CN104204743B - 运动检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种运动检测器系统，包括：第一及第二热释电元件对，在第一热释电元件对中的热释电元件之间的电互连提供第一信号输出以及对第一热释电元件对中的元件的本地温度补偿，在第二热释电元件对中的元件之间的电互连提供第二信号输出以及对第二热释电元件对中的热释电元件的本地温度补偿，其中对第一热释电元件对的补偿独立于对第二热释电元件对的补偿，用于包封这两个热释电元件对并限定窗口的外壳，在每个热释电元件对中仅一个热释电元件通过窗口来观看运动检测视场，以及用于接收第一及第二信号输出并且提供由具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的输出指示的信号处理器。

Description

运动检测系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及在2011年11月16日提交的且题目为“QUAD ELEMENT,SEPARATEDOUTPUT,PARTIALLY CONCEALED PYRO SENSOR”的美国临时专利申请No.61/560,354，该专利申请的公开内容由此通过引用方式并入本文，并且由此根据37CFR1.78(a)(4)和(5)(i)要求该专利申请的优先权。
技术领域
本发明一般地涉及运动检测系统，并且更一般地涉及并入了热释电传感器的新型运动检测系统并且涉及可用于其中的新型热释电传感器。
背景技术
各种类型的运动检测系统是已知的并且被广泛使用。这些系统除了别的以外还包括由Visonic有限公司及其继承公司泰科国际有限公司开发并制造的系统。
发明内容
本发明力图提供改进的运动检测系统和方法。从而根据本发明的一种优选实施例提供一种运动检测器系统，该运动检测器系统包括至少第一及第二热释电元件对，在第一热释电元件对中的热释电元件之间的电互连提供第一信号输出以及对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，在第二热释电元件对中的热释电元件之间的电互连提供第二信号输出以及对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，其中对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿独立于对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，用于包封至少第一及第二热释电元件对并限定窗口的外壳，在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口来观看(view)运动检测视场，以及用于电接收第一信号输出和第二信号输出并提供由视场中具有与周围环境不同的温度的对象穿越视场的输出指示的信号处理器。
优选地，信号处理器可操作用于提供对于对象以每秒1～2度的角速度穿越视场的检测。优选地，信号处理器可操作用于忽略对象以小于每秒0.5度的角速度沿相反方向重复穿越视场。
根据本发明的一种优选实施例，信号处理器提供具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的方向的输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越视场的而不是关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着与第一总体方向相反的第二总体方向穿越视场的报警输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越视场的第一输出指示以及关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着与第一总体方向相反的第二总体方向穿越视场的第二输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于具有与视场内的环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于在视场之外的具有与视场内的环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于具有与所述视场内的环境不同的温度的对象反复往返穿越视场的报警输出指示。
除此以外或作为选择，信号处理器提供关于人穿越视场的而不是关于宠物穿越视场的报警输出指示。
还根据本发明的另一种优选实施例提供了一种用于检测运动的方法，该方法包括使在第一热释电元件对的热释电元件之间电互连，提供第一信号输出以及对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，使在第二热释电元件对的热释电元件之间电互连，提供第二信号输出以及对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，其中对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿独立于对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，包封至少第一及第二热释电元件对并且限定窗口，在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口来观看运动检测视场，并且电接收第一信号输出和第二信号输出并提供由视场中具有与周围环境不同的温度的对象穿越视场的输出指示。
优选地，提供输出指示响应于检测到对象以每秒1～2度的角速度穿越视场。优选地，该方法还包括忽略对象以小于每秒0.5度的角速度沿相反方向重复穿越视场。
根据本发明的一种优选实施例，该方法还包括提供具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的方向的输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越视场的而不是关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着与第一总体方向相反的第二总体方向穿越视场的报警输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越视场的第一输出指示以及关于具有与视场内的环境不同的温度的对象沿着与第一总体方向相反的第二总体方向穿越视场的第二输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于具有与视场内的环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于在视场之外的具有与视场内的环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于具有与视场内的环境不同的温度的对象穿越视场的而不是关于具有与视场内的环境不同的温度的对象反复往返穿越视场的报警输出指示。
优选地，该方法还包括提供关于人穿越视场的而不是关于宠物穿越视场的报警输出指示。
还根据本发明的又一种优选实施例提供一种热释电传感器，该热释电传感器包括至少第一及第二热释电元件对，在第一热释电元件对中的热释电元件之间的电互连，提供第一信号输出以及对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，在第二热释电元件对中的热释电元件之间的电互连，提供第二信号输出以及对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，其中对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿独立于对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，并且包封至少第一及第二热释电元件对并限定窗口的外壳，在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口来观看运动检测视场。
还根据本发明的再一种优选实施例提供一种用于热释电感测的方法，该方法包括使在第一热释电元件对的热释电元件之间电互连，提供第一信号输出以及对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，使在第二热释电元件对的热释电元件之间电互连，提供第二信号输出以及对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，其中对于第一热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿独立于对于第二热释电元件对中的两个热释电元件的本地温度补偿，并且包封至少第一及第二热释电元件对并限定窗口，在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口来观看运动检测视场。
附图说明
本发明根据下面结合附图进行的详细描述将可更全面地理解和认识，在附图中：
图1是根据本发明的一种优选实施例构造和操作的运动检测系统的操作的，示出系统如何区分相反方向上的穿越的简图；
图2是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因在系统视场之内的热效应所致的误报警的简图；
图3是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因系统视场之外的热效应所致的误报警的简图；
图4是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因反复往返的单线束穿越所致的误报警的简图；
图5是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因反复往返穿越所致的误报警的简图；
图6A和6B是运动检测系统的操作的，示出系统如何区分人的穿越与宠物的穿越的简图；
图7是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何检测以高的角速度沿单个方向的穿越的简图；以及
图8A和8B是可用于图1-7的系统中的热释电元件的两个可替换布局的示意简图和截面简图。
具体实施方式
现在参照图1，该图是根据本发明的一种优选实施例构造和操作的运动检测系统的操作的，用于示出系统如何区分相反方向上的穿越的简图。
参见图1，本发明提供了一种运动检测系统100，该运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如图1中的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。优选地，信号处理器可操作用于忽略对象以小于每秒0.5度的角速度沿相反方向重复穿越视场。
在图1内标示为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
还可以看出，如图1中的放大部分C所示的从左向右运动的人的运动产生L及R的和输出，所述L及R的和输出分别包括L峰值和R峰值。如同图中所清楚示出的，L峰值领先于R峰值达表示为ΔT的时间间隔，并因此在放大部分C的意义上指示出人由左向右的运动。
同样地，还可以看出，如图1中的放大部分C所示的人由右向左的运动同样产生L及R的和输出，所述L及R的和输出分别包括L峰值和R峰值。如同图中所清楚示出的，R峰值领先于L峰值达表示为ΔT的时间间隔，并因此在放大部分C的意义上指示出人由右向左的运动。
报警逻辑116可操作用于确定至少在R峰值与L峰值之间的最小时间差ΔT是存在的，并且用于区分用于指示从右到左的运动以及从左到右的运动的信号。
现在参照图2，该图是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因在系统视场之内的热效应所致的误报警的简图。
如图2所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如图2中的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。
在图2内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
如图2的放大部分C所示，由位于窗口108中的热释电元件L+&R+的视场之内的加热元件(例如，辐射器)辐射出的热量由热释电元件110L+&R+检测到，然而没有被热释电元件110L-&R-检测到。
如同图2所进一步示出的，系统100随时间流逝而产生类似的L及R的和输出，L及R的和输出一般地对应于由辐射器随时间流逝而辐射的热量的强度。
如同在放大部分C中所清楚示出的，L峰值一般地对应于R峰值，并且在每个L峰值与对应的R峰值之间的时间差ΔT可忽略。因此，报警逻辑116确定：不存在与检测器102相对的从右到左的运动或者从左到右的运动，并且类似的L及R的和输出仅仅指示出存在静止热效应。
现在参照图3，该图是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因系统视场之外的热效应所致的误报警的简图。
如图3所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如同图3中的放大部分A所示的。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。
在图3内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
如图3所示，热水管道130紧贴近于检测器102在其背后通过，由此没有穿过热释电元件L+&R+的视场。
如同图3所进一步示出的，可以看出，热释电元件110L+&R+两者均生成与对周期性热源(例如，流过管道130的热水)的检测对应的信号。因此，如上所述，同样用于检测从管道130中辐射出的周期性热源的热释电元件L-&R-提供对与它们配对的相应的热释电元件L+&R+的本地温度补偿。作为由热释电元件L-&R-提供的补偿的结果，随着时间流逝，L及R的和输出一般为空，这对应于热释电元件L+&R+的视场没有任何运动，由此消除因系统视场之外的热效应所致的潜在误报警。
现在参照图4，该图是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因反复往返的单线束穿越所致的误报警的简图。
如图4所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如图4中的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。
在图4内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
如图4的放大部分C所示，植物132位于热释电元件L+的视场内，由此植物132的叶子遵循穿过热释电元件L+的视场的往返运动。
如同图4所进一步示出的，系统100随时间流逝而产生L及R的和输出。L和输出包含若干峰值，且大于预定阈值Th，由此对应于植物132的叶子随时间流逝而穿过热释电元件L+的视场的运动。相反地，R和输出低于预定阈值Th，由此对应于热释电元件R+的空视场。因此，报警逻辑116确定：不存在与检测器102相对的从右到左的运动或者从左到右的运动，并且L和输出仅仅指示出存在着在热释电元件L+的视场内遵循反复往返的单线束穿越的对象。
现在参照图5，该图是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何消除因反复往返穿越所致的误报警的简图。
如图5所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如图5中的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。
在图5内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
如图5的放大部分C所示，植物134位于窗口108的运动检测视场内，部分位于热释电元件L+的视场内并且部分位于热释电元件R+的视场内，由此植物134的叶子交替地遵循穿过热释电元件L+的视场和热释电元件R+的视场两者的往返运动。
如图5所进一步示出的，系统100随时间流逝而产生L及R的和输出。L和输出对应于植物134的叶子随时间流逝而穿过热释电元件L+的视场的运动，而R和输出对应于植物134的叶子随时间流逝而穿过热释电元件R+的视场的运动。如同图中所清楚示出的，L峰值最初领先于R峰值，并且此后滞后于R峰值，由此引导报警逻辑116来确定植物最初遵循从左到右的运动并然后回复为从右到左的运动。因此，报警逻辑116消除因植物的反复往返穿越所致的潜在误报警。
现在参照图6A和6B，这两个图是运动检测系统的操作的简图，示出系统如何区分人的穿越与宠物的穿越。
如图6A和6B所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为T+&T-和B+&B-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的T和B标记仅指示出它们分别位于传感器104的顶面和底面，如图6A和6B的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(T+&T-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(B+&B-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(T+&T-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(B+&B-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为T-&B-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为位于窗口108之内并且与其110配对的各个热释电元件(在此为T+&B+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。
在图6A&6B内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件T+&T-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件B+&B-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
如图6A的放大部分C所示，人步行穿过检测器102的视场，由此穿越热释电元件T+的视场和热释电元件B+的视场。
如图6A所进一步示出的，系统100随时间流逝而产生T及B的和输出。T和输出对应于人随时间流逝而穿过热释电元件T+的视场的运动，而B和输出对应于人随时间流逝而穿过热释电元件B+的视场的运动。如同图中所清楚示出的，T输出和B输出两者同时出现峰值，对应于相对较高的对象(例如，人)穿过热释电元件T+和B+的视场的同时穿越。
现在转至图6B，该图示出：宠物(例如，狗)步行穿过检测器102的视场，由此穿越下方的热释电元件B+的视场，但不穿越上方的热释电元件T+的视场。
如图6B所进一步示出的，系统100随时间流逝而产生T及B的和输出。T和输出对应于随时间流逝而穿过热释电元件T+的视场的运动，而T和输出对应于随时间流逝而穿过热释电元件B+的视场的运动。如同图中所清楚示出的，T输出一般为空，然而B输出包括与对象穿越热释电元件B+的视场对应的峰值。穿越热释电元件B+的视场但不穿越热释电元件T+的视场对应于相对较矮的对象(例如，狗)穿过检测器102的视场的穿越。
现在参照图7，该图是图1的运动检测系统的操作的，示出系统如何检测以高的角速度沿单个方向的穿越的简图。
如图7所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统100包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
布置于外壳106之内的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧，如图7的放大部分A所示。
根据本发明的一种优选实施例，每个热释电元件对的热释电元件110在它们之间以相反的极性来电连接，使得电连接的第一热释电元件对110(L+&L-)提供第一和信号输出以及对其的本地温度补偿。同样地，电连接的第二热释电元件对110(R+&R-)提供第二和信号输出以及对其的本地温度补偿。
本发明的实施例的一个具体特征是：对第一热释电元件对(L+&L-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿独立于对所述第二热释电元件对(R+&R-)中的两个热释电元件110的本地温度补偿。
本发明的这种实施例的一个重要特征是：外壳106被构造使得在第一热释电元件对中的仅一个热释电元件110以及在第二热释电元件对中的仅一个热释电元件通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R-。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为处于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R+)提供本地温度补偿。
根据本发明的一种优选实施例的信号处理器电接收第一及第二和信号输出并且提供关于具有与运动检测视场内的环境不同的温度的对象穿越运动检测视场的输出指示。优选地，信号处理器可操作用于提供对于对象以每秒1～2度的角速度穿越视场的检测。
在图7内标记为B的简化电路图中，可以看出，热释电元件L+&L-串行电连接于电阻112两端并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET114供应给报警逻辑116的信号，该报警逻辑116包括以上所提及的信号处理器。同样地，可以看出，热释电元件R+&R-串行电连接于电阻122两端，并且共同生成作为它们各自输出之和且经由FET124供应报警逻辑116的信号。
还可以看出，如图7的放大部分C所示的人从左向右移动的运动产生L及R的和输出，该L及R的和输出分别包括L峰值和R峰值。如同图中所清楚示出的，L峰值领先于R峰值达表示为ΔT的时间间隔，并因此在放大部分C的意义上指示出人由左向右的运动。
报警逻辑116可操作用于确定：时间差ΔT是相对较短的，并因此对应于以高的角速度沿单个方向的穿越。
现在参照图8A和8B，这两个图是可用于图1-7的系统中的热释电元件的两个可替换布局的示意简图和截面简图。
如图8A所示且如同以上参照图1所描述的，运动检测系统包括含有用于将来自视场的红外辐射聚焦到传感器104上的聚焦光学器件(未示出)的至少一个检测器102。根据本发明的一种优选实施例，传感器104包括用于限定窗口108的外壳106。
安装于外壳106内的安装元件140的前侧面上的是分别标记为L+&L-和R+&R-的第一及第二热释电元件对110。典型地，所有热释电元件110都是相同的，并且它们的L和R标记仅指示出它们分别位于传感器104的左侧和右侧。
如图8A所示，外壳106被构造使得在第一热释电元件对中仅一个热释电元件110(在此为L+)以及在第二热释电元件对中仅一个热释电元件(在此为R-)通过窗口108来观看运动检测视场。外壳106防止在感兴趣的波段内的来自运动检测视场的红外辐射达到每个热释电元件对中的另一个热释电元件110，在此为L-&R+。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为位于窗口108之内并且与其配对是各个热释电元件(在此为L+&R-)提供本地温度补偿。
作为选择，如图8B所示，在第一热释电元件对中的一个热释电元件110(在此为L+)以及在第二热释电元件对中的一个热释电元件(在此为R+)被安装于安装元件140的前侧面上，并且通过窗口108来观看运动检测视场。每个热释电元件对中的另一个热释电元件110(在此为L-&R-)被安装于安装元件140的后侧面上，一般与热释电元件L+&R+相对。由此通过外壳106阻挡观看运动检测视场的热释电元件110为位于窗口108之内并且与其配对的各个热释电元件(在此为L+&R-)提供本地温度补偿。
本领域技术人员应当意识到，本发明并不限制于以上所具体示出及描述的内容。相反，本发明的范围既包括以上所描述的各种特征的组合也包括子组合，以及关于它们的修改，这些修改应当是本领域技术人员在阅读了以上描述后所能想到的，并且是现有技术当中所没有的。

Claims (22)

1.一种运动检测器系统，包括：
至少第一热释电元件对及第二热释电元件对，所述第一热释电元件对包括第一热释电元件和第二热释电元件，所述第二热释电元件对包括第三热释电元件和第四热释电元件；
用于包封至少所述第一热释电元件对及第二热释电元件对并限定窗口的外壳，仅所述第一热释电元件和所述第三热释电元件通过所述窗口来观看运动检测视场，所述第二热释电元件和所述第四热释电元件不通过所述窗口来观看所述运动检测视场；
所述第一热释电元件对中的所述第一热释电元件和所述第二热释电元件在它们之间以相反的极性来电连接，由此从所述第一热释电元件的输出减去所述第二热释电元件的输出，并由此消除由所述第一热释电元件和所述第二热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第一部分处的活动及对它的第一局部温度补偿的第一和信号输出；
所述第二热释电元件对中的所述第三热释电元件和所述第四热释电元件在它们之间以相反的极性来电连接，由此从所述第三热释电元件的输出减去所述第四热释电元件的输出，并由此消除由所述第三热释电元件和所述第四热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第二部分处的活动及对它的第二局部温度补偿的第二和信号输出，所述运动检测视场的所述第二部分与所述第一部分不同，所述第一局部温度补偿独立于所述第二局部温度补偿；以及
用于电接收所述第一和信号输出和所述第二和信号输出，并且提供关于具有与所述运动检测视场内的环境不同的温度的对象沿给定方向穿越所述运动检测视场的输出指示的信号处理器。
2.根据权利要求1所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器可操作为提供对象以每秒1～2度的角速度穿越所述视场的检测。
3.根据权利要求1所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器可操作为忽略对象以小于每秒0.5度的角速度沿相反方向重复穿越所述视场。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的方向的输出指示。
5.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着与所述第一总体方向相反的第二总体方向穿越所述视场的报警输出指示。
6.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越所述视场的第一输出指示以及关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着与所述第一总体方向相反的第二总体方向穿越所述视场的第二输出指示。
7.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
8.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于在所述视场之外的具有与所述视场内的所述环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
9.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象反复往返穿越所述视场的报警输出指示。
10.根据权利要求4所述的运动检测器系统，其中所述信号处理器提供关于人穿越所述视场的而不是关于宠物穿越所述视场的报警输出指示。
11.一种用于检测运动的方法，所述方法包括步骤：
包封至少第一热释电元件对及第二热释电元件对，所述第一热释电元件对包括第一热释电元件和第二热释电元件，所述第二热释电元件对包括第三热释电元件和第四热释电元件；
限定窗口，所述第一热释电元件对中的热释电元件中的仅一个以及所述第二热释电元件对中的热释电元件中的仅一个通过所述窗口来观看运动检测视场；
在所述第一热释电元件对中的所述第一热释电元件和所述第二热释电元件的输出之间以它们之间相反的极性来电互连，由此从所述第一热释电元件的输出减去所述第二热释电元件的输出，并由此消除由所述第一热释电元件和所述第二热释电元件同时感测到的外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第一部分处的活动及对它的第一局部温度补偿的第一和信号输出；
在所述第二热释电元件对中的所述第三热释电元件和所述第四热释电元件的输出之间以它们之间相反的极性来电互连，由此从所述第三热释电元件的输出减去所述第四热释电元件的输出，并由此消除由所述第三热释电元件和所述第四热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第二部分处的活动及对它的第二局部温度补偿的第二和信号输出，所述运动检测视场的所述第二部分与所述第一部分不同，所述第一局部温度补偿独立于所述第二局部温度补偿；以及
电接收所述第一和信号输出和所述第二和信号输出，并且提供具有与所述运动检测视场内的环境不同的温度的对象沿给定方向穿越所述运动检测视场的输出指示。
12.根据权利要求11所述的方法，其中提供输出指示的步骤响应于检测到对象以每秒1～2度的角速度穿越所述视场。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：忽略对象以小于每秒0.5度的角速度沿相反方向重复穿越所述视场。
14.根据权利要求11-13中的任一项所述的方法，还包括：提供具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的方向的输出指示。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着与所述第一总体方向相反的第二总体方向穿越所述视场的报警输出指示。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着第一总体方向穿越所述视场的第一输出指示以及关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象沿着与所述第一总体方向相反的第二总体方向穿越所述视场的第二输出指示。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于在所述视场之外的具有与所述视场内的所述环境不同的温度的静止对象的报警输出指示。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象穿越所述视场的而不是关于具有与所述视场内的所述环境不同的温度的对象反复往返穿越所述视场的报警输出指示。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供关于人穿越所述视场的而不是关于宠物穿越所述视场的报警输出指示。
21.一种热释电传感器，包括：
至少第一热释电元件对及第二热释电元件对，所述第一热释电元件对包括第一热释电元件和第二热释电元件，所述第二热释电元件对包括第三热释电元件和第四热释电元件；
用于包封至少所述第一热释电元件对及第二热释电元件对并限定窗口的外壳，仅所述第一热释电元件和所述第三热释电元件通过所述窗口来观看运动检测视场，所述第二热释电元件和所述第四热释电元件不通过所述窗口来观看所述运动检测视场；
所述第一热释电元件对中的所述第一热释电元件和所述第二热释电元件在它们之间以相反的极性来电连接，由此从所述第一热释电元件的输出减去所述第二热释电元件的输出，并由此消除由所述第一热释电元件和所述第二热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第一部分处的活动及对它的第一局部温度补偿的第一和信号输出；
所述第二热释电元件对中的所述第三热释电元件和所述第四热释电元件在它们之间以相反的极性来电连接，由此从所述第三热释电元件的输出减去所述第四热释电元件的输出，并由此消除由所述第三热释电元件和所述第四热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第二部分处的活动及对它的第二局部温度补偿的第二和信号输出，所述运动检测视场的所述第二部分与所述第一部分不同，所述第一局部温度补偿独立于所述第二局部温度补偿。
22.一种用于热释电感测的方法，所述方法包括：
包封至少第一热释电元件对及第二热释电元件对，所述第一热释电元件对包括第一热释电元件和第二热释电元件，所述第二热释电元件对包括第三热释电元件和第四热释电元件；
限定窗口，所述第一热释电元件对中的热释电元件中的仅一个以及所述第二热释电元件对中的热释电元件中的仅一个通过所述窗口来观看运动检测视场；
在所述第一热释电元件对中的所述第一热释电元件和所述第二热释电元件的输出之间以它们之间相反的极性来电互连，由此从所述第一热释电元件的输出减去所述第二热释电元件的输出，并由此消除由所述第一热释电元件和所述第二热释电元件同时感测到的外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第一部分处的活动及对它的第一局部温度补偿的第一和信号输出；
在所述第二热释电元件对中的所述第三热释电元件和所述第四热释电元件的输出之间以它们之间相反的极性来电互连，由此从所述第三热释电元件的输出减去所述第四热释电元件的输出，并由此消除由所述第三热释电元件和所述第四热释电元件同时感测到的所述外壳内发生的温度变化，由此提供代表在所述运动检测视场的第二部分处的活动及对它的第二局部温度补偿的第二和信号输出，所述运动检测视场的所述第二部分与所述第一部分不同，所述第一局部温度补偿独立于所述第二局部温度补偿。
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