[发明专利]具有透镜阵列的热传感器模块

说明书

技术领域

本申请涉及一种具有透镜阵列的热传感器模块，更具体地，涉及一种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

运动检测器是一种检测运动对象（特别是人）的装置。运动检测器通常集成为自动执行任务或向使用者警示在一区域内的运动的系统的部件。运动检测器可以形成安保系统、自动照明控制系统、家居控制系统及其它系统的重要部分。

运动检测器通常使用热电材料来检测人在房间中的运动。如果（从诸如人的身体之类的热源）引入的热辐射变化，则热电材料产生信号。在数学上，热电检测器产生服从引入的热通量的时间导数的电信号。因而，如果人进入或离开检测器的视场（FOV），则热通量变化并且产生出相应的信号。信号的高度取决于热源的温度以及视场的所谓填充系数。

热源的温度越高并且热源将检测器的视场填充的越多，所产生的信号越高。该信号将仅存在于热通量改变之后的有限时间内，因而如果热通量保持恒定，则不会产生信号。因而，不可能对无运动的热对象（例如，静止不动的人或已经离开传感器区域的人）是否存在进行检测。在典型的实施方式中，本文中公开的技术解决了这一缺陷。

发明内容

在一个方面中，一种设备被配置成对被监控空间中的存在和运动进行感测并且包括透镜阵列和一个或更多个热感测装置。

每个热感测装置被配置成产生直流输出，该直流输出保持在基本上与在热感测装置处接收到的热能的量成比例的水平。透镜阵列在光学上耦合到所述一个或更多个热感测装置并且包括多个透镜，所述多个透镜中的每个被配置成将位于被监控空间内的多个不同的物理区域中的至少相应的一个区域的入射热能引导到所述一个或更多个热感测装置上。

在一个实施例中，所述透镜阵列产生交替区域，所述交替区域为所述入射热能的相对较高输出信号的区域和所述入射热能的相对较低输出信号的区域。

在一个实施例中，所述相对较低输出信号的区域位于所述透镜阵列中的透镜的边缘处或位于所述透镜阵列中的透镜之间。

在一个实施例中，所述相对较低输出信号的区域与所述被监控空间内的所述空间区域之间的虚拟分割线相对应。

在一个实施例中，所述一个或更多个热感测装置选自下列装置构成的组：微机电（MEMs）红外传感器、热电堆、辐射热计、和基于半导体的红外传感器。

在一个实施例中，所述透镜阵列的透镜选自以下元件构成的组：菲涅耳透镜阵列、菲涅耳带阵列、全息光学元件、衍射光学元件、折射光学元件和二元光学元件。

在一个实施例中，所述透镜为在所述透镜阵列上不可物理定位的光学图案。

在一个实施例中，所述设备还包括：耦合到所述一个或更多个热感测装置的基于计算机的处理器和耦合到所述处理器的基于计算机的存储装置，其中，所述存储装置存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时，使所述处理器：基于从所述一个或更多个热感测装置接收到的数据来确定在所述被监控空间中是否有生命体存在或是否有生命体在移动。

在一个实施例中，所述一个或更多个热感测装置、所述透镜阵列、所述处理器和所述存储装置被包含在单个芯片级封装中。

在一个实施例中，确定在所述被监控空间中是否有生命体存在或是否有生命体在移动包括：对从第一直流输出得出的信号和从第二直流输出得出的信号进行评估，所述第一直流输出来自所述热感测装置中的第一热感测装置，所述第二直流输出来自所述热感测装置中的第二热感测装置。

在一个实施例中，确定在所述被监控空间中是否有生命体存在或是否有生命体在移动包括：对从第一直流输出得出的信号进行评估，所述第一直流输出来自所述热感测装置中的第一热感测装置；以及使所述得出的信号与第二直流输出的输出相关，所述第二直流输出来自所述热感测装置中的第二热感测装置。

在一个实施例中，所述存储装置存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时，使所述处理器：基于从所述一个或更多个热感测装置接收到的数据来确定在所述被监控空间中移动的生命体的移动方向。

在一个实施例中，所述透镜阵列中的第一透镜被配置成将来自所述被监控空间中的所述物理区域中的相应一个区域的入射热能引导到所述热感测装置中的第一热感测装置上并且引导到所述热感测装置中的第二热感测装置上。