运动检测制造技术

一种运动传感器具有彼此偏移的至少两层监测体积。电磁辐射，诸如红外光线，被从监测体积引导到至少两组检测器元件上，所述检测器元件在红外检测器的热电基底上具有单独的输出。随着温热对象，诸如人类或动物，移动通过监测体积，来自该对象的温热致使在红外检测器的输出上的电压变化。比较所得波形，并且如果这两个波形具有对应于临界相位角的相位关系，其中所述临界相位角基于监测体积的间距和各层监测体积之间的偏移，则生成动物免除运动指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运动检测背景
本专利技术主体涉及运动检测。更具体地，本专利技术主题涉及多输出红外辐射检测器和使用这种红外检测器的运动传感器。相关技术描述利用红外(IR)辐射检测器的运动传感器是众所周知的。此类传感器通常用于保安系统或照明系统以检测在监测空间中的移动。红外检测器检测具有约6至14微米的波长的中红外(IR)辐射的变化。这些变化是因温热对象(诸如温血动物)与温热对象在移动通过环境时的其背景环境之间的温差所致。在检测运动时，运动传感器通常激活听觉警报器(诸如警笛)、打开灯、和/或发送已检测到运动的指示。典型的红外检测器利用带有检测器元件的热电或压电基底，该检测器元件由在基底的相对两侧上的导电区域组成，用作电容器。当基底改变温度时，电容器增加或减少电荷，从而改变电容器两端的电压。击中检测器元件的中红外辐射量确定该基底区域的温度，并且因此确定跨越构成检测器元件的电容器的电压。一些运动传感器利用包括多个检测器元件的红外检测器。为减少错误警报的几率，一些红外检测器包括一对极性相反大小相同的检测器元件。非聚焦带外辐射以及环境温度变化或物理撞击相等地发生在这两个检测器元件上，从而导致来自相等或相反元件的信号大致相互抵消。许多运动传感器并入光学阵列(包括光学元件，诸如透镜、聚焦镜等)以便能够使用单个红外检测器监测大的空间。光学阵列将来自多个监测体积的IR辐射引导至红外检测器上，该红外检测器有时包括滤波器以将在期望的中红外范围以外的辐射最小化而避免到达红外检测器。监测体积中的每个通常为延伸到待监测空间中的金字塔型体积，其中金字塔的顶点在运动传感器处。来自每个金字塔的辐射的集中通过光学阵列而投影在这些金字塔叠加所在位置处的红外检测器上，并且基于从叠加图像接收到的IR辐射量，红外检测器的不同区域被加热。在红外检测器上的检测器元件通过改变它们的电压而对局部加热作出反应。所得的检测器元件两端电压变化被监测并用于检测被监测空间中的运动。附图简述并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本专利技术的各种实施例。附图与一般描述一起用于解释本专利技术的原理。然而，它们不应认为是将本专利技术限制于所描述的具体实施例，而是仅仅用于说明和理解。在图中：图1A和图1B是红外检测器实施例的前视图和后视图；图1C为图1A/图1B的红外检测器的实施例的示意图；图1D为图1A/图1B的红外检测器的封装形式的实施例的等轴视图；图2A和图2B为根据图1的红外检测器的实施例的示例性波形；图3示出红外检测器的可选实施例；图4A和图4B为个红外检测器的另一个实施例的前视图和后视图；图4C为图4A/图4B的运动检测器的实施例的示意图；图4D为图4A/图4B的红外检测器的封装形式的实施例的等轴视图；图5A至图5D示出用于与红外检测器一起使用的电路的实施例；图6A和图6B分别示出人类和动物行走通过运动传感器的实施例的监测体积；图7A和图7B分别为根据在图6A和图6B的运动传感器的红外检测器的实施例的示例性波形；图8示出用于在房间内的运动传感器的监测体积实施例的侧视图和顶视图；图9A至图9C示出用于在运动传感器中使用的光学系统的实施例；图10示出运动传感器的实施例的框图；以及图11示出检测运动的方法的实施例的流程图。详细描述在下面的详细描述中，以举例的方式阐述了许多具体细节，以提供对相关教导的透彻理解。然而，本领域的技术人员应当清楚的是，本专利技术的教导可以在没有此类细节的情况下实践。在其他情况中，为避免不必要地模糊本专利技术概念的各方面，概括而不是详细地描述熟知的方法、过程和组件。许多描述性术语和短语用于描述本公开的各种实施例。这些描述性术语和短语用于表达本领域的技术人员一致认同的意义，除非在本说明书中给出不同的定义。为清楚起见，在下面的段落中，一些描述性术语和短语可以被提供与它们的通常被认同的定义不同的意义。热电材料是一种在其被加热或冷却时暂时产生电压的材料。如果温度保持恒定，那么电压由于泄漏电流而逐渐消失，这取决于所使用的热电材料。热电材料的示例包括矿物电气石以及化合物氮化镓、硝酸铯、钴酞菁、和锂钽。压电材料是一种响应于机械应力而产生电压的材料。压电材料的示例包括电气石、石英、黄玉、蔗糖和酒石酸钠钾四水合物。一些材料同时表现出热电特性和压电特性，并且压电材料的局部加热可致使机械应力，其然后产生电压。因此，虽然热电材料和压电材料的具体物理特性是不同的，但在本文和权利要求中，这两个术语用作同义词。因此，对热电材料的参考同时包括热电材料和压电材料。红外辐射检测器、或简单的红外检测器或IR检测器，是具有一个或多个输出端以提供与在红外检测器的视场中的温热对象有关的信息的组件。红外检测器在热电基底上具有一个或多个检测器元件。检测器元件接收电磁辐射，诸如中红外辐射，并且接收来自基底的热电荷，该热电荷然后在红外检测器的输出端处被呈现。运动传感器是用于检测在监测空间中的运动的系统。运动传感器包括一个或多个红外检测器、将来自监测空间的电磁辐射引导至红外检测器上的光学系统、以及接收来自红外检测器的与运动有关的信息并且基于该信息采取操作的电路。可以采取任何类型的操作，但多种实施例采取操作诸如但不限于启动声音报警器、打开或关闭灯、或者发送指示运动被检测到的消息。在至少一些实施例中，运动传感器具有至少两层互相偏移的监测体积。电磁辐射，诸如红外光线，被从监测体积引导至至少两组检测器元件上，这两组检测器元件在红外检测器的热电基底上具有单独的输出端。随着温热对象，诸如人类或动物移动通过监测体积，来自对象的温热致使在红外检测器的输出端上的电压改变。比较所得波形，并且如果这两个波形具有对应于基于监测体积的间距和监测体积的各层之间的偏移的临界相位角的相位关系，则生成动物免除运动指示(animal-immunemotionindication)、或主要运动指示。动物免除运动指示、或主要运动指示响应于大型温热身体(诸如人类)移动通过监测体积而被生成的。小型温热身体(诸如狗或猫)的运动不产生动物免除运动指示、或主要运动指示。如在本公开(包括权利要求书)中使用的术语“对应于临界相位角”指的是相位差或相位关系接近于临界相位角，或者在包含该临界相位角的范围之内。在一些实施例中，如果相位关系在临界相位角的约±10°的范围内，则可认为相位关系对应于临界相位角。在至少一个施例中，如果相位关系在临界相位角的约±30°的范围内，则可认为相位关系对应于临界相位角。在其他实施例中，对应于临界相位角的范围可以是任何大小和/或可以关于临界相位角不对称。根据本公开建立的运动传感器实施例将来自第一组监测体积的红外光线从监测空间内引导至第一组检测器元件上，并且将来自第二组监测体积的红外线从监测空间内引导至第二组检测器元件上。第一组监测体积和第二组监测体积具有与运动传感器不同的方位角，或者彼此偏移，并且交错，使得当对象移动通过监测体积时，来自第一组检测器元件的输出和来自第二组检测器元件的输出是类似的但具有相位差。通过检测对应于方位(临界相位角)差的输出之间的相位差，相比于常规的运动传感器，误判被减少。在一些实施例中，光学系统针对两组监测体积产生不同的方位角，但在其他实施例中，在红外检测器上的检测器元件的布置产生不同的方位角。在一些实施例中，两个输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外检测器，包括：基底，所述基底包含热电材料；第一组检测器元件，所述第一组检测器元件被定位在所述基底上并且以一间距距离分隔开；以及第二组检测器元件，所述第二组检测器元件被定位在所述基底上并且以大约所述间距距离分隔开；其中所述第二组检测器元件被定位成相对于所述第一组检测器元件具有非正交偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种红外检测器，包括：基底，所述基底包含热电材料；第一组检测器元件，所述第一组检测器元件被定位在所述基底上并且以一间距距离分隔开，其中所述间距距离是所述第一组检测器元件的相邻检测器元件的中心之间的距离；以及第二组检测器元件，所述第二组检测器元件被定位在所述基底上并且以所述间距距离分隔开；其中所述第二组检测器元件被定位成相对于所述第一组检测器元件具有非正交偏移，所述非正交偏移是在与所述间距距离的方向平行的方向上的物理偏移，所述物理偏移不是所述间距距离的一半的倍数且非零。2.根据权利要求1所述的红外检测器，其中所述第一组检测器元件包括至少两个串联耦合的检测器元件，并且所述第二组检测器元件包括至少两个串联耦合的检测器元件。3.根据权利要求1所述的红外检测器，其中所述第一组检测器元件包括第一排检测器元件，并且所述第二组检测器元件包括与所述第一排不重叠或部分重叠的第二排检测器元件。4.根据权利要求1所述的红外检测器，其中所述第一组检测器元件包括第一排的至少两个串联耦合的检测器元件，并且所述第二组检测器元件包括第二排的至少两个串联耦合的检测器元件，所述第二排与所述第一排不重叠或部分重叠。5.根据权利要求1或4所述的红外检测器，其中所述非正交偏移为介于所述间距距离的5％和所述间距距离的45％之间，或者介于所述间距距离的55％和所述间距距离的95％之间。6.根据权利要求1所述的红外检测器，其中所述非正交偏移为所述间距距离的三分之一或三分之二。7.根据权利要求1所述的红外检测器，还包括：第一输出端，所述第一输出端耦合到所述第一组检测器元件；以及第二输出端，所述第二输出端耦合到所述第二组检测器元件。8.根据权利要求7所述的红外检测器，还包括接地端子；其中所述第一组检测器元件由第一检测器元件和第二检测器元件组成；所述第二组检测器元件由第三检测器元件和第四检测器元件组成；所述第一检测器元件、所述第二检测器元件、所述第三检测器元件和所述第四检测器元件各自包括使用所述基底作为电介质的电容器；所述第一输出端连接到所述第一检测器元件的第一端子；所述第一检测器元件的第二端子连接到所述第二检测器元件的第一端子；所述第二检测器元件的第二端子连接到所述接地端子；所述第二输出端连接到所述第三检测器元件的第一端子；所述第三检测器元件的第二端子连接到所述第四检测器元件的第一端子；以及所述第四检测器元件的第二端子连接到所述接地端子。9.根据权利要求1所述的红外检测器，还包括：封装，其中所述基底安装在所述封装上并且被定位成允许外部电磁能影响所述基底；从所述封装的外部能够触及的至少一个端子；以及电路，所述电路安装在所述封装中并且耦合到所述至少一个端子、所述第一组检测器元件以及所述第二组检测器元件，以便检测在所述第一组检测器元件上的第一热电效应和在所述第二组检测器元件上的第二热电效应，以及以便在所述至少一个端子处提供关于所述第一热电效应和所述第二热电效应的信息。10.根据权利要求4所述的红外检测器，还包括：封装，其中所述基底安装在所述封装上并且被定位成允许外部电磁能影响所述基底；从所述封装的外部能够触及的至少一个端子；以及电路，所述电路安装在所述封装中并且耦合到所述至少一个端子、所述第一组检测器元件以及所述第二组检测器元件，以便检测在所述第一组检测器元件上的第一热电效应和在所述第二组检测器元件上的第二热电效应，以及以便在所述至少一个端子处提供关于所述第一热电效应和所述第二热电效应的信息。11.根据权利要求5所述的红外检测器，还包括：封装，其中所述基底安装在所述封装上并且被定位成允许外部电磁能影响所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃理克·斯科特·米科，
申请(专利权)人：格立威系统有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG