禁止对激光源的未经授权的访问的制作方法与工艺

本发明涉及激光源领域，具体地涉及禁止由于激光源、特别是消费产品中具备的高功率激光源的误用造成的损害。

背景技术：
激光技术应用于多个领域，包括指示装置、光学数据存储、条形码扫描、三维扫描、图像的数字投影和材料的切割或雕刻。在这些领域的一些中，出于激光的目的，所使用的激光束被限制在相应产品的内部，而在其它情况下，激光束离开该装置（例如在激光指示器的情况下或对于数字图像投影而言）。特别地取决于激光束的功率，存在危害人类或动物健康的危险（例如损害眼睛或甚至皮肤）或损害物体的危险。在US7,676,061B2中，提出了一种用于检查聚焦激光系统的透镜和其它部件的激光束的存在、聚焦和完整性以便提高人和物体安全性以免意外暴露在该激光束下的激光安全系统。US7,676,061B2建议在认识到异常状况被检测到的情况下提供警报或禁用激光源。然而，存在关于使用市售激光指示器在足球比赛期间干扰守门员的报道，其中在飞机起飞或着陆期间对飞机驾驶员的类似干扰甚至可能导致灾难性的事故。尽管类似于US7,676,061B2的系统那样的系统可以提高在预期环境中使用激光技术的总体安全性，但仍然存在出于非最初预期目的而故意误用激光源的可能性。随着激光越来越多地进入到图像数字投影的领域中，对于亮度的需求导致包含具有高达几十瓦的功率输出的激光源的消费产品，其中这样的激光源的滥用形成严重的威胁。

技术实现要素：
本发明的目的是降低在激光源的预期环境之外滥用该激光源的企图所涉及的危险。在本发明的第一个方面中，提出了一个装置，该装置包括激光源和安全单元，其中安全单元包括用于检测未经授权访问激光源的检测器，并且该安全单元适于当对激光源进行未经授权的访问时导致使得激光源不可操作或者降低激光源的可输出功率，从而使得激光源被永久禁用。本发明的发明人发现，为了避免或至少减轻可能危险的激光设备的潜在误用的有害效应，如果提供了用于降低激光源危险性的措施，则通常无需阻止对激光设备或对激光源的未经授权的访问，其中可以通过禁用激光源（优选为永久地、可替代地在维修变得不合理的这种程度上）或者通过降低可以从中输出的激光束的功率来提供对激光源的危险这样的降低。在激光源变得对未经授权的访问可用的情况下，即在存在违背针对激光源通常和预期使用提供的安全措施的可能性的情况下，包含激光源的装置借助安全单元而适于至少部分地损坏激光源达这样的程度：降低并优选地消除由此造成的危险（例如对意外误用激光源的用户自身的危险或一般在误用的情况下对第三方的危险）。根据本发明的装置至少包括激光源和安全单元，其中借助安全单元的设置，提供了如下效果：通过降低激光源输出功率电平或甚至通过完全停止其任何激光输出来限制或者甚至防止由基于对激光源的未经授权访问而对激光源的误用所导致的潜在危害。在一个优选的实施例中，该装置进一步包括到装置外部的接口，其中该接口适于提供授权行动来阻止安全单元导致所述使得和/或降低，因此允许对激光源的授权访问。根据该实施例的装置允许响应来自外部的输入而区分授权的访问和未经授权的访问，从而使得例如在访问激光源而不触发安全单元的情况下执行维护或服务成为可能。然而，应当指出的是本发明同样可以以不再存在对激光源的授权访问且任何访问均被视为未经授权的方式来实现。在一个特别的实施例中，接口包括适于接受用户输入的用户接口，其中该接口适于在用户输入与预定的访问码对应时提供授权行动。允许外部经授权的访问的一种可能性是输入验证授权的码、口令或其它数据。这样的用户输入可能涉及附加的处理，这在用于访问控制的口令和类似手段的环境下是众所周知的。在另一个特别的实施例中，接口适于耦合到外部授权装置，其中接口适于在外部授权装置为接口提供预定访问码的情况下提供授权行动。作为上述实施例的特定特征的可替代的方案或除此之外，同样有可能在引进单独的授权装置（例如软件狗（dongle）或简单密钥）时准予对激光源的授权访问，这给出了附加的优点，即相对于用于验证授权装置的例程更大的通用性。在另一个特定实施例中，授权行动包括从接口向安全单元输出授权码。安全单元适于在导致激光源损坏之前检查该访问是被授权的还是未经授权的。此外，这样的检查可以包括安全单元和接口之间的进一步的数据交换。在又一个特定实施例中，授权行动包括暂时使安全单元不活动，暂时将激光源从安全装置的影响区域移除，和/或暂时限制该影响区域来将激光源从此区域排除出去。正如此处所指示的，授权行动不一定意味着安全单元对这样行动有任何积极的响应或反应，因为作为没有安全单元自身的进一步参与的授权行动的直接结果，安全单元也可以被阻止损害激光源。在另一个优选的实施例中，安全单元适于在对激光源的任何访问时导致使得激光源不可操作或者降低激光源的可输出功率。如上文所述，本发明并不限制于其中必须也存在对激光源的授权访问的可能性的情况。在又一个实施例中，安全单元包括用于检测对激光源的访问的检测器。尽管安全单元可被提供用于被动地阻止对激光源的未经授权的（或甚至是任何）访问（例如以如下这样的方式通过机械地或电学地设置激光源和安全单元：使得不被允许的访问本身会导致激光源的破坏），但是提供的保护也可以可替代地或此外基于对激光源的访问的主动识别。在一个特定的实施例中，该装置进一步包括用于激光源的外壳和/或对激光源的结构支撑，其中检测器适于通过检测外壳的开口和/或激光源与结构支撑之间的断开来检测对激光源的访问。对访问的主动识别的一个特定实例包括检查包括激光源的外壳被关闭，和/或激光源到正常支撑激光源的装置的元件的连接的存在。在又一个优选的实施例中，安全单元适于通过向激光源输入破坏性的电压和/或电流来使得激光源不可操作。由于激光源（特别是激光二极管）要在特定的条件下操作，因此以破坏性方式不自行满足这样的条件允许永久地禁用激光源而无需激光源和/或其控制电路完整的重新设计。在另一个优选的实施例中，安全单元适于因使得激光源不可操作而破坏激光源。作为补充或者作为可替代方案，根据仅仅阻止激光源在其正常方式下操作，本实施例在结构上破坏激光源自身。在一个特定实施例中，安全单元适于机械地和/或化学地破坏激光源。破坏激光源的可能性包括碎裂、弯曲或切割激光源的至少一个组成部分以破坏它，其中破坏也可以例如通过蚀刻激光源或其一部分来以化学方式提供。在又一个优选的实施例中，安全单元适于通过使激光源的激光输出路径不透明和/或阻挡激光源的激光输出路径来使得激光源不可操作和/或降低激光源的可输出功率。它被发现足以阻止或至少降低激光的输出，因为降低了输出或甚至阻止了输出的激光源可能导致更少的伤害。在本发明的另一个方面中，提出了提供激光源的方法，其中该方法包括提供具有用于检测未经授权访问激光源的检测器的安全单元的步骤，其中安全单元适于在未经授权访问激光源时导致使得激光源不可操作或降低激光源的可输出功率，从而使得激光源被永久禁用。在本发明的又一个方面中，提出了阻止激光源误用的方法，该方法包括借助检测器检测未经授权访问激光源的步骤；当未经授权访问激光源时借助于使得激光源不可操作或降低激光源的可输出功率来永久禁用激光源的步骤。应当理解的是，权利要求1的装置、权利要求13的提供激光源的方法以及权利要求14的阻止激光源误用的方法具有类似的、对应的和/或甚至完全相同的如从属权利要求中限定的优选实施例。应当理解的是本发明的优选实施例也可以是任何从属权利要求与相应的独立权利要求的任何组合。本发明的这些和其它方面将根据下文中描述的实施例而清楚明白并参照这些实施例而进行阐述。附图说明在下列附图中：图1示意性示出了根据本发明第一示例性实施例的装置，图2示意性示出了根据本发明第二示例性实施例的装置，图3示意性示出了根据本发明第三示例性实施例的装置，图4示意性示出了根据本发明第四示例性实施例的装置，图5示出了示意性图解说明根据本发明的提供激光源的方法的示例性实施例的流程图，以及图6示出了示意性图解说明根据本发明的阻止激光源误用的方法的示例性实施例的流程图。具体实施方式图1示意性示出了根据本发明的第一示例性实施例的装置1。装置1是包括激光源3的图像投影装置，其中图像投影装置1进一步包括安全单元2。该实施例中的安全单元2适于在未经授权访问激光源时导致使得激光源不可操作。换句话说，安全单元2能够影响激光源3（如箭头4所示）和其可操作性。在本实例中，激光源3由激光二极管组成，其中安全单元2能够为激光源3提供反极性的电压来永久禁用激光源3。相应地，在图1的实施例中，如果存在任何对激光源的访问（在没有授权的情况下，任何访问都被看作是未经授权的），安全单元2将提供足够大的反向电压，从而禁用激光源3并且因此阻止了激光源3的误用，否则将有可能导致对激光源3无限制的访问。图2示意性示出了根据本发明第二示例性实施例的装置1。该实施例的装置1的基本结构大部分对应于图1的实施例的结构，其中第二示例性实施例的装置1进一步包括接口5。接口5设有用于接受用户输入的用户接口7以及用于耦合外部授权装置9的外部装置接口8。如在图1所示实施例的情况下，安全单元2适于影响激光源3（同样如箭头4所示）。但是在本实施例中，安全单元2适于通过在对激光源2进行未授权访问的情况下在激光源2的输出路径上应用不透明剂来降低激光源3的输出功率。然而，不仅如此，不同于图1的实施例，接口5允许授权输入，或者借助由用户提供的用户接口7或者借助耦合到外部装置接口8的授权装置9。如果提供了这样的授权输入，接口对安全单元2采取授权行动（如箭头6所示），从而阻止安全单元2被触发。在不同的实施例中，接口请求来自用户接口和外部装置接口二者的正确的授权输入，以便确认访问为授权的访问。图3示意性地示出了根据本发明第三示例性实施例的装置1。与图2的装置类似，该实施例的装置1包括安全单元2、激光源3和具有用户接口7和外部装置接口8的接口5，其中外部装置接口8适于与诸如授权装置9那样的外部装置耦合。不同于图2的实施例，该安全单元2适于通过释放用于穿孔的弹簧销（未示出）从而破坏激光源3来机械地破坏激光源3。而且，当从用户（经由用户接口7）和外部装置9（经由外部装置接口8）接收同时发生的授权输入时，接口5适于通过独立地阻挡弹簧销（由箭头10所示），所以弹簧销实际上没有被释放（由通过（4）指示的箭头指示），来采取授权行为。否则，图3的实施例的操作与图2的实施例的操作对应。图4示意性地示出了根据本发明第四示例性实施例的装置1。与先前图示和讨论的实施例类似，装置1包括安全单元2和激光源3。另外，该装置包括包围激光源3的外壳12和用于激光源3的结构支撑13。借助结构支撑13，激光源3被固定在装置1内部。而且，安全单元2包括检测器11，其适于检测外壳12的开口和激光源3与支撑13之间完好无损的连接。在该实施例中，对外壳12的开口或激光源3从支撑13的断开的检测被认为是未经授权的访问，这导致安全单元2使激光源3永久不可操作（参见上面，箭头4）。对外壳12的开口的检测与对激光源3从支撑13断开的检测的组合给出如下优点：检测器针对外壳12开口的灵敏度可被限于这样的程度：使得任何允许激光源3和支撑13一起通过其中的开口被检测。如果激光源3未从支撑13断开，这样的灵敏度确保激光源3不会从外壳12被移除。但是，如果激光源3从结构支撑13断开，该事件触发检测，而不管外壳12是否被打开。由于对外壳12开口的检测，包括一起移除激光源3和支撑13的未经授权的访问也被阻止或被检测到。图5示出了示意性图示根据本发明的提供激光源的方法的示例性实施例的流程图。除了仅提供20激光源的外，该方法进一步包括提供安全单元（例如上面讨论的安全单元）的附加步骤21，其中安全单元适于在未经授权访问激光源时，导致使得激光源不可操作或降低激光源可输出功率。应当指出的是这些步骤的顺序也可以颠倒过来。图6示出了示意性图示根据本发明的阻止激光源误用的方法的示例性实施例的流程图。当检测到激光源处未经授权的访问时（步骤30），导致使得激光源不可操作的步骤（步骤31）或者降低激光源可输出功率的步骤（步骤32）中的至少一个。应当指出的是，对未经授权的访问的检测和相应的安全措施实际上有着内在的联系，也就是说未经授权的访问本身直接导致或执行安全措施。换句话说，触发安全措施实际上可以被理解为对非授权访问的检测。尽管在上述的实施例中包括激光源的装置被描述为数字图像投影仪，但是该装置也可以是另一个包括激光源的装置，例如激光切割或激光雕刻装置。本领域技术人员通过研究附图、公开内容和随附的权利要求，在实践所要求保护的发明的过程中，能够理解和实现所公开实施例的其它变体。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元或装置可以实现权利要求中所叙述的若干项的功能。仅仅在相互不同的从属权利要求中叙述特定措施这个事实并不表示这些措施的组合不能够被加以利用。在权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。本文中提出和描述的装置至少包括激光源和安全单元，其中借助安全单元的设置，提供了如下效果：通过降低激光源输出功率电平或甚至通过完全停止任何激光从中输出来限制或甚至阻止由基于对激光源的未经授权访问而对激光源的误用所导致的潜在危害。本文中也提出和描述了提供激光源的相应方法以及阻止激光源误用的另一方法。激光器可以是危险的装置，其可能容易导致眼睛或甚至皮肤的伤害。为了保证安全，消费产品中的激光器大多数是激光器类别1的激光器或在某些情况下是类别2的激光器。消费产品中最常见的激光器处于用于光学存储的CD/DVD/蓝光驱动器中，其中在不打开该装置的情况下访问激光束是不可能的。这种情形不同于激光指示器，在激光指示器中激光器的光应被看到。这里，激光功率应该被保持在这样的低电平，使得设备仍然在激光器类别1或2内。激光器的误用是危险的。随着消费产品中激光不断增长的可用性，必须考虑其潜在的误用。这类误用的一个实例已经从足球比赛中被报道，其中一支球队的粉丝使用激光指示器来干扰另一支球队的守门员。更恶劣的情况是，飞机驾驶员在起飞或着陆时以类似方式受到干扰，这可能导致真正灾难性的事故。随着仅仅通过拆开产品就可以得到越来越大功率的激光源，这种激光源被提供并且潜在的误用危险和这样的误用的可能影响正在增加。日前，具有超过20W激光功率的激光投影仪已经推出市场，并且现在经由互联网已经提供了超出任何安全限制的使用激光投影仪部件的高功率激光指示器。事实上，目前激光器日益进入数字投影领域，其中在屏幕上几千lm的亮度需求直接导致该投影仪上安装的激光功率达到几十W。发出一束在蓝色波长内具有仅仅1W激光功率的准直射束，会轻易达到激光器安全类别4，其中对这类激光的误用可能形成对公众安全的极大威胁。在本申请中，提出了帮助阻止或至少减轻激光装置部件的误用的措施。上文讨论了这样的措施的一个实例，并且该实例包括提供破坏单元作为安全单元的实例、联锁作为接口的实例以及当访问激光源时阻止破坏单元被激活的密钥。只有经授权的人能够使用该密钥来废弃破坏设置，并且因此可以访问激光源，例如用于进行服务。不拥有密钥的未经授权的人将不能够在不激活破坏单元的情况下访问激光器。这将导致激光源的破坏，从而使激光源不再被误用。在本申请中讨论了特别针对于包含潜在危险的激光器的消费产品装置的安全措施的使用，该措施不允许未经授权地访问激光器，而不破坏它们或将激光功率降低到较不危险的电平。上面提出的破坏单元用于破坏激光源的激光二极管，并且能够以几种方式实现：例如，它可以具有电性质，并且可以导致产生过量反向电压以便破坏二极管。这样实例的一种可能的实现方式可以是电容器，该电容器当破坏单元被激活时在激光二极管上放电。另一种实现方式可以是爆炸物，其被触发用于在激光二极管上喷涂油漆或瓷釉，使得其窗口不透明或被阻挡。可以容易想到破坏二极管的其他措施，并且以上的实例列表并不是穷举的。允许授权访问的密钥也可以具有多样的性质：一种可能的实现方式是可以在打开示例性投影仪装置之前提供给它的数字码。另一个实例是具有安全存储到它的适当密钥的软件狗装置。其它可替代方案也是可行的，其中甚至可能根本不提供任何对激光源的访问，因此任何篡改激光源的尝试导致激光源被使得不可操作或至少其功率得到降低。本发明涉及激光源领域，具体地涉及禁止由于激光源、特别是消费产品中提供的高功率激光源的误用带来的损害。所提出的装置至少包括激光源和安全单元，其中借助安全单元的设置，提供了如下效果：通过降低激光源输出功率电平或甚至通过完全停止其任何激光输出来限制或者甚至阻止由基于对激光源的未经授权访问而对激光源的误用所导致的潜在伤害。还提出了提供激光源的相应方法以及阻止激光源误用的另一方法。