[发明专利]使用建模背景减除法的红外存在感测装置

说明书

一种运动感测装置，该运动感测装置包括红外辐射(IR)传感器，该红外辐射传感器被配置成接收背景红外辐射和来自于发热对象的信号红外辐射，以产生直流输出。第一变换滤波器接收直流输出并且产生经过滤的背景。第二变换滤波器接收直流输出并且产生经过滤的信号。评定装置比较经过滤的信号与经过滤的背景，以基于经过滤的信号与经过滤的背景之间所探测到的差异产生结果信号。

技术领域

本发明涉及传感器，更具体地，涉及热感测装置。

背景技术

红外(IR)探测器，例如，远红外探测器可被使用诸如多焦点菲涅尔透镜之类的附加光学元件来操作。例如，热电探测器传统上由两个反向连接的热感测元件构成。两个热感测元件抵消了平常所接收到的诸如日光照射之类的辐射，并且因此需要光学系统来将局部移动的例如为人的发热点的辐射仅照射到两个元件中的一个上。

图1是典型的探测器100的示意性横截面侧视图，该探测器被配置成探测监控空间内的生物(例如，人)的位置、运动和/或方向。一般而言，短语“监控空间”指代探测器100被定位所在的物理区域以及探测器100能够潜在地对生物进行探测的物理区域(例如，房间、走廊、户外区域等)。探测器的视场(FOV)表示探测器能够感测发热对象的区域，并且该区域可以是监控空间的一部分或可以包括所有监控空间。

探测器100具有传感器模块102和透镜阵列104，该传感器模块具有一个或多个热感测装置(例如，热电堆)，该透镜阵列至少部分地覆盖传感器模块102的。透镜阵列104具有多个透镜，该多个透镜中的每一个均被布置成将来自于监控空间的入射热能引导到传感器模块102的至少一部分上。每个个体透镜可将来自于监控空间中的多个不同的物理区域中的一个的入射热能引导至传感器模块102上。集成电路106在不同的实施方式中可形成基于计算机的处理器、基于计算机的记忆存储装置和/或其它电路来实施和/或支持本文中所描述的功能中的一个或多个。设置导电体(例如，沿着衬底110的上表面和/或下表面延伸的迹线(trace)，延伸穿过衬底的过孔108、焊料凸点112等)来将探测器100的电气部件连接至外部部件。

诸如热电堆或光子探测器之类的热感测装置通常可操作产生直流(DC)输出，该直流输出大致与在该热感测装置处接收到的热能总量成比例。只要传送至该热感测装置的热能总量总体保持不变则由这种热感测装置产生的直流输出总体保持不变。增加传送至热感测装置的热能总量通常会导致由该感测装置产生的直流输出成比例增加。同样地，减少传送至热感测装置的热能总量导致由该感测装置产生的直流输出成比例减少。来自于热感测装置的直流输出可以是直流电压或直流电流。

存在运动探测器典型地采用热释电材料，该热释电材料常常与透镜阵列104相结合来探测房间内的人的移动。如果入射的热辐射(来自于诸如人体之类的热源)改变则热释电材料产生信号。在数学上，热释电探测器产生遵循入射的热通量的时间导数的电信号。因此，如果人进入或离开了探测器视场，则热通量改变并产生相应的信号。信号的幅度取决于热源的温度和所谓的视场的填充因子。热源的温度越高以及热源越多地填充探测器的视场，则所得到的信号越高。

发热对象辐射热量，该热量可被诸如热释电传感器、热电堆、辐射热测量计等的热传感器所感测到。在对象移动通过这种传感器的视场的情况下，辐射量随时间改变。为了将该对象的移动随时间的变化(信号)与来自于本地热源的温度改变随时间的变化并且因此发生的辐射量(背景)改变随时间的变化区分开，可将背景从信号移除。这被称为背景减除法。