[发明专利]一种用于智能门锁的激光源装置

说明书

本发明公开了一种用于智能门锁的激光源装置，包括激光投射器和安装所述激光投射器的框架，所述激光投射器具有连接件，所述框架具有通孔，所述激光投射器可转动的安装于所述通孔内，所述激光投射器通过连接件连接在所述通孔的孔壁上，且所述激光投射器以所述连接件为旋转轴相对所述通孔孔壁旋转，所述激光投射器通过所述连接件与所述框架呈任意夹角。所述连接件包括连接轴，所述连接轴的一端与所述激光投射器的外表面连接，另一端为自由端；所述连接轴包括两个，两个连接轴分别对称设置在所述激光投射器的两侧。本发明所述的激光源装置可以避免零级衍射对人眼的伤害。

技术领域

本发明涉及智能门锁人脸识别技术领域，尤其涉及一种用于智能门锁的激光源装置。

背景技术

目前，人脸识别技术主要采用3D结构光方案，该方案的主要工作原理是通过红外投射器6向被测物体1投射出经过编码或者随机的红外散斑或光点，这些编码或散斑图像照射在被测物体1上再经过被测物体1的反射，进入红外摄像机2(也可以包括彩色摄像机)，红外摄像机2接收到图像后，由后端电路加载的三角算法，将图像信息转换成深度信息，从而构建出深度图和点云图，达到3D重建的目的。

而红外投射器在投射出经过编码或者随机的红外散斑或光点时，光源3需要先经过准直系统4的调整，再经过安装在红外投射光源3前部的衍射光学元件(DOE)5的衍射后才照射在被测物体1上，如图1结构光设备原理示意图所示。

三角算法基本原理如图2所示，β和α角以及光源3和红外摄像机2接收端的距离L都是已知的，Z轴上的h，也就是需要被求出的被测物体1的某个点的深度，可以通过简单的三角运算算出。

基于三角算法的原理，现有的结构光设备大多采用了两种布局，其如图3所示：

(1)方案1，基本组成包括一颗红外投射器6和一颗红外摄像机2，彩色相机为选装，为单目方案。

(2)方案2，基本组成包括一颗红外投射器6和两颗红外摄像机2，彩色相机为选装，为双目方案。

再如图4智能门锁红外激光投射路径示意图所示，长方形代表智能门锁7，带有结构光人脸识别装置的智能门锁7的安装高度一般离地90-105cm处，门锁中的“71”代表其中的人脸识别模块。在人脸识别模块71水平安装时，模块中的红外投射光源发射出的激光在经过光学透镜和光学衍射镜片DOE后，一般会在人体开门距离(大约离门60cm处)处形成一个图像，如图5中方框中的图像所示，该图像照射在人脸上，经过人脸反射被门锁中的红外摄像模组3D成像。经过DOE散射后投射在人脸上的图像一般由散斑(如图5所示)或结构编码组成，无论是哪种图像，其中间圆点处就是激光的零级衍射，而图像受制于衍射光学镜片的设计和制造，因此零级衍射很难消除。该零级衍射光斑会影响成像质量，干扰系统的3D测量精度，更严重的后果是零级衍射光能量高，直接照射会对人眼造成永久伤害。

当光束照射在透射式衍射光栅上时，在光束后部会形成0级、±1级、±2级…光，受光栅制造精度的影响，0级衍射光的强度往往明显高于±1级、±2级…光。过高的0级衍射光一方面干扰成像，另一方面可能会对直视的眼睛造成不可逆的损伤，不符合产品的“1”级激光安全等级要求。(注：激光安全等级1要求“在任何条件下，眼睛都不会受到有危害的光学辐射。或者虽然是产品含有有伤害性的激光，但被放置在相应的密封产品里，没有任何有害的辐射能逃出封闭装置”。)

现有的解决零级衍射的技术方案主要有两种：

(1)减小红外光源的光功率，从而降低零级衍射光束的能量。缺点是同时也减少了编码结构光本身的能量，从而限制了使用的距离。

(2)通过两个衍射光学元件5(DOE)来减小零级衍射。如图6所示，通过使用两个DOE，来自第一个DOE的零级衍射光束被有效的抵消，其中通过第一个的DOE的两级光束用来产生第二个衍射图像。来自两个DOE的衍射图像会在一定程度上进行重叠，从而加大了算法的难度与衍射光学器件设计的难度。