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 于在擴展軸上擴展由所述光源發(fā)射的光的擴展設(shè)備。此外，該設(shè)備具有帶有用于發(fā)出光 的前盤(front disk)的外殼。所述擴展設(shè)備被設(shè)置為擴展光線，并且/或者所述光源的光 源點被相對于前盤設(shè)置為，使得在操作時，擴展軸中的光出現(xiàn)在前盤的大部分寬度中， 從而消除光線對于人和人眼的危害。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。這一目的通過權(quán)利要求1的特征來達到。在從屬權(quán)利要求中，說明了本發(fā)明的 優(yōu)點和適當?shù)母倪M。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物體的單位面積中的瞬時和/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，從而在對被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)物體進行 檢測期間，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預定值，其中所述傳感器被配 置為首先使用對人不產(chǎn)生危害可能或不產(chǎn)生顯著危害可能的相對低功率來測量在所述發(fā) 射單元的預定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。相對低功率可被理解為，在預定危害區(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)對人的危害，或不出現(xiàn)對人的 顯著危害。如果沒有檢測到物體，則功率優(yōu)選地被增加，尤其是增量式增加。通過這種辦法，有可能將對被發(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)。這是因為當傳感器檢測到物體(由于物體可能是人、動物、或者其它敏感設(shè) 備，因此檢測導致固有的危害可能的存在)時，其實質(zhì)上獨立地進行識別，并確保輻射 的強度被控制在無害的范圍。
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，最大許可的單位面積功率可在物體檢測期間被基本 限制到預定的值，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間積分，即單位面積平均功率，被限制為 預定值。這是因為，一般來說，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)對于人的安全的許可強度的考慮中，EN 60825標準被予以考 慮。輻射功率優(yōu)選地應被限制(dimensioned)為對于人，尤其是在物體相對于發(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到物體，則可增加傳感器的強度。因此，任何傳感器都能以相對高強度使用，并且不需要對外殼的幾何調(diào)節(jié)，通 常這種幾何調(diào)節(jié)的要求會導致外殼無法做得小而美觀。在本發(fā)明的又一尤為優(yōu)選的實施例中，傳感器包括確定施加到被檢測物體上的 瞬時和/或平均的單位面積功率的3D傳感器。功率可被調(diào)節(jié)到預定的水平。在這里， 通過使用發(fā)射單元作為距離測量的輻射源，3D傳感器可被用于檢測距離，例如，通過所 獲得的距離以及另一個發(fā)射器的已知發(fā)射錐體及它發(fā)射的功率，從而來確定另一個發(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)于抵達物體的單位面積功率 的距離測量。發(fā)射單元可以被布置在帶有用于距離測量的3D傳感器的構(gòu)造單元中。也 可以想到獨立的構(gòu)造。原則上，可以配備多個發(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量。如果傳感器有多個發(fā)射單元，其可以被用于監(jiān)控 一個或多個發(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)控聲源抵達物體的單位面積 功率。當光被使用時，根據(jù)本發(fā)明可以確保對于眼睛的高度安全。另外，如果可以通過調(diào)節(jié)裝置，以單位時間內(nèi)的測量次數(shù)或原則上的輻射時間 對單位面積平均功率進行調(diào)節(jié)，將是較佳的。例如，在對物體進行檢測期間，單位時間內(nèi)執(zhí)行較少次的測量，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，可以通過調(diào)節(jié)裝置而降低功率。因此，例如，通過降低發(fā)射功率，并且掃描速率保 持不變，使得物體上的強度得以降低。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工作。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施例中，調(diào)節(jié)裝置被設(shè)計用于降低發(fā)射單元的至少一 個輻射被檢測物體的發(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)射單元的至少一個發(fā)射器可以用可調(diào)光闌裝置遮蓋。通過這種方式，例如，可以遮蔽監(jiān)控區(qū)域中的檢測到物體的區(qū) 域。相應的，可避免在該區(qū)域中對該物體的過量輻射。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，當準確地確定了物體時，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的傳感器?？梢韵氲绞褂蔑w行時間或傳送時間矩陣，其可以用于 檢測場景的像素相關(guān)距離，其中發(fā)射器用其光源照射該場景。也可以想到使用攝像機， 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。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)置多個這樣的擋光板。為了避免危害物體，尤其是人和動物，還建議傳感器被配置為首先以相對低的 不會產(chǎn)生危害可能的第一功率來測量在發(fā)射單元的預定鄰近區(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。通過發(fā)射器來 控制電流是相對簡單的。由于在大多數(shù)情況下，當在檢測區(qū)域僅有一個物體時，傳感器 已經(jīng)切換，無疑以降低的發(fā)射功率不再能探測得到遠處的物體。傳感器同等迅速地響 應，只是其靈敏度受到限制。因此，雖然例如長距離檢測在該測量狀態(tài)下必須被忽略， 最重要的功能是定期地無限制地可用的。可以在發(fā)射器處通過，例如，設(shè)置在發(fā)射器的電路路徑中的晶體管、場效應晶 體管、或者變阻器來調(diào)節(jié)電流。這些元件成本低、易于驅(qū)動且可以持續(xù)地調(diào)節(jié)或甚至完 全關(guān)斷電流。本發(fā)明可被應用于光學傳感器的所有區(qū)域，包括房門、大門、以及安全區(qū)域。 本發(fā)明的過程也可用于“游戲”，例如，游戲控制臺，還可用于醫(yī)學應用、用于煙霧傳 感器、用于機器人。另外，本發(fā)明可以應用機器、移動電話以及虹膜掃描儀。也可以想 到在車內(nèi)視覺改善設(shè)備中的應用，例如，應用在夜視設(shè)備中，或應用在用于監(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， 僅在檢測到人的情況下啟動對于單位面積功率的限制過程，對于其它物體的情況傳感器 繼續(xù)以正常功率工作。除了人，也可以進行有關(guān)動物的區(qū)分。也可想到的是，對單位面 積功率的限制可尤其僅相對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)選地僅僅檢查對于單眼的單位面積功率。其背景在于，因為紅外范圍中也有過多的光 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。可以輸出警告信 號，例如，使得受威脅的人離開傳感器的聽覺信號、文本、或光信號。例如，所述聽覺 信號或光信號可以非常令人不快，從而使得人自動離開傳感器，或者使得人將其視線轉(zhuǎn)
5到另一個無害的方向。也可以想到一種電信號形式的警告信號，例如，給高級別控制系 統(tǒng)的電信號。由于紅外線對于人類是不可視的，所以沒有眼部反應。根據(jù)本發(fā)明，可見光可 被用于發(fā)射很亮以導致期望的眼部反應的警告信號。在測量期間，用于可見光的光源可被開啟。該可見光的強度優(yōu)選地被選擇為使 得眼部反應發(fā)生。然而，可見和不可見光的總強度不應超過臨界限制。這可以通過，例 如，隨時間控制可見光和不可見光的強度以使得總強度保持恒定來實現(xiàn)。例如，兩種光 以180°相移來正弦調(diào)制。這兩種光源也可以以時分復用方式來工作。這種控制強度的方式可以是不進行任何調(diào)節(jié)或者確定傳感器到物體的距離。
具體實施例方式以下文字中，將參照附圖更為詳細地解釋本發(fā)明的示例實施例。

圖1示出傳感器1，通過使用該傳感器監(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/或聲學輻射 的發(fā)射單元5。為了能夠確保對要被監(jiān)控的被監(jiān)控區(qū)域2中的物體的可靠檢測，在被監(jiān)控區(qū)域 內(nèi)未監(jiān)測到物體時，發(fā)射單元5的發(fā)射功率可以以相對高的輻射功率工作。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。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，該過程期間，所述能量在對應于例 如矢量箭頭6的長度。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?shù)胤磻?能量的量。為了確保被檢測物體3不會較長時間被過多能量輻射，傳感器1包括適于檢測施 加到被檢測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 以基于檢測結(jié)果以及對于物體的最大許可輻射的預定值來啟動對于發(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)射功率對人眼即使直接輻射也是無害的。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心半圓12并且可以采用例如光闌12的方式來實現(xiàn)。所述調(diào)節(jié)裝置也可以被配置成有可能對人或諸如狗、貓的動物進行檢測。有利 的是，發(fā)射功率隨后不會在檢測到各個物體時減小，除非檢測到了人或動物。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入射到被檢測物體上的能量。標號列表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 物體的單位面積的瞬時和/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 而當在被監(jiān)控區(qū)域中檢測到物體(3)時，使得入射到物體上的能量的單位面積的瞬時和/ 或平均功率不超過預定值，其中所述傳感器被配置為首先使用對人不產(chǎn)生危害可能或不 產(chǎn)生顯著危害可能的相對低功率來測量在所述發(fā)射單元的預定鄰近區(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 定施加到被檢測物體的單位面積的瞬時和/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 以單位時間測量次數(shù)以及/或者輻射發(fā)射單元的測量周期進行調(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，的施加于被檢測物體的單位面積的瞬時和/或平均功率。另外，配置有調(diào)節(jié)裝置，從而當在被監(jiān)控區(qū)域中檢測到物體時，使得入射到物體上的能量的單位面積的瞬時和/或平均功率不超過預定值，其中所述傳感器被配置為首先使用對人不產(chǎn)生危害可能或不產(chǎn)生顯著危害可能的相對低功率來測量在所述發(fā)射單元的預定鄰近區(qū)域內(nèi)是否有物體。
文檔編號G01S7/484GK102016633SQ200980113955
公開日2011年4月13日 申請日期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 申請人:塞德斯股份公司