光投射方法及光投射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种保障安全的光投射方法，包括：以安全功率开启光源；通过衍射光学元件，将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；采集所述图案；判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源，其中所述额定功率高于所述安全功率。本发明专利技术还公开了一种保障安全的光投射设备。根据本发明专利技术实施例的光投射方法和光投射设备，在保障用户安全的情况下，能够将光学系统的尺寸做的较小，简化结构，降低成本，同时能够提高光能利用率。

【技术实现步骤摘要】
光投射方法及光投射装置
本专利技术涉及光学
，尤其涉及通过对投射图案进行分析以保障安全的

技术介绍
目前人脸识别技术大多基于二维图像，存在活体检测步骤繁琐，安全性不高的问题。iPhoneX的发布，将3D人脸识别技术带入了消费电子市场，解决了活体检测步骤复杂、安全性不高的问题。iPhoneX的3D人脸识别技术采用红外激光为光源，通过衍射光学元件DOE调制成随机点阵，投射在人脸上，点阵在人脸上形成每张人脸的独特特征，再结合二维人脸图像，抽取人脸特征，完成人脸识别。经过DOE调制后的激光，功率分布分散，单位面积功率较低，在人眼安全可接受阈值之内。但如果DOE发生异常(破裂或脱落)，未经调制的激光功率分布集中，如果照射人眼会对人眼造成伤害，因此需要一套保障人眼安全的措施。iPhoneX的DOE具有ITO(铟锡氧化物半导体)，通过监测ITO的电容情况，判断DOE是否异常，如果发生异常，则关闭激光器，以保护人眼不受激光直射的危害。iPhoneX人脸识别的工作过程如图1所示，具体描述如下：1.接近度传感器工作，检测人脸到人脸识别模组距离，当距离在特定范围内(如200mm-700mm)，激活泛光照明器(Floodilluminator)，出射均匀红外光，将人面部照亮，红外相机拍摄人脸图像；2.关闭泛光照明器，激活点阵投射器(Dotprojector)，红外点阵投射到人面部，红外相机拍摄人脸点阵图像；3.将人脸图像与人脸点阵图像发送到应用程序处理单元，完成人脸识别。该结构中，需要ITO检测模块，使人脸识别模组结构复杂、尺寸增大、成本增加，同时光能利用率降低。iPhoneX的点阵投射器的结构，其中在激光光源的光路下游设置有准直透镜，用于对激光进行准直。在准直透镜的光路下游设置有衍射光学元件以及ITO。通过监测ITO的电容情况，判断衍射光学元件是否异常，如果发生异常，则关闭激光器，以保护人眼不受激光直射的危害
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个缺陷，本专利技术提供一种保障安全的光投射方法和设备。本专利技术的实施例可以将针对发散光源设计的DOE应用在人脸识别上，提出一种新的人眼安全保障方法，该方法可以去掉ITO，简化结构、缩小尺寸、降低成本，同时提高光能利用率。有鉴于此，本专利技术提出一种保障安全的光投射方法，包括：以安全功率开启光源；通过衍射光学元件，将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；采集所述图案；判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源。根据本专利技术的一个方面，所述的光投射方法还包括：如果所述图案异常，则关闭所述光源，其中所述光源优选为激光光源，所述额定功率优选高于所述安全功率。根据本专利技术的一个方面，所述的光投射方法还包括：基于所述光源或所述衍射光学元件与所述目标表面的距离所述计算所述安全功率。根据本专利技术的一个方面，所述的光投射方法还包括：如果所述图案异常，判断故障在于所述光源和/或所述衍射光学元件。根据本专利技术的一个方面，其中所述光源配置成发射非平面波的发散光，所述衍射光学元件优选为针对入射光场波前相位分布进行光学调制的衍射光学元件。根据本专利技术的一个方面，其中在所述光源和所述衍射光学元件之间未通过准直透镜进行准直处理，和/或光通过所述衍射光学元件调制后，未通过ITO过滤。本专利技术还提供一种光投射装置，包括：光源；衍射光学元件，所述衍射光学元件配置成可将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；图像采集装置，所述图像采集装置配置成可采集所述图案；处理装置，所述处理装置与所述图像采集装置耦合，并判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源。根据本专利技术的一个方面，所述处理装置配置成如果判断所述图案异常，则关闭所述光源，其中所述光源优选为激光光源，其中所述光投射装置还可包括接近度传感器和/或距离传感器，以测量所述光源或所述衍射光学元件与所述目标表面之间的距离，所述处理装置还配置成基于所述光源或所述衍射光学元件与所述目标表面的距离所述计算所述安全功率，其中所述额定功率优选高于所述安全功率。根据本专利技术的一个方面，所述的光投射装置还包括：所述处理装置还配置成如果判断所述图案异常，则判断故障在于所述光源和/或所述衍射光学元件。根据本专利技术的一个方面，其中所述光源配置成发射非平面波的发散光，所述衍射光学元件是针对入射光场波前相位分布进行光学调制的衍射光学元件，其中优选地，在所述光源和所述衍射光学元件之间不具有准直透镜，和/或在所述衍射光学元件的表面上或光路下游不设置有ITO。本专利技术还提供一种电子设备，包括：本体；和如上所述的光投射装置。根据本专利技术的一个方面，所述的电子设备还包括接近度传感器和/或距离传感器，所述接近度传感器和/或距离传感器可检测所述光投射装置之间的距离，所述光投射装置的处理装置配置成当检测到所述距离在预定范围内时，进行以下操作：以安全功率开启光源；通过衍射光学元件，将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；采集所述图案；判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源，其中所述额定功率优选高于所述安全功率。根据本专利技术实施例的光投射方法和光投射设备，在保障用户安全的情况下，能够将光学系统的尺寸做的较小，简化结构，降低成本，同时能够提高光能利用率。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了iPhoneX的人眼安全保障方法；图2示出了根据本专利技术一个实施例的光投射方法；图3示出了根据本专利技术一个优选实施例的光投射方法；图4示出了根据本专利技术一个实施例的光投射装置；图5示出了正常工作状态下的光斑图案；图6A和6B示出了当衍射光学元件发生故障时的光斑图案；和图7A、7B和7C示出了当光源发生故障时的光斑图案。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保障安全的光投射方法，包括：以安全功率开启光源；通过衍射光学元件，将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；采集所述图案；判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源。

【技术特征摘要】
2019.02.01 CN 2019201865859;2019.02.01 CN 201910101.一种保障安全的光投射方法，包括：以安全功率开启光源；通过衍射光学元件，将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；采集所述图案；判断所述图案是否正常，如果正常，以额定功率开启所述光源。2.根据权利要求1所述的光投射方法，其特征在于，还包括：如果所述图案异常，则关闭所述光源，其中所述光源优选为激光光源，所述额定功率优选高于所述安全功率。3.根据权利要求1或2所述的光投射方法，其特征在于，还包括：基于所述光源或所述衍射光学元件与所述目标表面的距离所述计算所述安全功率。4.根据权利要求1或2所述的光投射方法，其特征在于，还包括：如果所述图案异常，判断故障在于所述光源和/或所述衍射光学元件。5.根据权利要求1或2所述的光投射方法，其特征在于，其中所述光源配置成发射非平面波的发散光，所述衍射光学元件优选为针对入射光场波前相位分布进行光学调制的衍射光学元件。6.根据权利要求1-2中任一项所述的光投射方法，其特征在于，其中在所述光源和所述衍射光学元件之间未通过准直透镜进行准直处理，和/或光通过所述衍射光学元件调制后，未通过ITO过滤。7.一种光投射装置，包括：光源；衍射光学元件，所述衍射光学元件配置成可将所述光源发出的光进行调制，在目标表面上投射出图案；图像采集装置，所述图像采集装置配置成可采集所述图案；处理装置，所述处理装置与所述图像采集装置耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓东，田克汉，魏丽欣，
申请(专利权)人：杭州驭光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33