專利名稱：一種激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
夜視監(jiān)控系統(tǒng)通常需要同時使用紅外激光補(bǔ)光裝置進(jìn)行補(bǔ)光，以使攝像機(jī)在黑暗的環(huán)境下能獲得比較清晰的監(jiān)控圖像。但是當(dāng)人體距離紅外激光補(bǔ)光裝置較近(如15米) 時，如果此時紅外激光補(bǔ)光裝置的出光角度比較小，如在3度以下，這樣很容易對人眼造成直接損傷。
因此，現(xiàn)有的夜視監(jiān)控系統(tǒng)還有待改進(jìn)和發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中紅外激光發(fā)射裝置工作時容易損傷人眼的問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案一種激光夜視系統(tǒng)，其包括用于探測人體紅外線的探測器；用于在夜視環(huán)境下進(jìn)行紅外補(bǔ)光的紅外激光發(fā)射裝置；用于對探測器檢測的信號進(jìn)行處理，并相應(yīng)控制紅外激光發(fā)射裝置的開啟與關(guān)閉，及調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的出光角度的信號處理器；所述探測器和紅外激光發(fā)射裝置均與所述信號處理器連接；其中，所述信號處理器用于在探測器檢測有人體紅外線時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)為大于或等于40度。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，信號處理器包括用于對探測器輸出的信號進(jìn)行放大的第一放大電路和用于對第一放大電路輸出的信號進(jìn)行處理的信號處理芯片，所述第一放大電路串聯(lián)在所述探測器和信號處理芯片之間。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，信號處理器還包括用于對第一放大電路輸出的信號進(jìn)行第二次放大的第二放大電路，所述第二放大電路串接在所述第一放大電路和信號處理芯片之間。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，所述第一放大電路包括三極管、第一電阻和第二電阻， 所述第一電阻的一端連接三極管的基極，另一端連接三極管的集電極，也經(jīng)由第二電阻連接高電平，所述三極管的集電極連接信號處理芯片，發(fā)射極接地。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，所述第二放大電路包括運(yùn)算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容和第二電容，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端依序經(jīng)由第三電阻和第一電容連接三極管的集電極，反向輸入端經(jīng)由第四電阻接地，也經(jīng)由第五電阻連接運(yùn)算放大器的輸出端，還經(jīng)由第二電容連接運(yùn)算放大器的輸出端，所述運(yùn)算放大器的輸出端連接CN 102547098 A信號處理芯片。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，所述探測器包括熱釋電傳感器、菲涅爾透鏡和濾光片；所述濾光片位于熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位于熱釋電傳感器的前方。
上述的激光夜視系統(tǒng)中，所述濾光片上鍍有中心波長為10400nm的紅外膜。
一種采用上述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法，其包括A、當(dāng)探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在人體紅外線時，將其采集的信號發(fā)送給信號處理器；B、由信號處理器判斷紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度是否大于等于40度；如果是，則執(zhí)行步驟A ;否則，執(zhí)行步驟C ;C、關(guān)閉所述紅外激光發(fā)射裝置；D、將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度調(diào)節(jié)至大于等于40度后，重新啟動紅外激光發(fā)射>J-U裝直。
上述的所述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法中，在步驟A之前，所述的方法還包括A01、在夜視狀態(tài)下，將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)光角度調(diào)整為40度，并開啟紅外激光發(fā)射裝置；A02、將紅外激光發(fā)射裝置設(shè)置為激光發(fā)射角度處于可調(diào)狀態(tài)。
上述的所述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法中，所述步驟A具體包括Al、當(dāng)探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在有人體紅外線時，通過第一放大電路將探測器輸出的信號進(jìn)行第一次放大；A2、由第二放大電路將第一放大電路放大后的信號再次放大輸出給信號處理器。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法，其激光夜視系統(tǒng)包括用于探測人體紅外線的探測器；用于在夜視環(huán)境下進(jìn)行紅外補(bǔ)光的紅外激光發(fā)射裝置；用于對探測器檢測的信號進(jìn)行處理，并相應(yīng)控制紅外激光發(fā)射裝置的開啟與關(guān)閉，及調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的出光角度的信號處理器；所述探測器和紅外激光發(fā)射裝置均與所述信號處理器連接；其中，所述信號處理器用于在探測器檢測有人體紅外線時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)為大于或等于40度。本發(fā)明通過探測器檢測其檢測區(qū)域是否有人存在，當(dāng)有人存在時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)到大于或等于40度， 從而避免了損傷人眼。


圖I為本發(fā)明激光夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明激光夜視系統(tǒng)的電路原理圖。
圖3為本發(fā)明激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖1，其為本發(fā)明激光夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述激光夜視系統(tǒng)包括攝像機(jī)10和紅外激光發(fā)射裝置20。所述紅外激光發(fā)射裝置20位于攝像機(jī)10的一側(cè)，用于在環(huán)境亮度較暗時發(fā)射紅外線進(jìn)行補(bǔ)光，使攝像機(jī)10采集圖像時可以不受環(huán)境亮度的影響。
請一并參閱圖2，為了在紅外激光發(fā)射裝置20補(bǔ)光時，不損傷人的眼睛，本發(fā)明提供的激光夜視系統(tǒng)還包括探測器30和信號處理器40，所述探測器30和紅外激光發(fā)射裝置 20均與所述信號處理器40連接。
具體來說，所述探測器30用于探測人體紅外線，而其它波長的紅外線全部吸收， 所述紅外激光發(fā)射裝置20用于在夜視環(huán)境下進(jìn)行紅外補(bǔ)光，所述信號處理器40用于對探測器30檢測的信號進(jìn)行處理，并相應(yīng)控制紅外激光發(fā)射裝置20的開啟與關(guān)閉，及調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置20的出光角度，其中，所述信號處理器40用于在探測器30檢測有人體紅外線時，將紅外激光發(fā)射裝置20的出光角度調(diào)節(jié)為大于或等于40度。在具體實(shí)施過程中，當(dāng)探測器30檢測其探測區(qū)域內(nèi)有人體紅外線時，先由信號處理器40判斷紅外激光發(fā)射裝置 20的出光角度是否小于40度，當(dāng)出光角度小于40度時，先控制紅外激光發(fā)射裝置20關(guān)閉， 再將紅外激光發(fā)射裝置20的出光角度調(diào)節(jié)至大于等于40度后，重啟所述紅外激光發(fā)射裝置20，從而避免了損傷人眼。
請再次參閱圖2，在本發(fā)明提供的激光夜視系統(tǒng)中，所述信號處理器40包括第一放大電路401和信號處理芯片Ul，所述第一放大電路401串聯(lián)在所述探測器30和信號處理芯片Ul之間。所述第一放大電路401用于對探測器30輸出的信號進(jìn)行放大，所述信號處理芯片Ul用于讀取第一放大電路401的放大的信號，并對該信號進(jìn)行處理。
具體來說，所述第一放大電路401包括三極管VT1、第一電阻Rl和第二電阻R2， 所述第一電阻Rl的一端連接三極管VTl的基極，另一端連接三極管VTl的集電極，也經(jīng)由第二電阻R2連接5V的高電平，所述三極管VTl的集電極連接信號處理芯片Ul，發(fā)射極接地。
本發(fā)明實(shí)例中，所述信號處理器40還包括用于對第一放大電路401輸出的信號進(jìn)行第二次放大的第二放大電路402，所述第二放大電路402串接在所述第一放大電路401和信號處理芯片Ul之間。
具體實(shí)施時，所述第二放大電路402包括運(yùn)算放大器LC2A、第三電阻R3、第四電阻 R4、第五電阻R5、第一電容Cl和第二電容C2，所述運(yùn)算放大器LC2A的正向輸入端依序經(jīng)由第三電阻R3和第一電容Cl連接三極管VTI的集電極，反向輸入端經(jīng)由第四電阻R4接地，也經(jīng)由第五電阻R5連接運(yùn)算放大器LC2A的輸出端，還經(jīng)由第二電容C2連接運(yùn)算放大器LC2A 的輸出端，所述運(yùn)算放大器LC2A的輸出端連接信號處理芯片Ul的AD采樣端口。
本發(fā)明提供的激光夜視系統(tǒng)經(jīng)過第一放大電路401和第二放大電路402進(jìn)行兩級放大后，可將探測器30采集的信號放大70分貝以上，從而就可以測出1(T20米范圍內(nèi)人的行動，擴(kuò)大了激光夜視系統(tǒng)的監(jiān)控范圍。
請再次參閱圖2，所述探測器30包括熱釋電傳感器(RE200B)、菲涅爾透鏡(圖中未出示)和濾光片(圖中未出示)。所述濾光片位于熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位于熱釋電傳感器的前方。
以下對本發(fā)明采用的探測器30進(jìn)行詳細(xì)介紹6熱釋電傳感器(RE200B)主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、 硫酸三甘鈦等制成尺寸為2xlmm的探測元件。在每個探測器30內(nèi)裝入兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾(如圖2所示)。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。
為了提高探測器30的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器30的前方裝設(shè)一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合使用，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出1(T20米范圍內(nèi)人的行動。
所述菲涅爾透鏡利用透鏡的光學(xué)原理，在探測器30前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而增強(qiáng)其能量幅度。
由于人體輻射的紅外線中心波長為擴(kuò)IOum (微米)，而探測元件的波長靈敏度在0.2 20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。為了濾除其它干擾，所述濾光片上鍍有中心波長為 10400nm的紅外膜，能其透過波長范圍為7_10um的紅外線，使該濾光片只能使人體的紅外線透過，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用于探測人體輻射的紅外線傳感器(即探測器30)。當(dāng)然，本發(fā)明不限于此，在其它實(shí)施例中，還可以采用超聲波檢測代替熱釋電傳感器的檢測，只是超聲波檢測到的不局限人體，還包括其他物體， 容易引起誤判。
當(dāng)探測器30接收到人體發(fā)出的紅外線后，輸出電壓信號由第三電容C3耦合送至第一放大電路401,經(jīng)過第一放大電路401放大后輸送給運(yùn)算放大器LC2A的反向輸入端， 該運(yùn)算放大器LC2A具有共模輸入電壓高、輸入電阻高和輸出電路低的特點(diǎn)，由運(yùn)算放大器 LC2A放大后輸出至信號處理芯片Ul的AD采樣端口。所述信號處理芯片Ul采用信號為 ATmegal6的單片機(jī)，該單片機(jī)通過AD采樣過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷紅外激光發(fā)射裝置前端是否有人體紅外輻射，當(dāng)有人體出現(xiàn)時馬上關(guān)閉激光輸出，之后調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的出光角度到40度以上使光的強(qiáng)度削弱，然后再打開激光，避免對人眼造成傷害。
本實(shí)施例中，所述信號處理器40還包括用于控制紅外激光發(fā)射裝置20開啟與關(guān)閉的AS3145芯片U2，該AS3145芯片U2的EN管腳連接信號處理芯片Ul，其LX和FB管腳與紅外激光發(fā)射裝置20的激光管連接，通過信號處理芯片Ul輸出高、低電平相應(yīng)控制該 AS3145芯片U2的開和關(guān)，從而控制激光管點(diǎn)亮和熄滅。
基于上述的激光夜視系統(tǒng)，本發(fā)明還相應(yīng)提供一種采用上述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法，如3所示，其包括S11、當(dāng)探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在人體紅外線時，將其采集的信號發(fā)送給信號處理器；本發(fā)明實(shí)施例中，在探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在有人體紅外線時，通過第一放大電路將探測器輸出的信號進(jìn)行第一次放大；之后輸出至第二放大電路中，通過第二放大電路將第一放大電路放大后的信號再次放大輸出給信號處理器。
S21、由信號處理器判斷紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度是否大于等于40度；如果是，則執(zhí)行步驟Sll ;否則，執(zhí)行步驟S31 ；S31、關(guān)閉所述紅外激光發(fā)射裝置；S41、將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度調(diào)節(jié)至大于等于40度后，重新啟動紅外激光發(fā)射裝置。
其中，在步驟Sll之前，所述的方法還包括在夜視狀態(tài)下，將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)光角度調(diào)整為40度，并開啟紅外激光發(fā)射裝置；然后，將紅外激光發(fā)射裝置設(shè)置為激光發(fā)射角度處于可調(diào)狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明通過探測器檢測其檢測區(qū)域是否有人存在，當(dāng)有人存在時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)到大于或等于40度，從而避免了損傷人眼，而且其工作不受環(huán)境亮度的影響，只要探測器前方15米以內(nèi)有人體出現(xiàn)就自動調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的光角度，其智能化程度高。
可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種激光夜視系統(tǒng),其特征在于,包括用于探測人體紅外線的探測器；用于在夜視環(huán)境下進(jìn)行紅外補(bǔ)光的紅外激光發(fā)射裝置；用于對探測器檢測的信號進(jìn)行處理，并相應(yīng)控制紅外激光發(fā)射裝置的開啟與關(guān)閉，及調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的出光角度的信號處理器；所述探測器和紅外激光發(fā)射裝置均與所述信號處理器連接；其中，所述信號處理器用于在探測器檢測有人體紅外線時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)為大于或等于40度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，信號處理器包括用于對探測器輸出的信號進(jìn)行放大的第一放大電路和用于對第一放大電路輸出的信號進(jìn)行處理的信號處理芯片，所述第一放大電路串聯(lián)在所述探測器和信號處理芯片之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，信號處理器還包括用于對第一放大電路輸出的信號進(jìn)行第二次放大的第二放大電路，所述第二放大電路串接在所述第一放大電路和信號處理芯片之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，所述第一放大電路包括三極管、第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的一端連接三極管的基極，另一端連接三極管的集電極，也經(jīng)由第二電阻連接高電平，所述三極管的集電極連接信號處理芯片，發(fā)射極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，所述第二放大電路包括運(yùn)算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容和第二電容，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端依序經(jīng)由第三電阻和第一電容連接三極管的集電極，反向輸入端經(jīng)由第四電阻接地，也經(jīng)由第五電阻連接運(yùn)算放大器的輸出端，還經(jīng)由第二電容連接運(yùn)算放大器的輸出端，所述運(yùn)算放大器的輸出端連接信號處理芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器包括熱釋電傳感器、 菲涅爾透鏡和濾光片；所述濾光片位于熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡之間，且菲涅爾透鏡位于熱釋電傳感器的前方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光夜視系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光片上鍍有中心波長為 10400nm的紅外膜。
8.一種采用權(quán)利要求I所述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法，其特征在于，包括A、當(dāng)探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在人體紅外線時，將其采集的信號發(fā)送給信號處理器；B、由信號處理器判斷紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度是否大于等于40度；如果是，則執(zhí)行步驟A ;否則，執(zhí)行步驟C ;C、關(guān)閉所述紅外激光發(fā)射裝置；D、將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)射角度調(diào)節(jié)至大于等于40度后，重新啟動紅外激光發(fā)射>J-U裝直。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的所述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法，其特征在于，在步驟A之前，所述的方法還包括A01、在夜視狀態(tài)下，將紅外激光發(fā)射裝置的發(fā)光角度調(diào)整為40度，并開啟紅外激光發(fā)射裝置；A02、將紅外激光發(fā)射裝置設(shè)置為激光發(fā)射角度處于可調(diào)狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的所述激光夜視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)人眼的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括Al、當(dāng)探測器檢測其探測區(qū)域內(nèi)存在有人體紅外線時，通過第一放大電路將探測器輸出的信號進(jìn)行第一次放大；A2、由第二放大電路將第一放大電路放大后的信號再次放大輸出給信號處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光夜視系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)人眼保護(hù)的方法，其激光夜視系統(tǒng)包括用于探測人體紅外線的探測器；用于在夜視環(huán)境下進(jìn)行紅外補(bǔ)光的紅外激光發(fā)射裝置；用于對探測器檢測的信號進(jìn)行處理，并相應(yīng)控制紅外激光發(fā)射裝置的開啟與關(guān)閉，及調(diào)整紅外激光發(fā)射裝置的出光角度的信號處理器；所述探測器和紅外激光發(fā)射裝置均與所述信號處理器連接；其中，所述信號處理器用于在探測器檢測有人體紅外線時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)為大于或等于40度。本發(fā)明通過探測器檢測其檢測區(qū)域是否有人存在，當(dāng)有人存在時，將紅外激光發(fā)射裝置的出光角度調(diào)節(jié)到大于或等于40度，從而避免了損傷人眼。
文檔編號G03B15/05GK102547098SQ20121002405
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者莊敏, 鹿鵬 申請人:深圳市保千里電子有限公司