐步降低光源11的发射功率，以逐步降低辐射光的能量值，当距离传感器125传输的距离值小于或等于预设的距离值时，控制单元1233输出控制信号，关闭光源11。由此可以防止人体越来越接近光源11时受到光源11强光照射而损害健康。

第三种情况：光源11为能发射紫外光和照明光的复合灯。该种光源11通常设置在既需要照明又需要消毒的场所，例如医院中。当光源11发射紫外光对场景空间进行消毒时，则在人体靠近该种光源11，即检测到第二检测光信号T2为物体空间中反射回来的第一检测光信号T1时，紫外光的辐射光会对人体造成很大的危害，特别对人体的眼睛造成危害。则控制单元1233输出的控制信号C为关闭信号或调整控制信号。具体为关闭紫外光的发射，或调整为发射照明用的辐射光信号以防止人体与光源11较近时，人体造成危害。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供的3D图像装置的另一种结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的3D图像装置30包括光源31、摄像机32以及光辐射的保护装置33。

其中，光源31用于向场景空间中发射辐射光信号。光源31与前文所述的光源11相同，在此不再赘述。

摄像机32用于获取场景空间的光信号，并进行互相关处理，以形成3D图像。其中，摄像机32包括彩色信息摄像机321和红外摄像机322。

光辐射的保护装置33包括接收器331、发射器332以及控制电路(图中未示)。其中，接收器331和发射器332的位置可以互换。本实施例的光辐射的保护装置33如前文的光辐射的保护装置12，在此不再赘述。

进一步的，3D图像装置30还包括壳体34、声音接收孔35以及支架36。其中，声音接收孔35设置在壳体34上，壳体34进一步用于保护光源31、摄像机32以及光辐射的保护装置33等元件。其中，接收器331和发射器332是通过壳体34上对应的通孔进行接收和发射相应的信号的。支架36用于支撑壳体34。

本发明还提供了一种光辐射的保护方法，该方法应用于前文所述的光辐射的保护装置中。具体请参阅图5。

如图5所示，本发明实施例的方法包括以下步骤：

步骤S1：向场景空间发射第一检测光信号。

在本步骤之前，首先产生载波信号和第一编码信号，并将载波信号和第一编码信号合成为驱动信号，然后将驱动信号进行放大，以形成第一检测光信号。

具体过程图如前文所述，在此不再赘述。

步骤S2：接收从场景空间入射的第二检测光信号。

本步骤具体为：将场景空间入射的第二检测光信号转换成电信号，然后将电信号进行放大处理并根据载波信号还原出第二编码信号。

具体过程如前文所述，在此不再赘述。

步骤S3：判断第二检测光信号是否为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号。

本步骤具体为判断第二编码信号与第一编码信号是否相同。若判断的结构为是，则跳转到步骤S4，若判断的结果为否，则跳转到步骤S5。

步骤S4：在判断单元判断的结果为是时，判断为第二检测光信号为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

进一步的，在步骤中，在判断到第二检测光信号为由场景空间中的物体反射回来的第一检测光信号时，进一步判断第二检测信号的光强是否等于或大于预设的阈值，若判断的结果为是，则输出控制信号，以控制对应的光源关闭或发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中，若判断的结果为否，则不输出任何信号。

具体判断和控制过程如前文所述，在此不再赘述。

步骤S5：在判断的结果为否时，则不输出任何信号。

因此，本发明实施例能自动防止不符合人体健康标准的辐射光对人体的危害。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光辐射的保护装置，其特征在于，所述保护装置包括：

发射器，用于向场景空间发射第一检测光信号；

接收器，用于接收从所述场景空间入射的第二检测光信号；

控制电路，用于判断所述第二检测光信号是否为由所述场景空间中的物体反射回来的所述第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述控制电路包括：

信号产生单元，用于产生载波信号和第一编码信号，并将所述载波信号和第一编码信号合成为驱动信号；

所述装置还包括：

放大器，用于将所述驱动信号进行放大，并输出至所述发射器以产生所述第一检测光信号。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述接收器包括：

转换单元，用于将所述场景空间入射的第二检测光信号转换成电信号；

放大/还原单元，用于将所述电信号进行放大处理并根据所述载波信号还原出第二编码信号。

4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述控制电路还包括：

第一判断单元，用于判断所述第二编码信号与所述第一编码信号是否相同；

第二判断单元，用于在所述第一判断单元判断的结果为是时，判断为所述第二检测光信号为由所述场景空间中的物体反射回来的所述第一检测光信号，则进一步判断所述第二检测信号的光强是否等于或大于预设的阈值；

控制单元，用于在所述第二判断单元判断的结果为是时，输出控制信号，以控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中，在所述第一判断单元或所述第二判断单元判断的结果为否时，不输出任何信号。

5.一种3D图像装置，其特征在于，所述3D图像装置包括：

光源，用于向场景空间中发射辐射光信号；

摄像机，用于获取所述场景空间的光信号，并进行互相关处理，以形成3D图像；以及

光辐射的保护装置，其包括如权利要求1-4任一项所述的光辐射保护的装置。

6.根据权利要求5所述3D图像装置，其特征在于，所述光源为激光红外光源，所述发射器为红外线二极管，所述接收器为红外线接收管。

7.一种光辐射的保护方法，其特征在于，所述方法包括：

向场景空间发射第一检测光信号；

接收从所述场景空间入射的第二检测光信号；

判断所述第二检测光信号是否为由所述场景空间中的物体反射回来的所述第一检测光信号，若是，则输出控制信号，进而控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

产生载波信号和第一编码信号，并将所述载波信号和第一编码信号合成为驱动信号；

将所述驱动信号进行放大，以形成所述第一检测光信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接收从所述场景空间入射的第二检测光信号的步骤包括：

将所述场景空间入射的第二检测光信号转换成电信号；

将所述电信号进行放大处理并根据所述载波信号还原出第二编码信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述判断所述第二检测光信号是否为由所述场景空间中的物体反射回来的所述第一检测光信号，若是，则输出控制信号的步骤包括：

判断所述第二编码信号与所述第一编码信号是否相同；

在判断的结果为是时，判断为所述第二检测光信号为由所述场景空间中的物体反射回来的所述第一检测光信号，则进一步判断所述第二检测信号的光强是否等于或大于预设的阈值，若判断的结果为是，则输出控制信号，以控制对应的光源关闭或调整为发射出符合人体健康标准的辐射光到所述场景空间中，若判断的结果为否，则不输出任何信号；

在判断的结果为否时，不输出任何信号。