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TECHNISCHES GEBIET
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Vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Zugriff auf ein Mobilgerät und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Detektieren und Charakterisieren einer Anwesenheit eines Benutzers auf der Basis einer gefilterten Suche eines Wärmesignals.
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HINTERGRUND
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Neuesten Studien zufolge werden tragbare elektronische Geräte durchschnittlich drei Stunden täglich benutzt. Dabei handelt es sich nicht mehr nur um Telefonate, sondern die Benutzer nutzen ihre Geräte inzwischen auch zum Planen, für Käufe, Spiele und für die Terminverwaltung. Statt eines vergleichsweise langsamen Multitasking über mehrere Geräte oder einer zwangsweisen Nutzung einer traditionellen PC-Plattform über einen längeren Zeitraum können Benutzer kleinere Aufgabe in Pausen zwischendurch nun ganz schnell auf einem einzigen Gerät erledigen.
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Tragbare elektronische Geräte benötigen jedoch generell Batteriestrom und sind daher meist so konfiguriert, dass sie nach einer bestimmten Zeit der Nichtbenutzung automatisch gesperrt werden oder in den Ruhezustand gehen, um Batteriestrom zu sparen. Aus diesem Grund muss der Benutzer das Gerät normalerweise jedes Mal entsperren, wenn er eine neue Aufgabe ausführen oder eine vorher bereits begonnene Aufgabe fertig ausführen will. Jeder Vorgang zum Entsperren des Geräts kostet Zeit, so dass die schiere Anzahl und Frequenz von einzelnen Benutzer-Interaktionen tagtäglich bei einem gegebenenfalls verzögerten Zugriff dazu führen kann, dass sich über den Tag insgesamt ein deutlicher Produktivitätsverlust ergibt.
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Vorliegende Erfindung ist auf ein System gerichtet ist, das einige der Mängel beseitigen kann, die vorstehend in dem Abschnitt ”Hintergrund” beschrieben wurden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass ein solcher Vorteil weder den Rahmen der beschriebenen Prinzipien noch die anliegenden Ansprüche einschränkt, ausgenommen in dem Maß, das in den Ansprüchen ausdrücklich angegeben ist. Die Erläuterung des technischen Hintergrunds basiert auf eigenen Beobachtungen, Überlegungen und Gedanken der Erfinder und ist nicht eine genaue Katalogisierung oder vollständige Zusammenfassung des Standes Technik. Aus diesem Grund schließen die Erfinder diesen Abschnitt als aufgenommenen oder übernommenen Stand der Technik zu den erläuterten Details ausdrücklich aus. Darüber hinaus basiert die vorliegend angegebene erstrebenswerte Vorgehensweise auf eigenen Überlegungen, Beobachtungen und Vorstellungen der Erfinder und ist nicht als eine auf dem Fachgebiet anerkannte Zweckmäßigkeit anzusehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben.
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1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Beispielgeräts, in welchem Ausführungsformen der vorliegend beschriebenen Prinzipien implementiert sein können;
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2 ist eine modulare schematische Darstellung des Geräts von 1 zur Implementierung der vorstehend beschriebenen Prinzipien;
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3 ist eine zum Teil abgeschnittene Vorderansicht des Geräts der 1 und 2, in welchem Ausführungsformen der beschriebenen Prinzipien implementiert sein können;
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4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispielverfahrens zur Durchführung einer Anwesenheitsdetektion gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien;
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5 ist ein Frequenzdiagramm zur Darstellung des Spektrums eines einzelnen Breitband-Bewegungssuchfilters gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien;
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6 ist ein Frequenzdiagramm zur Darstellung der Spektren eines mehrfachen Teilband-Bewegungssuchfilters gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien;
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7 ist ein Frequenzdiagramm zur Darstellung der Spektren einer größeren Anzahl von noch schmaleren Teilband-Bewegungssuchfiltern gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien;
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8 ist ein Frequenzdiagramm zur Darstellung des Sweep eines einzelnen schmalen Teilband-Bewegungssuchfilters gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien; und
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9 ist ein Frequenzdiagramm zur Darstellung des Schaltens durch ein mehrfaches schmales Teilband-Bewegungssuchfilter gemäß einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien.
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DETAILBESCHREIBUNG
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Vor der detaillierten Erläuterung von Ausführungsformen der beschriebenen Prinzipien wird ein Überblick über bestimmte Ausführungsformen gegeben, die dem Leser helfen sollen, die anschließende Erläuterung besser zu verstehen. Wie eingangs erwähnt wurde, können sich bedeutete Zeitkosten anhäufen, wenn Benutzer von tragbaren elektronischen Geräten viele Male pro Tag auf ihr Gerät zugreifen und dabei jedes Mal eine Verzögerung entsteht.
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Um dieses Problem zu verringern und um die Zeitkosten für den Benutzer zu reduzieren, ist gemäß einer Ausführungsform ein Gerät derart konstruiert und konfiguriert, dass dieses die Anwesenheit eines Benutzers sowie Charakteristiken dieser Anwesenheit, wie beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit, Nähe usw., detektiert. Das Gerät ist derart konfiguriert, dass dieses in Reaktion auf die Detektion der Anwesenheit des Benutzers vorausschauend eine oder mehrere Aufgaben ausführt, um dem Benutzer den Zugriff auf das Gerät zu erleichtern. Dies geschieht ohne Einfluss auf die Sicherheit oder Integrität des Geräts.
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In einer Ausführungsform enthält das Gerät mindestens einen Wärmesäulensensor wie beispielsweise einen Thermopile, dessen Empfindlichkeit ausreicht, um die Wärmesignatur eines Benutzers von dem Berührungspunkt bis zu etwa 3,05 m (10 Fuß) von dem Gerät entfernt zu detektieren. Das Geräts ist konfiguriert für die Nutzung der Daten von dem thermischen Sensor, um zwischen verschiedenen Anwesenheitszuständen und Parametern des Benutzers zu unterscheiden, zum Beispiel zwischen einer unbewegten Anwesenheit, einem sich bewegenden Benutzer, einer Geschwindigkeit des Benutzers, einer Reichweite des Benutzers, einem Aufgreifen des Geräts durch den Benutzer und einer berührungslosen Gestensteuerung bei geringer Energie. Damit das Gerät verschiedene Zustände und Parameter unterscheiden kann, ist ein adaptives Filter vorgesehen, das trotz eines Hintergrundwärmerauschens schwache Benutzersignaturen wahrnehmen/unterscheiden kann. Auch entgegen dieser sich möglicherweise ändernden Fehlerquellen ist das Gerät in der Lage, die unbewegte Anwesenheit, die Bewegung, die Annäherungsgeschwindigkeit, den Griff, die Nähe und die Gesten des Benutzers zu detektieren.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann das Hintergrundwärmerauschen zurückzuführen sein auf passive/vorübergehende Wärmesignaturen, Wärmequellen in einer Fahrzeugumgebung, Übergänge des Benutzers und des Geräts von der Wärme in die Kälte und von der Kälte in die Wärme, die Auflösung des thermischen Sensors, die Ansprech- und Rückstellungszeit und die Wärme in dem Gerät.
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Damit eine Detektion über den effektiven Entfernungsbereich hinweg möglich ist, wenn verschiedene Wärmehintergründe angetroffen werden, ist das Gerät konfiguriert für die Anwendung eines adaptiven Suchfilters mit adaptiven Schwellen für eine thermische Detektion. Auf diese Weise kann das Gerät schwache Wärmesignaturen eines Benutzers von entfernten Benutzern detektieren und kann dabei ebenfalls einen schnellen Betrieb beibehalten, wenn eine eindeutige Wärmesignatur von einem nahen Benutzer vorliegt. In einer Ausführungsform verwendet das angewandte Verfahren adaptive Detektionsfenster für den oder für jeden von mehreren Sensoren.
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Benutzerbewegungen haben eine überwiegende Frequenz in dem Bereich von etwa 0,1 Hz bis zu etwa 6 Hz. Ein stationärer Benutzer zeigt jedoch eine Wärmesignatur, die sich im Wesentlichen bei Null Hz ändert. In einer Ausführungsform ist das tragbare elektronische Gerät konfiguriert für das Absuchen eines schmalen Teilband-Frequenzfilters über die gesamte Ausgabe des thermischen Sensors, bis eine Benutzer-Anwesenheitssignatur detektiert wird oder bis alle Teilbänder abgesucht wurden, ohne dass eine Signatur detektiert wurde.
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Alternativ kann das Gerät anstelle des Absuchens eines Teilbandfilters zwischen mehreren diskreten Teilbandfiltern wechseln, die zusammen das beabsichtigte Suchspektrum, z. B. 0,1 Hz bis 6 Hz, abdecken. In beiden Fällen kann die Breite des Teilbandfilters (der Teilbandfilter) adaptiv sein, und ein schmales Filter erlaubt die Detektion einer bestimmten Bewegung, während ein Rauschen bandbegrenzt bleibt. Das Ergebnis ist ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR).
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In einer Ausführungsform wird die Teilbandsuche an dem hochfrequenten Ende (oberes Ende) des Spektrums (das schnelleren Bewegungen entspricht, die auch auf eine größere Nähe des Benutzers hinweisen können) begonnen und über die unteren Frequenzen nach unten zu dem niederfrequenten Ende (unteres Ende) des abgesuchten Spektrums fortgesetzt. Wird eine Bewegung detektiert, hält das Gerät die Suche an. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann auch eine Suche bei Null Hz durchgeführt werden, wenn während des Absuchens des Spektrums keine Anwesenheit festgestellt wird.
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Es ist einfacher, eine sich bewegende Wärmesignatur richtig zu identifizieren als einen stationären oder sich nicht bewegenden Benutzer, da die Signatur der Anwesenheit des sich nicht bewegenden Benutzers leichter mit Wärmerauschen und künstlichen Quellen verwechselt werden kann. Wenn aber eine schnelle Bewegung nicht detektiert wird, sucht das Gerät das Filter nach unten in Richtung auf die langsameren Bewegungen/niedrigeren Frequenzen ab (schaltet durch diskrete Filter) bis zu dem unteren Ende des Bereichs, z. B. 0,1 Hz. Das Gerät ist in einer Ausführungsform derart konfiguriert, dass dieses auf die Detektion einer bewegungslosen/stationären Anwesenheit umschaltet, wenn beim Absuchen des gesamten Bewegungsdetektionsbereichs keine Bewegung detektiert wird. Insbesondere schaltet das Gerät in einer Ausführungsform durch Filtertypen, die von einem schmalen Bandpassfilter bis zu einem schmalen Tiefpassfilter reichen, um unter Minimierung eines Hintergrundwärmerauschens eine stationäre Anwesenheit zu beurteilen.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann das Gerät konfiguriert sein für die Anpassung des verwendeten Sweep-Filters (oder der verwendeten diskreten Filter), um die Geschwindigkeit der Detektion mit der Signalstärke in Einklang zu bringen. Wenn die Benutzersignalsignatur groß ist oder voraussichtlich groß ist, wie das der Fall ist, wenn sich der Benutzer in der Nähe des Geräts (z. B. innerhalb von 1,5 m (5 Fuß)) befindet, kann das Gerät in einer Ausführungsform zum Beispiel ein einzelnes breites Bandpassfilter verwenden, welches das gesamte Bewegungsspektrum (z. B. 0,1–6 Hz) abdeckt.
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Wenn jedoch die Benutzersignatur kleiner wird (wie das der Fall ist, wenn der Benutzer weiter von dem Gerät entfernt ist, z. B. 1,5 m bis 2,4 m (5 bis 8 Fuß)), greift das Gerät in einer Ausführungsform anstelle eines einzelnen Bandpassfilters zurück auf die Verwendung einer Anzahl von Teilbandfiltern einer mittleren Bandbreite (z. B. hoch, mittel, niedrig). In diesem Beispiel werden von jedem Teilbandfilter etwa 2 Hz abgedeckt. Wird das Signal noch kleiner, greift das Gerät auf noch mehr und noch schmalere Teilbandfilter zurück oder auf ein Teilbandfilter, das noch enger abgesucht wird, zum Beispiel eine Teilbandfilterbreite mit 0,5 Durchlassbandbreite. Auf diese Weise ist das Gerät wiederum in der Lage, die Geschwindigkeit der Detektion adaptiv mit einer einfacher Detektion in Einklang zu bringen.
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Nach diesem Überblick folgt nunmehr eine Detailbeschreibung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen, wobei die Vorgehensweisen in der vorliegenden Beschreibung in einer geeigneten Computerumgebung implementiert dargestellt sind. Die nachstehende Beschreibung erfolgt auf der Basis von Ausführungsformen und Beispielen der offenbarten Prinzipien und ist nicht im Sinne einer Einschränkung der Ansprüche im Hinblick auf alternative Ausführungsformen zu verstehen, die vorliegend nicht explizit beschrieben sind. Wenngleich 1 als Beispiel für die Implementierung der offenbarten Prinzipien ein Mobilgerät darstellt, können andere Arten von Geräten bzw. Vorrichtungen verwendet werden, unter anderem Laptop-Computer, Tablet-Computer, Personal Computer, eingebaute Automobil-Computersysteme usw., ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Die schematische Darstellung in 1 zeigt ein Beispielgerät 110, das einen Teil einer Umgebung bildet, in der Aspekte der vorliegenden Erfindung implementiert sein können. Insbesondere zeigt die schematische Darstellung eine Benutzervorrichtung 110 mit verschiedenen Beispielkomponenten. Es versteht sich, dass abhängig von der Präferenz des Benutzers, von der Verfügbarkeit von Komponenten, von dem Kostenstandpunkt und von anderen Überlegungen zusätzliche oder alternative Komponenten in einer gegebenen Implementierung verwendet werden können.
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In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Komponenten des Benutzergeräts 110 einen Displaybildschirm 120, Anwendungen (z. B. Programme) 130, einen Prozessor 140, einen Speicher 150, eine oder mehrere Eingabekomponenten 160 wie Sprach- und Texteingabeeinrichtungen und eine oder mehrere Ausgabekomponenten 170 wie Text- und akustische Ausgabeeinrichtungen, z. B. einen oder mehrere Lautsprecher.
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Der Prozessor 140 kann ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder dergleichen sein. Zum Beispiel kann der Prozessor 140 durch einen oder mehrere Mikroprozessoren oder Steuerungen aus einer gewünschten Familie oder von einem gewünschten Hersteller implementiert sein. Ähnlich kann der Speicher 150 auf derselben integrierten Schaltung wie der Prozessor 140 vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann über ein Netzwerk, z. B. einen Speicher auf der Basis einer Cloud, auf den Speicher 150 zugegriffen werden. Der Speicher 150 kann einen Arbeitsspeicher (d. h. einen Synchronous Dynamic Access Memory (SDRAM), einen Dynamic Random Access Memory (DRAM), einen RAMBUS Dynamic Random Access Memory (RDRM) oder eine andere Art eines Arbeitsspeichers) umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der Speicher 150 einen Lesespeicher (d. h. eine Festplatte, einen Flash-Speicher oder eine andere gewünschte Speicherart) umfassen.
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Die Informationen, die in dem Speicher 150 gespeichert werden, können einen Programmcode umfassen, der einem oder mehreren Betriebssystemen oder Anwendungen zugeordnet ist, sowie Informationsdaten, z. B. Programmparameter, Prozessdaten etc. Das Betriebssystem und die Anwendung sind in der charakteristischen Weise durch ausführbare Befehle implementiert, die in einem nichttransitorischen computerlesbaren Medium (z. B. im dem Speicher 150) gespeichert sind, um Basisfunktionen des elektronischen Geräts 110 zu steuern. Solche Funktionen können unter anderem zum Beispiel eine Interaktion zwischen verschiedenen internen Komponenten und die Speicherung und den Abruf von Anwendungen und Daten in dem und aus dem Speicher 150 umfassen.
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Was die Anwendungen betrifft, nutzen diese zum Beispiel in der charakteristischen Weise das Betriebssystem, um eine spezifischere Funktionalität bereitzustellen, wie beispielsweise einen Dateisystemdienst und die Handhabung von geschützten und ungeschützten Daten, die in dem Speicher 150 gespeichert sind. Viele Anwendungen können zwar die Standard- oder notwendige Funktionalität des Benutzergeräts 110 liefern, doch bieten Anwendungen in anderen Fällen eine optionale oder spezialisierte Funktionalität und können von Drittanbietern oder dem Gerätehersteller geliefert werden.
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Was schließlich die Informationsdaten betrifft, z. B. Programmparameter und Prozessdaten, können diese nichtausführbaren Informationen durch das Betriebssystem oder eine Anwendung referenziert, manipuliert oder geschrieben werden. Solche Informationsdaten können zum Beispiel Daten umfassen, die im Zuge der Herstellung in dem Gerät vorprogrammiert werden, Daten, die von dem Gerät erzeugt oder von dem Benutzer hinzugefügt werden, oder vielfältige andere Arten von Informationen, die in einen Server hochgeladen, von einem Server heruntergeladen werden oder auf die anderweitig in einem Server oder in anderen Geräten, mit denen das Gerät während seines laufenden Betriebs in Verbindung steht, zugegriffen wird.
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Wenngleich nicht dargestellt, kann das Gerät 110 Software- und Hardware-Netzwerkkomponenten enthalten, die Kommunikationen zu und von dem Gerät erlauben. Solche Netzwerkkomponenten liefern in der charakteristischen Weise eine Netzwerkfunktionalität, wenngleich auch ein drahtgebundenes Netzwerk zusätzlich oder alternativ unterstützt werden kann.
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In einer Ausführungsform kann eine Energieversorgung 190 wie beispielsweise eine Batterie oder eine Brennstoffzelle vorgesehen sein, um das Gerät 110 und seine Komponenten mit Strom zu versorgen. Sämtliche oder einige der internen Komponenten stehen über ein oder mehrere gemeinsame oder eigene interne Kommunikationslinks 195 wie einen internen Bus miteinander in Verbindung.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung 110 derart programmiert, dass der Prozessor 140 und der Speicher 150 mit den anderen Komponenten des Geräts 110 interagieren, um eine Vielfalt von Funktionen auszuführen. Der Prozessor 140 kann verschiedene Module enthalten oder implementieren und Programme ausführen, um verschiedene Aktivitäten zu initiieren, wie zum Beispiel das Starten einer Anwendung, den Transfer von Daten und das Wechseln zwischen verschiedenen graphischen Benutzerschnittstellenobjekten (z. B. das Wechseln zwischen verschiedenen Displaysymbolen, die mit ausführbaren Programmen verlinkt sind).
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In einer Ausführungsform der beschriebenen Prinzipien enthält das dargestellte Gerät 110 auch ein Anwesenheitsdetektionssystem 180, das ausgestattet und konfiguriert ist für eine adaptive Detektion einer Wärmesignatur eines Benutzers sowie für die mögliche Detektion verschiedener Parameter, die sich auf die Anwesenheit des Nutzers beziehen, trotz eines Hintergrundwärmerauschens. Um solche Aufgaben zu erfüllen, enthält das Anwesenheitsdetektionssystem 180 bestimmte Subsysteme und Komponenten, wie das nachstehend im Zusammenhang mit 2 näher erläutert wird.
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In 2 enthält das in 1 dargestellte Beispielgerät 110 ein Anwesenheitsdetektionssystem 180, wie vorstehend ausgeführt. In dem dargestellten Beispiel umfasst das Anwesenheitsdetektionssystem 180 einen oder mehrere Anwesenheitssensoren 201, 203, 205, 207. Die Anwesenheitssensoren 201, 203, 205, 207 können einem beliebigen geeigneten Typ entsprechen, doch in einer Ausführungsform sind die Anwesenheitssensoren 201, 203, 205, 207 kontaktlose Sensoren, die konfiguriert sind für eine Antwort auf eine nahegelegene Wärmequelle oder auf Anwesenheit, indem sie ein Signal liefern, das den Grad der Wärme oder einen anderen von der Quelle emittierten Indikator anzeigt. Beispiele geeigneter kontaktloser Sensoren sind unter anderem pyroelektrische Sensoren, digitale/MEMS-Thermosäulen und andere.
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Als Beispiel wird ein Thermosäulen-Sensor näher erläutert. Ein solcher Sensor kann einen Thermosäulenchip auf Siliziumbasis mit einer Anzahl von Thermoelementen mit einer IR-absorbierenden Abdeckung und einem IR(Infrarot)-transmittierenden oberen Filter oder Fenster enthalten. Das obere Filter bestimmt weitgehend den spektralen Empfindlichkeitsbereich des Geräts. Dadurch wird im Betriebszustand das IR, das durch das obere Filter hindurchtritt, in der IR-absorbierenden Abdeckung absorbiert, wodurch ein Antwort-Wärmesignal von den darunterliegenden Thermoelementen ausgelöst wird. Viele Thermosäulenvorrichtungen geben zwar ein Analogsignal aus, im Hinblick auf eine bessere Integration in das Gerät und eine geringere Komplexität kann stattdessen aber auch ein digitaler Thermosäulen-Sensor (Digisäule) verwendet werden.
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Die Anwesenheitssensoren 201, 203, 205, 207 werden durch ein Anwesenheits-Detektionsmodul 213 gesteuert. In der Betriebsübersicht empfängt das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 die Ausgabe jedes Anwesenheitssensors 201, 203, 205, 207 und verarbeitet die Ausgabe zum Bestimmen der Anwesenheit des Benutzers und/oder von Anwesenheitsparametern, die sich auf den jeweiligen Anwesenheitssensor 201, 203, 205, 207 beziehen. Das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 kann die Gesamtwärmeantwort jedes Sensors analysieren und kann adaptiv eine Teilbandbreite oder -anzahl für die Bewegungssuche bestimmen.
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Anschließend führt das Bewegungs-Detektionsmodul 213 die bestimmte Suchstrategie durch und bestimmt, ob ein Benutzer anwesend ist, und bestimmt, wenn ja, eine oder mehrere Anwesenheitsparameter. Die Konfiguration und die Funktion des Anwesenheits-Detektionsmoduls 213 werden mit Bezug auf die 4 bis 9 näher erläutert.
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Während verschiedene technische Konfigurationen der beschriebenen Komponenten möglich sind, ist eine beispielhafte technische Konfiguration in 3 dargestellt, die eine zum Teil abgeschnittene Ansicht zeigt. In dem dargestellten Beispiel hat das elektronische Gerät 110 eine rechteckige flache Form. In der dargestellten Ansicht ist die Frontseite des elektronischen Geräts 110 zu sehen, die einen Benutzerschnittstellen-Bildschirm 309 enthält. Der Benutzerschnittstellen-Bildschirm 309 kann der mit Bezug auf 1 beschriebene Displaybildschirm 120 sein, oder es können alternativ mehrere Bildschirme verwendet werden.
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Der Benutzerschnittstellen-Bildschirm 309 ist von einem Gehäuse 311 umschlossen oder an letzterem befestigt. In einer Ausführungsform enthält das Gehäuse 311 die Komponenten des elektronischen Geräts 110, die mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wurden, sowie optionale Komponenten oder alternative Komponenten.
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Eine Anzahl von Anwesenheitssensoren 301, 303, 305, 307 (die zum Beispiel den Anwesenheitssensoren 201, 203, 205, 207 von 2 entsprechen), sind in dem Gehäuse 311 positioniert und normalerweise außerhalb der Peripherie des Benutzerschnittstellen-Bildschirms 309. Damit man die Anordnung der Anwesenheitssensoren 301, 303, 305, 307 in dem dargestellten Beispiel besser sehen kann, sind der Schnittstellenbildschirm 309 und das Gehäuse 311 in diesem Bereich zum Teil weggeschnitten.
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In dem dargestellten Beispiel sind die Seitenkanten des Gehäuses 311 durch Schlitze 313 an den Ecken perforiert. Die Schlitze lassen IR-Strahlung von den Wärmequellen eintreten und ermöglichen die Verarbeitung der Ausgaben der Sensoren 301, 303, 305, 307, um Informationen bezüglich Bewegung, Richtung und Lage einer Wärmequelle zu gewinnen.
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Es wird auf 4 Bezug genommen, in der ein Beispielverfahren 400 zum Detektieren der Anwesenheit eines Benutzers dargestellt ist und das im Kontext mit Geräten beschrieben wird, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt sind. Es versteht sich jedoch, dass stattdessen auch andere geeignete Geräte verwendet werden können. Das dargestellte Gerät ist ein tragbares Kommunikationsgerät wie beispielsweise ein Mobiltelefon. Das beschriebene Verfahren kann jedoch auch bei Tablet-Geräten, Laptop-Computern und anderen Geräten angewendet werden.
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Der beschriebene Prozess 400 kann durch das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 als Teil des Anwesenheits-Detektionssystems 180 ausgeführt werden. Allgemeiner ausgedrückt werden die beschriebenen Schritte über einen Prozessor wie beispielsweise den Prozessor 140 (1) implementiert, indem computerausführbare Befehle und optional Daten oder Parameter aus einem nichttransitorischen computerlesbaren Medium abgerufen und die abgerufenen Befehle ausgeführt werden.
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Es wird auf das dargestellte, spezielle Beispiel Bezug genommen. Der Prozess 400 beginnt bei Stufe 401, in der das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 die Anwesenheitssensoren 301, 303, 305, 307 wählt oder anderweitig auf periodische Anwesenheitssensordaten zugreift. Das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 verarbeitet dann die Daten des thermischen Signals von jedem der Anwesenheitssensoren 301, 303, 305, 307, um in Stufe 403 eine durchschnittliche Stärke des Wärmesignals zu bestimmen.
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Auf der Basis der durchschnittlichen Stärke des Wärmesignals wählt das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 in Stufe 405 eine Teilband-(oder Vollband-)Filterbreite und für die Verwendung von mehreren diskreten Teilbandfiltern die Anzahl solcher Filter. Bei einer hohen durchschnittlichen Stärke des Wärmesignals, die potenziell einen nahen Benutzer andeutet, kann das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 ein einzelnes breites Filter wählen, das das interessierende Bewegungsspektrum abdeckt. Das Spektrum eines Beispiels eines solchen Filters ist in 5 gezeigt. Insbesondere hat das Filter eine Spanne von etwa 0,1 Hz bis etwa 6 Hz.
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Als weiteres Beispiel kann das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 im Fall einer mittleren durchschnittlichen Stärke des thermischen Signals, die darauf hinweist, dass ein Benutzer wahrscheinlich anwesend, jedoch nicht in der Nähe ist, eine Gruppe von schmaleren Filtern wählen, die das interessierende Bewegungsspektrum abdecken. Die Spektren einer Gruppe von solchen Filtern sind in 6 gezeigt. Insbesondere ist ein erstes Filter ein Hochbereichsfilter mit einem Spektrum 601 von etwa 4 Hz bis etwa 6 Hz. Ein zweites Filter ist ein Mittelbereichsfilter mit einem Spektrum 603 von etwa 2 Hz bis etwa 4 Hz. Ein drittes Filter ist schließlich ein Niederbereichsfilter mit einem Spektrum 605 von etwa 0,1 Hz bis etwa 2 Hz.
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Wenn die durchschnittliche Stärke des Wärmesignals gering ist, weist dies ähnlich darauf hin, dass eine Benutzeranwesenheits-Signatur, wenn ein Benutzer anwesend ist, ähnlich stark ist wie ein Hintergrundrauschen. In diesem Fall kann das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 eine größere Gruppe von noch schmaleren Filtern wählen, die das interessierende Bewegungsspektrum abdecken. Die Spektren einer größeren Gruppe von schmaleren Filtern sind in 7 gezeigt. Insbesondere umfasst die dargestellte Gruppe von Filterspektren fünf Teilbänder (701, 703, 705, 707, 709), die das Bewegungsspektrum von etwa 4 Hz bis etwa 6 Hz umspannen und die jeweils eine Breite von 1,2 Hz haben.
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Nachdem in Stufe 405 eine Teilbandfilterbreite und für die Benutzung von mehreren diskreten Teilbandfiltern die Anzahl solcher Filter gewählt wurden, wird das Verfahren 400 in Stufe 407 fortgesetzt. In dieser Stufe implementiert das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 die gewählten Filter, indem es ein Teilbandfilter der gewählten Breite von dem oberen bis zu dem unteren Ende des Bewegungsspektrums absucht, wie in dem Sweepdiagramm 800 von 8 dargestellt. Bei mehreren diskreten Teilbandfiltern werden die Teilbandfilter sequenziell angewendet, wie das zum Beispiel in der Abfolge von Filterdiagrammen 901, 903, 905 in 5 gezeigt ist.
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In Stufe 409, die während oder nach Stufe 407 ausgeführt werden kann, bestimmt das Anwesenheits-Detektionsmodul 213, ob eine Benutzer-Wärmesignatur detektiert wurde; der Prozess 400 führt zu Stufe 411, wenn eine Benutzer-Wärmesignatur detektiert wird, und zu Stufe 413, wenn eine Benutzer-Wärmesignatur nicht detektiert wird. Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann das Absuchen oder das Wechseln der Teilbandfilter während der Stufe 407 bei Detektion einer Benutzer-Wärmesignatur angehalten werden, wenn Stufe 409 parallel zu Stufe 407 ausgeführt wird.
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In Stufe 411, die wie vorstehend ausgeführt erreicht wird, wenn in Stufe 409 eine Benutzer-Wärmesignatur detektiert wird, initiiert das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 eine Aufgabe, die auf der Basis der Beschaffenheit der Benutzer-Wärmesignatur und unter Umständen auf der Basis von anderen Daten der Geräteumgebung wie Berührung, Umgebungsgeräusch, Umgebungslicht usw. gewählt wird. Bei einer großen Benutzersignatur, die sich vor dem Gerät befindet, und wenn der Benutzer das Gerät berührt hat, kann das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 einen Iris-Authentifikationsvorgang initiieren. Wenn die Benutzersignatur hingegen klein ist, aber eine Berührung noch detektiert wird, kann das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 einen Gestenerkennungsvorgang initiieren. Von Stufe 411 geht das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 weiter zu Stufe 415 und verlässt den Prozess 400, bis das Gerät erneut in einen Sperrzustand eintritt.
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Wenn der Prozess 400 Stufe 413 erreicht, das heißt, wenn eine Benutzer-Wärmesignatur in Stufe 411 nicht detektiert wird, schaltet das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 die Moden um, um nach einer stationären Anwesenheit zu suchen, z. B. nach einer Anwesenheit mit einer Wärmesignatur von im Wesentlichen 0 Hz. Zur Beurteilung der stationären Anwesenheit bei gleichzeitiger Minimierung eines Hintergrundwärmerauschens, verwendet das Anwesenheits-Detektionsmodul 213 in einer Ausführungsform ein schmales Tiefpassfilter.
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In Stufe 417 bestimmt das Anwesenheits-Detektionsmodul, ob bei der 0 Hz-Suche eine stationäre Anwesenheit detektiert wurde. Wenn ja, führt der Ablauf weiter zu Stufe 411 für weitere Aktionen gemäß der detektierten Anwesenheit. Andernfalls führt der Ablauf zu dem Ende des Prozesses in Schritt 419.
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Es wurden verschiedene Systeme und Abläufe für eine Benutzer-Anwesenheitsdetektion beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Beschreibung in Bezug auf die Zeichnungsfiguren angesichts der vielen möglichen Ausführungsformen, bei welchen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, lediglich beispielhaft ist und keine Einschränkung des Schutzumfangs der anliegenden Ansprüche darstellt. Aus diesem Grund kommen bei den vorliegend beschriebenen Verfahren all jene Ausführungsformen in Betracht, die in den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
