CN101539460B - 检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备 - Google Patents

检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备，所述装置可使用能够检测热源的传感器更快和更有效地检测热源的位置。所述热源检测方法包括：执行第一模式以扫描将被搜索的整个区域；执行第二模式以扫描包括在将被搜索的整个区域中的至少一个特定区；以及通过根据第一模式和第二模式选择性地控制传感器来检测将搜索的区域中的热源。因此，缩短了更新热源的位置信息的周期，并消除了不必要的检测操作。其结果是，热源检测装置可使用具有有限性能的传感器更有效地检测热源。

Description

检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备
技术领域
本发明涉及一种检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备，更具体地说，涉及一种检测热源的装置和方法以及具有该装置的家用设备，所述装置可使用能够检测热源的传感器更快和更有效地检测热源的位置。
背景技术
随着具有更高性能的家用设备的发展，正在设计各种技术以最大化家用设备的使用效率。所述技术之一是检测设备的用户的位置，从而更有效地为用户提供服务。因此，通过使设备仅向必要的部分提供服务，用户的满意度增加，并且可最优化或最小化能耗。在这点上，已经开发了一种使用能够检测热源的传感器来检测在将被搜索的区域中存在的人的位置的装置。
一般来说，所有物体实际上辐射各自的固有波长(红外线)的能量，并且人辐射区别于其他物体的固有波长的红外线。
为了测量来自所有热源(包括辐射固有波长的红外线的人)的温度，使用多通道热电堆传感器(以下称为热检测传感器)，所述传感器检测从将被搜索的区域中的所有热源辐射的红外线从而以非接触类型测量将被搜索的区域的温度。使用热检测传感器的代表性示例是用于室内空间的制冷或加热的空调。通过安装在空调中的热检测传感器实时检测人的位置或移动，空调可按照这样的空调模式为用户提供舒适的空调环境：控制空气流的方向朝向人或不朝向人，并适当地控制风量。
由于可通过热检测传感器测量温度的区域是有限的，为了测量更宽广的区域的温度，将热检测传感器安装为由电机转动，从而扫描将被搜索的整个区域并收集更宽广区域的温度信息。因此，基于收集的温度信息，空调向特定位置(即，人所在的位置或温度异于周围的位置，例如可以在某个位置移动和发射热量的特定物体，诸如半导体生产线)提供必要的服务。
然而，在上述的通过对将被搜索区域的重复扫描操作来检测人的位置的传统热检测传感器中，通过位于特定点的传感器的检测速度和检测范围、将被搜索的区域的面积、电机的转动速度等来确定更新关于人的位置的信息的周期。因此，如果根据传感器的属性和将被搜索的区域的面积更新关于人的位置的信息的周期很长，则传统热检测传感器存在没有提供关于人的位置的最合适的服务的问题。
可通过增加电机的转速以增加传感器的检测速度或通过使用能检测宽范围的传感器来解决由于长更新周期引起的这样的问题。然而，这样的方案需要具有更高性能的传感器和具有更高性能的控制部来处理来自传感器的信息，这造成系统的制造成本增加。
发明内容
因此实施例的一方面在于提供一种检测热源的装置，该装置包括提高热源检测性能的多种模式并根据将被搜索的区域中的情况将模式相互转换，以缩短更新热源的位置信息的周期并消除不必要的检测操作，从而更快和更有效地检测热源的位置。
实施例的另一方面在于提供具有用于检测热源的上述装置的家用设备。
实施例的另一方面在于提供一种使用上述装置检测热源的方法。
其他方面和/或优点将部分地在以下描述中被阐述，部分地，通过描述将是清楚的，或者可通过本发明的实施而得知。
通过提供一种检测热源的方法来实现上述和/或其他方面，所述方法包括：执行第一模式以扫描将被搜索的整个区域；执行第二模式以扫描包括在将被搜索的整个区域中的至少一个特定区；以及通过根据第一模式和第二模式选择性地控制传感器来检测将搜索的区域中的热源。
所述至少一个特定区可以是热源所在的区，所述区被扫描以追踪热源的移动。
将被扫描的特定区可根据热源的移动而改变。
第一模式可用于检测热源的位置，第二模式可用于追踪检测的热源的移动。
当使用第一模式检测到热源的位置时，可将第一模式转换为第二模式以扫描与检测的热源的位置相应的特定区。
当在使用第二模式追踪热源的移动期间超过了预定时间时，可将第二模式转换为第一模式。
所述预定时间可以是第二模式的处理时间。
在使用第二模式追踪热源的移动期间，当热源停留在至少一个特定区超过预定时间没有移动时，可将第二模式转换为第一模式。
当在使用第二模式追踪热源的移动期间检测到另一热源时，可将第二模式转换为第一模式。
当所述至少一个特定区包括多个特定区时，可改变在第二模式中将被扫描的特定区以追踪热源的移动。
可改变将被扫描的特定区以包括所述多个特定区和所述多个特定区之间的至少一个中间区。
可通过提供一种检测热源的装置来实现上述和/或其他方面，所述装置包括：至少一个传感器，检测将被搜索的整个区域中的热源的位置；以及控制部，包括用于扫描将被搜索的整个区域的第一模式和用于扫描包括在将被搜索的整个区域中的至少一个特定区的第二模式，控制部通过第一模式和第二模式选择性地控制传感器。
可将传感器配置为通过测量从热源产生的温度值来检测位于将被搜索的整个区域中的热源的位置的热传感器。
所述装置还可包括用于驱动传感器的步进电机。控制部可通过步进电机的操作以预定角度将传感器向特定区的左和右移动，以便追踪热源的移动。
所述至少一个传感器可包括以上/下方向排列的多个传感器，所述多个传感器中的每一个具有多个通道以检测热源的左/右和前/后移动。
可通过提供一种家用设备来实现上述和/或其他方面，所述家用设备包括：至少一个传感器，检测将被搜索的整个区域中的热源的位置；传感器控制部，通过扫描将被搜索的整个区域检测热源的位置，并通过扫描与检测的热源的位置相应的特定区来追踪热源的移动；以及空调控制部，根据追踪的热源的移动控制空气调节操作。
家用设备可包括空调或空气净化器。
家用设备还可包括用于驱动传感器向左和向右的步进电机。空调控制部可通过步进电机的操作追踪热源的左/右移动来控制风向。
家用设备还可包括用于驱动传感器向后和向前的步进电机。空调控制部可通过步进电机的操作追踪热源的前/后移动来控制风量或风速。
所述至少一个传感器可包括以上/下方向排列的多个传感器，所述多个传感器的每一个具有用于检测热源的前/后移动的多个通道，空调控制部可通过使用传感器追踪热源的前/后移动控制风量或风速。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，实施例的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更容易理解，其中：
图1是示出根据实施例的安装有热源检测装置的空调的透视图；
图2是示出根据实施例的热源检测装置的示意图；
图3是根据实施例的安装有热源检测装置的空调的控制框图；
图4是示出根据实施例的热源检测装置中扫描将被搜索的整个区域的第一模式的示图；
图5是示出根据实施例的在热源检测装置中扫描将被搜索的特定区的第二模式的示图；
图6A和图6B是示出在图5的特定区中追踪热源的左/右移动的处理；
图7A和图7B是示出在图5的特定区中追踪热源的前/后移动的处理；
图8是解释根据实施例的热源检测装置中第一模式和第二模式互相转换的检测热源的方法的操作流程图；以及
图9是示出根据实施例的热源检测装置中扫描多个特定区的第三模式的示图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。以下通过参照附图描述实施例以解释本发明。
图1是示出实施例的安装有热源检测装置的空调的透视图。
如图1所示，空调10形成有：位于在两边表面的底部的吸入口12，通过这些吸入口将室内空气吸入空调10；以及位于两边表面的上部的排风口14，通过这些排风口将通过吸入口12吸入的空气排出到室内空间。
叶片16被安装到排风口14的每一个以便打开或关闭排风口14和调节排出空气的方向。驱动电机18被安装在叶片16上以便驱动叶片16。叶片16连接到驱动电机18的转动轴，从而通过驱动电机18的转动来改变叶片16的转动角度。根据叶片16的转动角度的改变，调整通过排风口14排出的空气的方向，并打开或关闭排风口14。
在空调10内安装了室内热交换器，将通过吸入口12吸入的室内空气与汽化的制冷剂的潜热进行热交换，以产生冷风或暖风，室内风扇22吹出由室内热交换器20热交换的空气。
热源检测装置30被安装到空调10的前表面的上部，以便检测空间(即，将被搜索的区域，其中安装了空调10)中的热源的位置和追踪热源的左/右和前/后移动。步进电机40被安装在靠近热源检测装置30以便以预定间隔(例如，大约30到60秒)、以能够追踪热源的移动的速度将热源检测装置30向左和右移动，从而使热源检测装置30扫描将被搜索的整个区域并能够实时追踪热源的移动。
步进电机40被配置为可变磁阻类型的步进电机，例如，具有高转动角分辨率以使得热源检测装置30能够实现要求持续移动和步进移动的扫描模式。
图2是示出根据实施例的热源检测装置的示意图。
如图2所示，热源检测装置30用于测量将被搜索的整个区域的温度，以便检测将被搜索的区域中的热源的位置和追踪热源的左/右和前/后移动。为了检测将被搜索的区域中的热源的位置，热源检测装置30包括热源检测传感器31，其通过多个通道检测红外线，放大输出电压并输出温度检测电压。每个热检测传感器31被配置为具有多个通道的多通道热堆传感器。热检测传感器31被排列为上/下方向。
图3是根据实施例的安装有热源检测装置的空调的控制框图。如图3所示，空调包括上述的热源检测装置30、输入部50、空调控制部52、驱动部54和显示部56。
热源检测装置30包括：上述的多通道热检测传感器31；A/D转换器32，将与从热检测传感器31输出的各个通道的温度检测电压相应的模拟值转换为数字电压值；传感器控制部33，测量与来自A/D转换器32的数字电压值相应的各个通道的温度值；以及存储器部34，存储多个特定区，从而热检测传感器31可扫描将被搜索的整个区域。如果由热检测传感器31扫描的将被搜索的整个区域例如是从0°到120°，一个特定区例如位于5°到10°的范围内。然而，特定区的范围可改变。
存储器部34存储扫描将被搜索的整个区域的第一模式，和扫描将被搜索的区域中的特定区的第二模式。因此，根据热源的移动，将由热检测传感器31扫描的区改变。
传感器控制部33通过第一模式扫描将被搜索的整个区域来检测热源的位置，并通过第二模式扫描将被搜索的区域中的特定区(在所述特定区中检测到了热源)来追踪热源的左/右和前/后移动。当执行第二模式时，由于收集仅关于必要部分的温度信息，因此减少了待处理的信息量，因而可缩短热检测传感器31的更新周期。
更具体地，与传统装置重复扫描将被搜索的整个区域以检测热源相比，传感器控制部33的模式转换功能(通过所述功能，根据热源的移动第一模式和第二模式互相转换)可缩短更新关于热源的位置的信息的周期。另外，通过消除不必要的检测操作，可更快和更有效地检测热源的位置。
本实施例描述了用于改变将被搜索的区域的热检测传感器31的模式信息被单独地存储在热源检测装置30的存储器部34中。然而，本实施例不限于此。热检测传感器31的模式信息可被存储在空调控制部52的内部存储器中。
输入部50包括键操作部、遥控信号接收部、或能够接收用户的输入的任意其他类型的部件，从而用户可输入用户期望的操作模式(例如，制冷操作或加热操作)和操作信息，诸如设定温度、设定风量、设定风向等。
空调控制部52用作根据通过输入部50输入的操作模式控制空调10的整体制冷或加热操作的微机。基于根据由热源检测装置30检测的热源位置的追踪信息，空调控制部52提供足以实现舒适的空调环境的空气流，即，风向和风量。
例如，空调控制部52根据热源的左/右移动控制风向，或根据热源的前/后移动控制风量或风速，从而可最优化地向热源的位置或移动提供热交换的空气。
根据空调控制部52的控制信号，驱动部54控制驱动电机18的操作、室内风扇22的操作和步进电机40的操作，其中，所述驱动电机18驱动叶片16以调节排风方向，所述室内风扇22改变排风量，所述步进电机40摆动和水平地移动热检测传感器31以扫描将被搜索的区域中的热源的信息。
根据空调控制部52的控制信号，显示部56显示关于操作模式的信息或热源的位置信息。
图4是示出根据实施例的热源检测装置中扫描将被搜索的整个区域的第一模式的示图。
参照图4，由热源检测装置30扫描的将被搜索的整个区域例如是从0°到120°。通过扫描将被搜索的整个区域的第一模式，热源检测装置30检测位于将被搜索的区域中的热源。
图5是示出根据本发明实施例的热源检测装置中扫描将被搜索的特定区的第二模式的示图。热源检测装置30追踪与图4中示出的通过第一模式检测的热源的位置相应的特定区中的热源的移动。
参照图5，由热源检测装置30扫描的将被搜索的整个区域(例如，从0°到120°)被分区为多个特定区，每个特定区例如在大约5°到10°的范围内。通过扫描将被搜索的特定区的第二模式，热源检测装置30追踪位于特定区中的热源的移动。
图6A和图6B是示出追踪图5的特定区中的热源的左/右移动的处理，其中，由热源检测装置扫描的特定区根据热源的左/右移动而改变。
参照图6A和图6B，通过将热检测传感器31从热源所在的特定区例如向左和右方向转动5°到10°来追踪热源的左/右移动。在热源检测装置30被安装在如图1所示的空调10中的情况下，空调10可基于关于热源的左/右移动方向的追踪信息设置最优风向。例如，如图6B所示，如果热源向左移动，则改变热源检测装置30扫描的特定区以追踪热源的移动，从而将热交换的空气充分地吹向热源。
图7A和图7B是示出在图5的特定区中追踪热源的前/后移动的处理的示图，其中，根据热源的前/后移动由热源检测装置扫描的特定区没有改变。
参照图7A和图7B，在热源检测装置30被安装在如图1所示的空调10中的情况下，空调10可基于关于热源的前/后移动方向的追踪信息设置最优风量或风速。例如，如图7B所示，如果热源在停留在相同的特定区中的同时向后移动，则空调10增加风量或风速，从而可将热交换的空气充分地提供给热源。
以下，将解释使用上述构造的热源检测装置检测热源的方法及其操作效果。
图8是解释根据实施例的检测热源的方法，其中，在热源检测装置中第一模式和第二模式互相转换。
为了使热源检测装置30检测将被搜索区域中的热源的位置，驱动步进电机40以将热检测传感器31以能够追踪热源的移动的速度向左和右移动。因而，如图4所示，在操作100执行热检测传感器31扫描将被搜索的整个区域的第一模式。
在以规律的速度向左和右移动的同时，热检测传感器31检测从被分区为多个特定区的将被搜索的整个区域中的热源(即，能够移动和发热的人或某个物体)辐射的红外线并输出温度检测电压。A/D转换器32将与从热检测传感器31输出的各个通道的温度检测电压相应的模拟值转换为数字电压值，并将数字电压值发送到传感器控制部33。
传感器控制部33从A/D转换器32接收与数字电压值相应的各个特定区的温度值，并计算所有特定区的平均温度值。在将各个特定区的温度值与计算的平均值进行比较之后，如果特定区的温度值大于平均值，则传感器控制部33存储相应的特定区并检测热源的位置信息。
其后，在操作102，传感器控制部33在第一模式下确定是否检测到热源。如果确定检测到热源，则传感器控制部33在操作104确定在第一模式完成之后，热源是否仍位于相同的特定区中。
如果在第一模式下检测到热源，则第一模式被转换为通过仅扫描检测到热源的特定区来追踪热源的移动的第二模式。此时，在第一模式下检测热源之后，第一模式不是无条件地被转换为第二模式。仅当在第一模式完成之后热源仍位于相同的特定区时，第一模式被转换为第二模式以追踪热源的移动。如果在第一模式下热源频繁地移动，则不能确定用于追踪热源的移动的位置参考点。因此，第一模式不能被转换为第二模式。
通过操作104的确定结果，如果确定在第一模式完成之后热源没有位于相同的特定区中，则处理回到操作100以执行第一模式。如果确定在第一模式完成之后热源仍位于相同的特定区中，则如图5所示，在操作106传感器控制部33执行第二模式，其中，热检测传感器31扫描检测到热源的特定区。
其后，传感器控制部33通过第二模式追踪位于特定区中的热源的移动，并在操作108确定在追踪热源的移动期间是否到了扫描将被搜索的整个区域的时间。
如果确定到了扫描将被搜索的整个区域的时间，则处理回到操作100以将第二模式转换为第一模式，以便重扫描将被搜索的整个区域。如果确定没有到扫描将被搜索的整个区域的时间，则在操作110传感器控制部33重新确定热源是否仍位于相同的特定区中。在第二模式下追踪热源的移动的同时，如果热源停留在相同的特定区中超过预定的时间而没有移动，则第二模式被转换为第一模式。
通过操作110的确定结果，如果确定热源位于相同的特定区中，则在操作112确定热源停留在相同的特定区中是否超过预定时间而没有移动。如果确定热源停留在相同的特定区中超过预定时间，则处理回到操作100以将第二模式转换为第一模式，以便重扫描将被搜索的整个区域。
通过操作110的确定结果，如果确定热源没有位于相同的特定区中，则表示在第二模式下追踪热源的移动的同时热源移动。因此，在操作114执行第二模式并随后处理回到操作108，在所述第二模式中，将被扫描的特定区根据热源的移动而改变并由热检测传感器31扫描。
通过操作112的确定结果，如果确定热源没有停留在相同的特定区超过预定时间，则处理回到操作106以继续执行第二模式，从而由热检测传感器31扫描检测到热源的特定区。
如上所述，通过将第一模式和第二模式互相转换的热源检测方法，即使使用具有与传统热检测器相同性能的热检测传感器31，本实施例的热源检测装置30可产生与使用高性能的热检测传感器时相似的操作效果。因此，可更快和更准确地更新热源的位置信息，从而为用户提供最优的服务。
图9是示出根据实施例的热源检测装置中扫描多个特定区的第三模式。当与使用图4所示的第一模式检测到的热源的位置相应的特定区是两个或更多时，执行第三模式以追踪热源的移动。
如图9所示，当在第一模式下检测到的热源的位置是两个或更多时，传感器控制部33通过扫描所述热源所在的多个特定区及其之间的中间特定区来追踪热源的移动。
或者，传感器控制部33可通过交替地仅扫描所述热源所在的多个特定区来追踪所述热源的移动，此时，热源检测装置可被配置为不扫描所述热源所在的所述特定区之间的中间特定区，或者可被配置为低分辨率扫描中间特定区，到粗略检测中间特定区的程度。
尽管已经参照空调描述了本实施例，但是本实施例不限于空调。本实施例还可以应用于使用热源检测的任何家用设备，诸如，空气净化器、半导体生产线等。
通过以上描述很清楚，检测热源的装置和方法包括多种模式以提高热源检测性能，并根据将被搜索的区域中的情况将模式互相转换。因此，可缩短更新热源的位置信息的周期，并消除不必要的检测操作。结果，热源检测装置可使用具有有限的性能的传感器更有效地检测热源。
虽然已经示出和描述了实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离权利要求限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出各种改变，本发明的范围在权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种检测热源的方法，包括：
执行第一模式以扫描将被搜索的整个区域；
执行第二模式以扫描包括在将被搜索的整个区域中的至少一个特定区；以及
通过根据第一模式和第二模式选择性地控制传感器来检测将搜索的区域中的热源，
其中，第一模式用于检测热源的位置，第二模式用于追踪检测到的热源的移动，根据热源的移动在第一模式和第二模式之间相互转换。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个特定区是热源所在的区，该区被扫描以追踪热源的移动。
3.如权利要求2所述的方法，其中，将被扫描的特定区根据热源的移动而改变。
4.如权利要求1所述的方法，其中，当使用第一模式检测到热源的位置时，将第一模式转换为第二模式以扫描与检测的热源的位置相应的特定区。
5.如权利要求1所述的方法，其中，当在使用第二模式追踪热源的移动期间超过了预定时间时，将第二模式转换为第一模式。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述预定时间是第二模式的处理时间。
7.如权利要求5所述的方法，其中，当在使用第二模式追踪热源的移动期间热源停留在所述至少一个特定区中超过预定时间而没有移动时，将第二模式转换为第一模式。
8.如权利要求1所述的方法，其中，当在使用第二模式追踪热源的移动期间检测到另一热源时，将第二模式转换为第一模式。
9.如权利要求2所述的方法，其中，当所述至少一个特定区包括多个特定区时，改变在第二模式中将被扫描的特定区以追踪热源的移动。
10.如权利要求9所述的方法，其中，改变将被扫描的特定区以包括所述多个特定区和所述多个特定区之间的至少一个中间区。
11.一种检测热源的装置，包括：
至少一个传感器，检测将被搜索的整个区域中的热源的位置；以及
控制部，包括第一模式和第二模式，在第一模式下扫描将被搜索的整个区域以检测热源，在第二模式下扫描包括在将被搜索的整个区域中的被检测到热源的至少一个预定的特定区，并追踪检测到的热源的移动，所述控制部通过第一模式和第二模式选择性地控制传感器，
其中，控制部根据热源的移动在第一模式和第二模式之间相互转换。
12.如权利要求11所述的装置，其中，传感器被配置为通过测量从热源产生的温度值来检测位于将被搜索的整个区域中的热源的位置的热传感器。
13.如权利要求11所述的装置，其中，将被扫描的特定区根据热源的移动而改变。
14.如权利要求11所述的装置，还包括：
用于驱动传感器的步进电机，控制部通过步进电机的操作以预定角度将传感器向特定区的左和右移动，以便追踪热源的移动。
15.如权利要求11所述的装置，其中，所述至少一个传感器包括以上/下方向排列的多个传感器，所述多个传感器中的每一个具有多个通道以检测热源的左/右和前/后移动。
16.一种家用设备，包括：
至少一个传感器，检测将被搜索的整个区域中的热源的位置；
传感器控制部，通过扫描将被搜索的整个区域检测热源的位置，并通过扫描与检测的热源的位置相应的特定区来追踪热源的移动；以及
空调控制部，根据追踪的热源的移动控制空气调节操作。
17.如权利要求16所述的家用设备，其中，所述家用设备包括空调或空气净化器。
18.如权利要求16所述的家用设备，还包括：
用于驱动传感器向左和向右的步进电机，空调控制部通过步进电机的操作追踪热源的左/右移动来控制风向。
19.如权利要求16所述的家用设备，还包括：
用于驱动传感器向后和向前的步进电机，空调控制部通过步进电机的操作追踪热源的前/后移动来控制风量或风速。
20.如权利要求16所述的家用设备，其中，所述至少一个传感器包括以上/下方向排列的多个传感器，所述多个传感器的每一个具有用于检测热源的前/后移动的多个通道，空调控制部通过使用传感器追踪热源的前/后移动控制风量或风速。
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