[发明专利]无源光学运动检测的方法、光学传感器装置及计算机程序产品

说明书

用于无源光学运动检测的方法使用光学传感器装置(1)，所述光学传感器装置(1)包括具有至少一个信号通道的光学传感器。光学传感器装置(1)被初始化用于重复的信号采集，并且从所述至少一个信号通道中收集包括传感器数据的元组的初始帧。所述初始帧被设置为先前帧。进入运动检测的循环并重复以下步骤。首先，从所述至少一个信号通道中收集包括传感器数据的另一元组的当前帧。然后，根据当前帧和先前帧从运动度量计算运动参数(M)。这样计算的运动参数(M)与阈值(Mthr)进行比较。根据所述运动参数(M)和所述阈值(Mthr)的比较来设置运动事件参数(P)。当前帧被设置为先前帧，使得所述循环可以重新开始。

诸如智能手机或平板电脑的移动设备配备有越来越多的传感器。例如，光学传感器用于测量和检测周围光、颜色、物体的姿态和接近度。传感器收集的数据可以被移动设备上运行的应用使用并提供大量的功能。同时，移动设备典型地依靠电池作为仅具有有限容量的电源。

不是移动设备的所有组件或设备本身都需要始终是有源的。事实上，为了唤醒电子设备(诸如计算机监视器、笔记本电脑、打印机、苏打分配器以及许多其它的)，市场上对于远程(long range)接近传感器(proximity sensor)的需求增加。从“睡眠”模式中“唤醒”电子设备的一个普遍动机是为了节省电力。另一个应用是在房间中存在检测以在不存在或存在运动时自动关闭或打开设备和/或灯光。

有源的接近或姿态检测通常需要红外发光二极管(IR LED)以向潜在目标发射光脉冲。必须始终进行周期性轮询以获取新的接近或姿态事件。很明显，这从移动设备的电池中吸取了相当多的电力。此外，有源的光学接近和姿态传感器通常具有有限的范围。典型的有用范围仅约100mm至150mm。

无源的接近运动或存在检测提供比现有光学或红外接近检测大的多的检测距离，同时消耗非常少的电力。如果使用无源的运动检测，则可以使用运动事件来唤醒移动设备中的接近和/或姿态传感器，因此它们仅在需要时才吸取电力。这可以节省相当多的电力，这是因为没有发射光线并且不需要周期性轮询并且可以在相当长的范围内感测运动而使用很少电力。

接近红外(PIR)传感器典型地用于无源的运动和存在检测。PIR传感器的核心是由热电材料(也就是当暴露于高温时产生能量的材料)制成的固态传感器或一组传感器。这些传感器在被加热或冷却时产生临时电压。然而，PIR传感器典型地比光学设备花费相当地多，并且几乎没有那么紧凑。

目的是提出解决上述缺点并允许容易且紧凑的实现的用于无源运动检测的光学传感器装置(arrangement)、和用于使用光学传感器装置的无源光学运动检测的方法、以及计算机程序产品。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的发展和实施例在从属权利要求中描述。

在至少一个实施例中，用于无源光学运动检测的方法使用包括光学传感器的光学传感器装置(arrangement)。光学传感器被布置用于提供至少一个信号通道，例如根据入射到光学传感器上的光而变化。该方法至少包括以下讨论的步骤。通常，该方法可以作为软件来执行，例如，作为在诸如微处理器的控制单元上的软件来执行，或可以被实现为模拟或数字集成电路的硬件组件，例如，借助于诸如运算单元的逻辑单元来实现。

作为第一步骤，光学传感器装置被初始化并设置用于重复的信号采集。例如，这可能涉及光学传感器装置的诸如增益和积分时间的参数和/或变量的设置，以对光学传感器进行操作。此外，典型地，下面讨论的所有参数和/或变量典型地被重置以准备定义后的初始状态。

在下一步骤中，例如使用至少一个信号信道从光学传感器中获取初始帧。光学传感器的帧包括从至少一个信号通道中收集的传感器数据的元组。术语“元组”用于指示光学传感器可以从多于单信号通道中收集数据。如下文所理解的元组包括可归属于相应的信号通道的一个或多个分量，例如红色、绿色、蓝色以及透明(clear)。因此，元组是例如使用一个或多个信号通道从光学传感器中获取的传感器信号或信号的有限有序列表。然后将初始帧设置为前一帧，以便定义用于运动检测的循环和对应计算的初始状态。