[发明专利]双元件热释电运动和存在检测器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2013年4月22日递交的、题为“具有透镜阵列的热传感器模块”的、在审理中的第13/867,356号美国专利申请的部分接续申请，并要求该美国专利申请的权益，该美国专利申请通过引用以其整体包含于本文中。

技术领域

本申请涉及具有透镜阵列的热传感器模块，更具体地，涉及基于穿过透镜阵列的入射热能产生直流(D.C.)输出的热传感器模块。

背景技术

运动检测器是检测运动对象尤其是人的设备。运动检测器通常整合成自动地执行任务或针对用户在区域中的运动作出告警的系统的组件。运动检测器可形成安全系统、自动照明控制系统、家庭控制系统和其他系统的重要部件。

运动检测器通常使用热释电材料检测人在房间中的运动。如果(从热源例如人体)输入的热辐射改变，则热释电材料生成信号。从数学上说，热释电检测器生成遵循输入的热通量的时间导数的电信号。因此，如果人进入或离开检测器的视场(FOV)，则热通量改变并生成相应的信号。信号的高度取决于热源的温度和所谓的视场填充因子。

热源的温度越高且热源越多地填充检测器的FOV，则所得到的信号越高。该信号将仅在热通量改变之后的有限时间内存在，因此，如果热通量保持不变，则不生成信号。这样，不能够检测静止的发热对象例如站着不动或已离开传感器区域的人的存在或不存在。

例如Junkert等人的美国专利US 4,722,612描述了两个差别布置的热DC传感器的使用，该美国专利所针对的是用于使用双热电堆来最小化与环境温度梯度关联的误差的红外温度计，其中第二热电堆用作补偿元件。在一些情况下，第二元件用于对主传感器的热漂移进行热补偿和电补偿，这样，补偿设备通常察觉不到输入的辐射且仅提供环境温度补偿。

在基于热电堆的流量计中，两个相同的传感器可受到来自局部加热器的热，但是位于该加热器的相反侧上，使得气体在传感器-加热器-传感器的组合上的流动可影响热流并产生输出，但是是在固有热漂移补偿的情况下。类似地，使用锆钛酸铅(PZT)的热释电器件可使用类似的构造以防止DC漂移，但是每个热释电器件在不同的时间通常由不同的光照亮，例如通过传感器前方的透镜布置照亮，以产生AC信号但是抑制DC信号。在典型的实现中，本文公开的技术解决上面提到的缺陷中的一个或多个。

发明内容

本发明的实施例提供一种双元件热红外运动和存在检测器。简要地描述，本发明针对一种配置为感测监控空间中的存在和运动的装置。装置包括双元件组件，双元件组件具有配置为产生直流输出的第一热感测元件和第二热感测元件，该直流输出维持在与在热感测元件处接收的热能的量大致成比例的水平。透镜阵列耦合到热感测元件，透镜阵列具有多个透镜，所述多个透镜将来自多个光学限定的空间区域的入射热能导引到热感测元件上。电子电路配置为读取双元件组件所得到的信号以及第一热感测元件和第二热感测元件中的每个的单独输出信号。

对于具有本领域中的普通技能的人员，通过检查下面的附图和详细描述，本发明的其他系统、方法和特征将是显而易见的或将变得显而易见。这意味着，所有这种附加的系统、方法和特征包括在本说明书中，落入本发明的范围内且由所附的权利要求保护。

附图说明

图1是示例性检测器的示意性剖面侧视图。

图2是图1中的检测器的局部俯视图。

图3是示出了用于实现图1的检测器的计算机系统的示例性电气布局的示意图。

图4是示出了布置为对空间进行监控的、图1的检测器的示意性俯视图。

图5是其中存在大致静止的人的、图4中的监控空间的侧视图。

图6是检测器可识别人在监控空间中的存在所凭借的示例性过程的流程图。

图7是检测器可识别人在监控空间中的大概位置所凭借的示例性过程的流程图。

图8是图4中的监控空间的侧视图、示出了人穿过监控空间。

图9是检测器可识别图8中的人在运动所凭借的示例性过程的流程图。

图10是适合于感测监控空间内的运动的、图1中的检测器的一个具体实现的示意性表示。

图11是示出了检测器的示例的示意图。

图12是示出了具有示意性光学器件和电子器件的、简化的双元件热释电检测器的示意图。

图13是用于实现运动和存在两者的检测的、反极性串联电路中的、直流(DC)热传感器的实施例的示意图。

具体实施方式