Title:
Personendetektionssystem, elektronisches Gerät, Personendetektionssensor und Personendetektionsverfahren
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Es wird ein Personendetektionssystem zum Detektieren der Anwesenheit einer Person unter Verwendung einer Luftströmung bereitgestellt.
Eine Sensoreinheit 101, die eine Sensorebene 102 aufweist, ist in einem Benutzerraum 10 angeordnet, in dem eine Luftströmung durch die Bewegung einer Person erzeugt wird. Ein wärmeerzeugendes Element 121, das auf der Sensorebene angeordnet ist, erwärmt stellenweise die Luft in dem Benutzerraum. Ein Paar von ersten Temperatursensorelementen 103a und 103 ist in einer ersten Richtung der Sensorebene angeordnet und fasst das wärmeerzeugende Element ein, und ein Paar von zweiten Temperatursensorelementen 105c und 105d ist in einer zweiten Richtung der Sensorebene angeordnet und fasst das wärmeerzeugende Element ein. Wenn sich eine Person 11 bewegt, wird eine Luftströmung 51 erzeugt und bewirkt eine Änderung der Temperatur der erwärmten Luft. Die Luftströmung 51 verläuft zu der Sensorebene 102 aus einer beliebigen Richtung. Ein Detektionssignal, das die Anwesenheit einer Person angibt, wird aus einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen detektiert wird, erzeugt.





Inventors:
Kosugi, Kazuhiro (Kanagawa, Yokohama-shi, JP)
Sugai, Yuhsaku (Kanagawa, Yokohama-shi, JP)
Yoshiyama, Noritoshi (Kanagawa, Yokohama-shi, JP)
Application Number:
DE102017115441A
Publication Date:
01/25/2018
Filing Date:
07/10/2017
Assignee:
Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. (Singapur, SG)
International Classes:
G01V9/00; G01K13/02; G01K17/08; G01P5/00; G01P7/00
Attorney, Agent or Firm:
Schweiger & Partners, 80687, München, DE
Claims:
1. Personendetektionssystem, umfassend:
– eine Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist, indem durch die Bewegung einer Person eine Luftströmung erzeugt wird;
– ein wärmeerzeugendes Element, das auf der Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt;
– ein Paar von ersten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer ersten Richtung der Sensorebene angeordnet sind;
– ein Paar von zweiten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer zweiten Richtung der Sensorebene angeordnet sind; und
– eine Bestimmungsschaltung, die ein Detektionssignal erzeugt, welches die Anwesenheit einer Person aus einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen detektiert wird, erzeugt.

2. Personendetektionssystem nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungsschaltung einen Fließgeschwindigkeitsvektor aus der Temperaturdifferenz, die von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen detektiert wird, und der Temperaturdifferenz, die von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen detektiert wird, berechnet.

3. Personendetektionssystem nach Anspruch 2, wobei falls eine Richtung des Fließgeschwindigkeitsvektors eine vorbestimmte Richtung ist, die Bestimmungsschaltung bestimmt, dass das Detektionssignal ein Rauschen ist.

4. Personendetektionssystem nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungsschaltung eine Neigung der Sensorebene misst und den Fließgeschwindigkeitsvektor korrigiert, der erzielt wird, wenn die Sensorebene zu dem Fließgeschwindigkeitsvektor geneigt ist, der erzielt wird, wenn die Sensorebene waagerecht ausgerichtet ist.

5. Personendetektionssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Paar von dritten Temperatursensorelementen, die in einer dritten Richtung in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Ebene angeordnet sind, auf der die Sensorebene angeordnet ist, wobei
– die Bestimmungsschaltung einen dreidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektor aus der Temperaturdifferenz, die von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen detektiert wird, der Temperaturdifferenz, die von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von dritten Temperatursensorelementen detektiert wird, berechnet.

6. Personendetektionssystem nach Anspruch 5, wobei falls eine Richtung des dreidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors eine vorbestimmte Richtung ist, die Bestimmungsschaltung bestimmt, dass das Detektionssignal ein Rauschen ist.

7. Personendetektionssystem nach Anspruch 5, wobei falls der dreidimensionale Fließgeschwindigkeitsvektor eine senkrechte Komponente umfasst, die einen vorbestimmten Wert oder mehr aufweist, die Bestimmungsschaltung bestimmt, dass das Detektionssignal ein Rauschen ist.

8. Personendetektionssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Abdeckung, die eine Luftströmung blockiert, die aus einer vorbestimmten Richtung auf die Sensorebene trifft.

9. Elektronisches Gerät, umfassend:
– eine Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist, in dem eine Luftströmung durch die Bewegung einer Person erzeugt wird;
– ein wärmeerzeugendes Element, das auf der Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt;
– ein Temperatursensorelement, das um das wärmeerzeugende Element herum auf der Sensorebene angeordnet ist und Temperaturdifferenzen in einer Vielzahl von Richtungen auf der Sensorebene detektiert;
– eine Bestimmungsschaltung, die aus den Temperaturdifferenzen in der Vielzahl von Richtungen ein Detektionssignal erzeugt, das die Anwesenheit einer Person angibt; und
– eine Eingabeeinheit, die einen vorbestimmten Vorgang gemäß dem Detektionssignal einleitet.

10. Personendetektionssensor, umfassend:
– eine erste Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist, in dem eine Luftströmung durch die Bewegung einer Person erzeugt wird;
– ein wärmeerzeugendes Element, das auf der ersten Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt;
– ein Paar von ersten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer ersten Richtung der ersten Sensorebene angeordnet sind;
– ein Paar von zweiten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer zweiten Richtung der ersten Sensorebene angeordnet sind; und
– eine Ausgabeschaltung, die ein Temperaturdifferenzsignal ausgibt, das von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen durch die Detektion einer Temperaturdifferenz in dem Benutzerraum erzeugt wird, die durch die Luftströmung erzeugt wird, und ein Temperaturdifferenzsignal ausgibt, das von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen durch die Detektion einer Temperaturdifferenz in dem Benutzerraum erzeugt wird, die durch die Luftströmung erzeugt wird.

11. Personendetektionssensor nach Anspruch 10, ferner umfassend:
– eine zweite Sensorebene, die eine Ebene, in der die erste Sensorebene angeordnet ist, in einem vorbestimmten Winkel schneidet;
– ein wärmeerzeugendes Element, das auf der zweiten Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt; und
– ein Paar von dritten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und auf der zweiten Sensorebene angeordnet sind, wobei
– die Ausgabeschaltung ein Temperaturdifferenzsignal ausgibt, das von dem Paar von dritten Temperatursensorelementen durch die Detektion einer Temperaturdifferenz in dem Benutzerraum erzeugt wird, die durch die Luftströmung erzeugt wird.

12. Verfahren zum Detektieren einer Person, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
– in Bezug auf eine Umgebungstemperatur Erhöhen einer Temperatur der Luft an einer ersten vorbestimmten Position in einem Benutzerraum, wobei eine Luftströmung durch die Bewegung einer Person erzeugt wird;
– Messen einer Temperatur der Luft in der Nähe der ersten vorbestimmten Position unter Verwendung eines ersten Positionspaars und eines zweiten Positionspaars, wobei das erste Positionspaar auf einer ersten Ebene angeordnet ist und sich gegenüberliegt und dabei die erste vorbestimmte Position einfasst, wobei das zweite Positionspaar auf der ersten Ebene angeordnet ist und sich gegenüberliegt und dabei die erste vorbestimmte Position einfasst; und
– Erkennen der Anwesenheit einer Person basierend auf einer Temperaturdifferenz, die von dem ersten Positionspaar detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem zweiten Positionspaar detektiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei:
– der Schritt des Erkennens den Schritt des Berechnens eines Vektors, der einer Luftströmung entspricht, die entlang der ersten Ebene verläuft, aus der Temperaturdifferenz, die von dem ersten Positionspaar detektiert wird, und der Temperaturdifferenz, die von dem zweiten Positionspaar detektiert wird, umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend den Schritt des Registrierens einer Luftströmung, die als Rauschen angesehen wird, wobei
– in dem Schritt des Erkennens, falls eine Richtung des Vektors eine Richtung der registrierten Luftströmung ist, die Anwesenheit einer Person nicht erkannt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend den Schritt des Blockierens einer Strömung einer Luftströmung, die eine senkrechte Komponente umfasst, die mit Bezug auf das erste Positionspaar und das zweite Positionspaar einen vorbestimmten Wert oder mehr aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend den Schritt des Erhöhens einer Temperatur der Luft an einer zweiten vorbestimmten Position in dem Benutzerraum in Bezug auf die Umgebungstemperatur, wobei
– der Schritt des Messens den Schritt des Messens der Temperatur unter Verwendung eines dritten Positionspaars, das auf einer zweiten Ebene angeordnet ist, welche die erste Ebene in einem vorbestimmten Winkel schneidet, und welche sich gegenüberliegen und dabei die zweite vorbestimmte Position einfassen, umfasst, und
– der Schritt des Erkennens den Schritt des Berechnens eines dreidimensionalen Vektors aus der Temperaturdifferenz, die von dem ersten Positionspaar detektiert wird, der Temperaturdifferenz, die von dem zweiten Positionspaar detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem dritten Positionspaar detektiert wird, umfasst.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in dem Schritt des Erkennens, falls der dreidimensionale Vektor eine senkrechte Komponente umfasst, die einen vorbestimmten Wert oder mehr aufweist, die Anwesenheit einer Person nicht erkannt wird.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Detektieren der Anwesenheit einer Person.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Viele Arten von elektronischen Geräten, wie etwa interaktive Computer und akustische Geräte, stellen Dienste für Benutzer in der Nähe bereit. Wenn ein Benutzer abwesend ist, befinden sich diese elektronischen Geräte typischerweise in einem Standby-Zustand, um Energie zu sparen. Da es unpraktisch ist, einen Benutzer aufzufordern, bei der Verwendung eines elektronischen Gerätes einen bestimmten Vorgang auszuführen, wurden Einrichtungen ausgebildet, indem diverse Sensoren verwendet wurden, um es einem System zu ermöglichen, einen Benutzer zu detektieren.

Die Patentschrift 1 offenbart eine Erfindung, um zu verhindern, dass ein Bildausgabegerät in einen Energiesparmodus übergeht, und zwar unabhängig von der Anwesenheit eines Benutzers in der Nähe, der das Bildausgabegerät verwendet. Diese Druckschrift beschreibt, dass einen Infrarot-Array-Sensor als einen Infrarot-Array-Sensor zum Umschalten eines Energiemodus verwendet wird. Die Patentschrift 2 offenbart einen Durchflusssensor, der aus einem Heizelement und einem Paar von Temperatursensor-Widerstandselementen, die auf beiden Seiten des Heizelements angeordnet sind, besteht. Die Patentschrift 3 offenbart einen wärmeempfindlichen Beschleunigungssensor. Diese Druckschrift beschreibt, dass zwei Paare von Temperaturdetektionselementen, die einen Heizkörper in einem geschlossenen Raum einfassen, Temperaturdifferenzen detektieren, die durch eine Beschleunigung verursacht werden.

LITERATURSTELLEN Patentschriften

  • Patentschrift 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2016-039447
  • Patentschrift 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 4-72523
  • Patentschrift 3: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2007-285996

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Personendetektionssensoren der aktiven Art, die Infrarotstrahlen, Ultraschallwellen, Licht oder dergleichen in Richtung auf eine Person emittieren, um basierend auf einer Reaktion von diesen die Anwesenheit einer Person zu detektieren, verbrauchen viel Energie. Ein Personendetektionssensor, der eine Kamera verwendet, verbraucht ebenfalls viel Energie, und zudem neigt die Verwendung der Kamera zur Detektion häufig dazu, im Hinblick auf die Privatsphäre nicht bevorzugt zu sein. Einige Personendetektionssensoren detektieren eine Person nur in einem begrenzten Richtungsbereich. Ein Personendetektionssystem zur Verwendung beim Steuern eines elektronischen Gerätes wird bevorzugt mit einer einfachen Konfiguration erreicht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Personendetektionssystem, welches die zuvor beschriebenen Probleme lösen kann, und eine Technik, die mit einem derartigen System zusammenhängt, bereitzustellen.

Ein Personendetektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist, in dem eine Luftströmung durch die Bewegung einer Person erzeugt wird; ein wärmeerzeugendes Element, das auf der Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt; ein Paar von ersten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer ersten Richtung der Sensorebene angeordnet sind; ein Paar von zweiten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer zweiten Richtung der Sensorebene angeordnet sind; und eine Bestimmungsschaltung, die ein Detektionssignal, das die Anwesenheit einer Person angibt, aus einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, die von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen detektiert wird, erzeugt.

Ein elektronisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist; ein wärmeerzeugendes Element, das auf der Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt; ein Temperatursensorelement, das um das wärmeerzeugende Element herum auf der Sensorebene angeordnet ist und Temperaturdifferenzen in einer Vielzahl von Richtungen auf der Sensorebene detektiert; eine Bestimmungsschaltung, die ein Detektionssignal, das die Anwesenheit einer Person angibt, aus den Temperaturdifferenzen in der Vielzahl von Richtungen erzeugt; und eine Eingabeeinheit, die einen vorbestimmten Vorgang gemäß dem Detektionssignal einleitet.

Ein Personendetektionssensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine erste Sensorebene, die in einem Benutzerraum angeordnet ist; ein wärmeerzeugendes Element, das auf der ersten Sensorebene angeordnet ist und stellenweise Luft in dem Benutzerraum erwärmt; ein Paar von ersten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer ersten Richtung der ersten Sensorebene angeordnet sind; ein Paar von zweiten Temperatursensorelementen, die das wärmeerzeugende Element einfassen und in einer zweiten Richtung der ersten Sensorebene angeordnet sind; und eine Ausgabeschaltung, die ein Temperaturdifferenzsignal ausgibt, das von dem Paar von ersten Temperatursensorelementen durch die Detektion einer Temperaturdifferenz in dem Benutzerraum, die durch eine Luftströmung entsteht, erzeugt wird, und ein Temperaturdifferenzsignal ausgibt, das von dem Paar von zweiten Temperatursensorelementen durch die Detektion einer Temperaturdifferenz in dem Benutzerraum, die durch die Luftströmung entsteht, erzeugt wird.

Ein Verfahren zum Detektieren eines Benutzers gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst folgende Schritte: in Bezug auf eine Umgebungstemperatur, Erhöhen einer Temperatur der Luft an einer ersten vorbestimmten Stelle in dem Benutzerraum; Messen einer Temperatur der Luft in der Nähe der ersten vorbestimmten Stelle unter Verwendung eines ersten Positionspaars und eines zweiten Positionspaars, wobei das erste Positionspaar auf einer ersten Ebene angeordnet ist und sich gegenüberliegt und dabei die erste vorbestimmte Position einfasst, wobei das zweite Positionspaar auf der ersten Ebene angeordnet ist und sich gegenüberliegt und dabei die erste vorbestimmte Position einfasst; und Erkennen der Anwesenheit eines Benutzers basierend auf einer Temperaturdifferenz, die von dem ersten Positionspaar detektiert wird, und einer Temperaturdifferenz, der von dem zweiten Positionspaar detektiert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bzw. können ein oder mehrere nachstehend beschriebene Vorteile erzielt werden. Die vorliegende Erfindung kann ein Personendetektionssystem bereitstellen, das einen breiten Detektionsbereich aufweist. Die vorliegende Erfindung kann auch ein Personendetektionssystem bereitstellen, das mit einem geringen Energieverbrauch funktioniert. Die vorliegende Erfindung kann auch ein Personendetektionssystem mit einer vereinfachten Konfiguration bereitstellen. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein elektronisches Gerät, einen Personendetektionssensor und ein Personendetektionsverfahren, bei denen ein derartiges Personendetektionssystem anwendbar ist, bereit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

1 ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration eines Personendetektionssystems 100 abbildet.

2 eine Draufsicht auf eine Sensoreinheit 101, die das Personendetektionssystem 100 bildet.

3 eine Abbildung zum Beschreiben einer Beziehung zwischen der Sensoreinheit 101, die in dem Benutzerraum 10 angeordnet ist, und einer Luftströmung.

4 eine Brückenschaltung 153a, die eine beispielhafte Konfiguration einer Temperaturdetektionsschaltung 153 abbildet.

5A und 5B Abbildungen zum Beschreiben der Temperaturen, die von den Temperatursensorelementen 103a und 103b detektiert werden und sich in Abhängigkeit von einer Luftströmung in dem Benutzerraum 10 ändern.

6A und 6B Abbildungen zum Beschreiben der Temperaturen, die von den Temperatursensorelementen 103a und 103b detektiert werden und sich in Abhängigkeit von einer Luftströmung in dem Benutzerraum 10 ändern.

7 eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Erscheinung eines elektronischen Gerätes 180 abbildet, die das Personendetektionssystem 100 umfasst.

8 ein Ablaufschema, das eine Funktionsweise des Personendetektionssystems 100 abbildet.

9 Grafiken zum Beschreiben der Beziehungen zwischen den Temperaturdifferenzsignalen Px und Py und einem Fließgeschwindigkeitsvektor P.

10A bis 10D Abbildungen zum Beschreiben eines Verfahrens zum Berechnen eines zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P aus den Temperaturdifferenzsignalen Px und Py.

11A bis 11C Grafiken zum Beschreiben des Verfahrens zum Berechnen des zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P aus den Temperaturdifferenzsignalen Px und Py.

12 eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben des Falls, bei dem die Sensoreinheit 101 als Beispiel in einem Laptop 211 angeordnet ist.

13 eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Sensoreinheit 101a zum Detektieren einer Luftströmung in drei Dimensionen abbildet.

14 eine Ansicht zum Beschreiben eines Verfahrens zum Berechnen eines dreidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration eines Personendetektionssystems 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform abbildet. 2 ist eine Draufsicht auf eine Sensoreinheit 101, die das Personendetektionssystem 100 bildet. 3 ist eine Abbildung zum Beschreiben einer Beziehung zwischen der Sensoreinheit 101, die in dem Benutzerraum 10 angeordnet ist, und einer Luftströmung. 4 ist ein Schaltbild einer Brückenschaltung 153a als Beispiel einer Temperaturdetektionsschaltung 153.

Das Personendetektionssystem 100 detektiert eine Person 11 (3A) in dem Benutzerraum 10 und gibt ein Detektionssignal zum Steuern eines elektronischen Gerätes 180 aus. Wenn kein Detektionssignal ausgegeben wird, erkennt das elektronische Gerät 180, dass keine Person anwesend ist. Der Benutzerraum 10 entspricht hier dem Raum, in dem sich eine Luftströmung, die durch die Bewegung eines Benutzers erzeugt wird, ausbreiten kann. Somit schließt der Benutzerraum, wie er bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, einen geschlossenen Raum oder einen halb geschlossenen Raum, in dem eine Verbreitung einer Luftströmung, die durch eine Bewegung eines Benutzers erzeugt wird, eingeschränkt ist, selbst wenn der Benutzer in dem Benutzerraum anwesend ist, aus.

Das Personendetektionssystem 100 umfasst die Sensoreinheit 101, eine Heizkörpersteuerschaltung 151, eine Temperaturdetektionsschaltung 153, eine Offset-Schaltung 155, die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen, die A/D-Wandler 159 und 163, einen Beschleunigungssensor 167 und eine Bestimmungsschaltung 165. Das elektronische Gerät 180 kann in dem Benutzerraum 10 oder außerhalb des Benutzerraums 10 angeordnet sein. Von den Bestandteilen des Personendetektionssystems 100 ist mindestens die Sensoreinheit 101 in dem Benutzerraum 10 angeordnet. Das Personendetektionssystem 100 kann in das elektronische Gerät 180, welches in dem Benutzerraum 10 angeordnet ist, integriert sein.

Wie in 2 abgebildet, umfasst die Sensoreinheit 101 einen Heizkörper 121, der durch Joulesche Erwärmung Wärme erzeugt und auf einer Sensorebene 102 angeordnet ist, die auf einem Halbleitersubstrat von beispielsweise 3 mm × 3 mm gebildet ist. Der Heizkörper 121 erhöht stellenweise die Temperatur der Luft im Benutzerraum 10. Auf der Sensorebene 102 sind eine X-Achse und eine Y-Achse, die zueinander orthogonal sind, definiert. Bei einem Beispiel ist der Heizkörper 121 am Ursprung angeordnet, ist ein Paar von Temperartursensorelementen 103a und 103b auf der X-Achse in dem gleichen Abstand vom Ursprung angeordnet, und ist ein Paar von Temperartursensorelementen 105a und 105b auf der Y-Achse in dem gleichen Abstand vom Ursprung angeordnet.

Die Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c und 105d sind an Stellen angeordnet, an denen die Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c und 105d die Temperatur der Luft in dem Benutzerraum 10 detektieren können, die durch den Heizkörper 121 erhöht wird, wenn keine Luftströmung vorhanden ist. Das Temperatursensorelement 123 ist in dem Benutzerraum 10 von dem Heizkörper 121 entfernt angeordnet, so dass das Temperatursensorelement 123 die Lufttemperatur detektieren kann, die nicht von dem Temperaturanstieg durch den Heizkörper 121 betroffen ist. Die Temperatur, die von dem Temperatursensorelement 123 detektiert wird, wird nachstehend als Umgebungsluft bezeichnet. Die Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c, 105d und 123 bestehen beispielsweise aus Temperatursensorwiderständen, können jedoch andere Temperatursensoren, wie etwa Thermoelemente oder Thermistoren, verwenden.

In 3A ist die Sensoreinheit 101 beispielsweise in dem Benutzerraum 10 derart angeordnet, dass die Sensorebene 102 waagerecht ausgerichtet ist. Falls die Sensorebene 102 nicht waagerecht ausgerichtet ist, kann die Ausrichtung korrigiert werden, indem bei Bedarf ein Beschleunigungssensor 167 verwendet wird, was später beschrieben wird. Wenn sich eine Person 11 bewegt, beispielsweise geht, oder ihre Hände oder Füße bewegt, wird in dem Benutzerraum 10 eine Luftströmung 51 in Richtung auf die Sensoreinheit 101 erzeugt. Es wird vorausgesetzt, dass die Luftströmung 51, die durch eine Person bei normaler Bewegung erzeugt wird, waagerecht verläuft. Wie in 3B abgebildet, verläuft die Luftströmung 51 wenn sich die Person 11 in dem Benutzerraum 10 frei bewegt, in Richtung auf die Sensoreinheit 101 aus allen Richtungen von 360 Grad, welche die Sensorebene 102 umgeben, und geht über die Oberflächen der Sensorebene 102.

Das Personendetektionssystem 100 erkennt die Anwesenheit der Person 11 aus der Temperaturdifferenz, die von dem Paar von Temperatursensorelementen 103a und 103b und dem Paar von Temperatursensorelementen 105c und 105d detektiert wird und durch die Luftströmung 51, die entlang der Sensorebene 102 verläuft, verursacht wird. Diese Temperaturdifferenzen werden aus der Temperatur der Luft, die durch den Heizkörper 121 erwärmt wird, und die Luftströmung 51, welche die Lufttemperatur ändert, erzeugt. Das Personendetektionssystem 100 kann auch eine Person, von der bestimmt wird, dass es sich um einen Benutzer, der sich in Nähe des elektronischen Gerätes 180 befindet, handelt, als Steuerobjekt gegenüber einer normalen Person, die von dem elektronischen Gerät entfernt ist, unterscheiden.

Der Benutzerraum 10 könnte diverse Faktoren aufweisen, die ebenso wie die sich bewegende Person 11 eine Luftströmung erzeugen. Beispielsweise für den Fall, dass der Benutzerraum 10 ein Büro ist, umfasst der Benutzerraum 10 beispielsweise eine Luftströmung 53, die aus einem Lüftungskanal einer Klimaanlage 13, die in einer Decke installiert ist, verläuft, und eine Luftströmung 55 aus einem Wärmeableitungsgebläse einer Büromaschine 15. Die Luftströmung 53, die auf die Sensorebene 102 von schräg oberhalb trifft, und die waagerechte Luftströmung 55, die entlang der Sensorebene 102 verläuft, werden von dem Personendetektionssystem 100 als Rauschen angesehen. Das Personendetektionssystem 100 kann die Anwesenheit der Person 11 detektieren und dabei die Luftströmung 51, die durch die Person 11 erzeugt wird, von den Luftströmungen 53 und 55, die als Rauschen angesehen werden, unterscheiden.

In 1 sind der Heizkörper 121 und das Temperatursensorelement 123 an die Heizkörpersteuerschaltung 151 angeschlossen. In 1 ist keine Energieversorgungsschaltung gezeigt. Die Heizkörpersteuerschaltung 151 steuert die elektrische Energie, die dem Heizkörper 121 zuzuführen ist, so dass die Temperatur des Heizkörpers 121 um einen vorbestimmten Wert höher als die Umgebungstemperatur ist, die von dem Temperatursensorelement 123 gemessen wird. Die Temperaturdetektionsschaltung 153 detektiert einen Widerstandswert, der von den Temperatursensorelementen 103a, 103b, 105c und 105d gemessen wird und der Temperatur in dem Benutzerraum 10 entspricht, und gibt den detektierten Widerstandswert als eine Elektrizitätsgröße aus.

Beispielsweise kann die Temperaturdetektionsschaltung 153 aus einer Brückenschaltung 153a bestehen, die, wie in 4 abgebildet, das Temperatursensorelement 103a eines Widerstands Ra, das Temperatursensorelement 103b eines Widerstands Rb und die Widerstandselemente der festen Widerstände Rm und Rn umfasst. Nun gibt die Temperaturdetektionsschaltung 153 an die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen, die Spannungen e1 und e2 an den Verbindungspunkten jeweils des Paars von Temperatursensorelementen 103a und 103b und des Paars von Temperatursensorelementen 105c und 105d aus.

Angenommen eine Gleichstrom-Spannung, welche an die Brückenschaltung 153a angelegt wird, ist E, dann kann eine Differenz zwischen der Spannung e1 an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen Ra und Rb und der Spannung e2 an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen Rm und Rn durch die Gleichung (1) berechnet werden: e1 – e2 = (–RaRa + Rb + RmRm + Rn)E = (RbRa + RbRnRm + Rn)E(1)

Dabei wird vorausgesetzt, dass die Temperatursensorelemente 103a und 103b ähnliche Kennlinien für den Temperaturwiderstand aufweisen und dass die Widerstände Rm und Rn einen ähnlichen Widerstandswert aufweisen. 5A und 5B sind Abbildungen zum Beschreiben der Temperaturen, die von den Temperatursensorelementen 103a und 103b detektiert werden, wenn der Heizkörper 121 Wärme erzeugt. 5A zeigt die Temperaturen Ta und Tb der Luft, die von den Temperatursensorelementen 103a und 103b detektiert werden, wenn der Heizkörper 121 in dem Benutzerraum 10, in dem keine Luftströmung vorhanden ist und die Umgebungsluft T0 ist, Wärme erzeugt.

Der Heizkörper 121, der Wärme erzeugt, erwärmt stellenweise die Luft in dem Benutzerraum 10, weswegen die Temperaturen Ta und Tb höher als die Umgebungstemperatur T0 vor der Wärmeerzeugung sind. Da die Temperatursensorelemente 103a und 103b im Verhältnis zu dem Heizkörper 121 aus geometrischer Sicht symmetrisch angeordnet sind, sind die Temperaturen Ta und Tb im Wesentlichen gleich. Dieser Zustand wird als Wärmegleichgewicht der Sensoreinheit 101 bezeichnet. Ähnlich wird die Temperatur der Luft, die von den Temperatursensorelementen 105c und 105d detektiert wird, in dem Wärmegleichgewicht gehalten.

In 5B wird mit der Luftströmung 51 in der X-Achsenrichtung, die in dem Benutzerraum 10 erzeugt wird, die stromaufwärtige Luft durch Luft auf der Umgebungstemperatur T0 ersetzt, so dass die Temperatur Ta, die von dem Temperatursensorelement 103a detektiert wird, unter die Temperatur im Wärmegleichgewicht abfällt. Andererseits wird die stromabwärtige Luft durch Luft ersetzt, die durch den Heizkörper 121 erwärmt wird, so dass die Temperatur Tb, die von dem Temperatursensorelement 103b detektiert wird, über die Temperatur in dem Wärmegleichgewicht ansteigt. Die Luft, die von den Temperatursensorelementen 105c und 105d detektiert wird, wird jeweils durch Luft auf der Umgebungstemperatur T0 ersetzt, und ihre Temperatur nimmt im gleichen Ausmaß ab.

Es wird vorausgesetzt, dass sich die Widerstandswerte der Widerstände Ra und Rb mit der gleichen Geschwindigkeit ändern, selbst wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen können die Widerstandswerte der Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c und 105d berechnen, wenn die Luftströmung 51 durch das Einsetzen eines Spannungsunterschieds e1 – e2 in Gleichung (1) erzeugt wird. Zudem können die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen auch eine Temperaturdifferenz, die von dem Paar von Temperatursensorelementen 103a und 103b gemessen wird, aus den geänderten Widerstandswerten berechnen.

In dem Bereich einer konstanten Fließgeschwindigkeit, nimmt die Temperatur des Temperatursensorelements 103a in dem Maße, wie die Fließgeschwindigkeit zunimmt, in Richtung auf die Umgebungstemperatur T0 ab, und nimmt die Temperatur des Temperatursensorelements 103b zu. Somit weist die Temperaturdifferenz eine Korrelation mit der Fließgeschwindigkeit der waagerechten Luftströmung 51 auf. Das Personendetektionssystem 100 schätzt die Fließgeschwindigkeit der Luftströmung 51 aus der Temperaturdifferenz, so dass das Personendetektionssystem 100 eine Person, die sich in der Nähe der Sensoreinheit 101 bewegt, von einer Person, die sich an einer Stelle, die von der Sensoreinheit 101 entfernt ist, bewegt, unterscheiden kann.

Anstelle der Brückenschaltung 153a kann die Temperaturdetektionsschaltung 153 eine Spannung oder einen Strom direkt ausgeben, die bzw. der den Temperaturen der Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c und 105d entspricht. Die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen erzeugen die Temperaturdifferenzsignale Px und Py, die den Temperaturdifferenzen entsprechen, die jeweils von dem Paar von Temperatursensorelementen 103a und 103b und dem Paar von Temperatursensorelementen 105c und 105d detektiert werden, und geben die erzeugten Temperaturdifferenzsignale Px und Py an die A/D-Wandler 159 und 163 aus.

Die Offset-Schaltung 155 korrigiert Variationen am Nullpunkt, die basierend auf Änderungen der Widerstandswerte der Temperatursensorelemente und der Widerstandselemente, die in der Brückenschaltung 153a verwendet werden, im Verlauf der Zeit entstehen. Wenn die Temperatur des Paars von Temperatursensorelementen 103a und 103b gleich der Temperatur des Paars von Temperatursensorelementen 105c und 105d ist, gibt die Offset-Schaltung 155 einen Offset-Betrag zur Anpassung des Nullpunkts an die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen aus.

Die Bestimmungsschaltung 165 bestimmt, basierend auf den digitalen Temperaturdifferenzsignalen Px und Py, die von den A/D-Wandlern 159 und 163 empfangen werden ob die Person 11 anwesend ist oder nicht. Die Bestimmungsschaltung 165 kann aus Halbleiter-Chips bestehen, wie etwa aus einer CPU und einem Systemspeicher, einer Firmware und einer Software, wie etwa einem Gerätetreiber. Die Bestimmungsschaltung 165 kann ein Detektionssignal an eine Eingabeschaltung von diversen Typen von elektronischen Geräten 180 ausgeben, die in Abhängigkeit davon funktionieren, ob die Person 11 anwesend ist oder nicht. Die Bestimmungsschaltung 165 kann in das elektronische Gerät 180 integriert sein. Der Beschleunigungssensor 167 detektiert eine Neigung der Sensorebene 102. Die Bestimmungsschaltung 165 verwendet den Beschleunigungssensor 167 bei Bedarf und korrigiert die Temperaturdifferenzsignale Px und Py, die erzielt werden, wenn die Sensorebene 102 geneigt wird, auf die Temperaturdifferenzsignale Px und Py, die erzielt werden, wenn die Sensorebene 102 waagerecht ausgerichtet ist.

Wie in 6A abgebildet, stößt die Luftströmung 53, die auf die waagerechte Sensorebene 102 von schräg oberhalb trifft, mit der Sensorebene 102 zusammen und wird in eine waagerechte Komponente 53a entlang der Sensorebene 102 und eine Reflexionskomponente 53b geteilt. Die waagerechte Komponente 53a bewirkt eine Temperaturdifferenz zwischen einer stromaufwärtigen Seite des Heizkörpers 121 und einer stromabwärtigen Seite des Heizkörpers 121, doch die Reflexionskomponente 53b wirkt sich nicht effektiv auf die Bildung einer Temperaturdifferenz aus. In dem Maße wie sich die Richtung der Luftströmung 53 in Bezug auf die Sensorebene 102 einer senkrechten Richtung nähert, nimmt die Reflexionskomponente 53b zu.

Wenn die Luftströmung 53 senkrecht nach unten verläuft, wirkt sich die Luftströmung 53 auf die Temperaturen, die von den Temperatursensorelementen 103a, 103b, 105c und 105d gemessen werden, im Wesentlichen im gleichen Ausmaß aus. Es ist schwierig, die waagerechte Luftströmung 51, die durch die Person 11 erzeugt wird, von der waagerechten Komponente 53a der Luftströmung 53, die von der Klimaanlage 13 erzeugt wird, allein basierend auf der Temperaturdifferenz, die von der zweidimensionalen Sensoreinheit 101 detektiert wird, zu unterscheiden. Ähnlich ist es auch schwierig, die waagerechte Luftströmung 51 von der waagerechten Luftströmung 55, die durch die Büromaschine 15 erzeugt wird, zu unterscheiden.

Diese Ausführungsform stellt ein Verfahren bereit, um den Einfluss der Luftströmungen 53 und 55 durch das Erdenken eines Installationsverfahrens der Sensoreinheit 101 zu beseitigen. Als Vorbedingung verläuft die Luftströmung in Richtung auf die Sensoreinheit 101 aus einer beliebigen Richtung aus der Umgebung, wie in 3B abgebildet. Andererseits wird jede der Luftströmungen 53 und 55, die von den Quellen aus verläuft, die sich an festen Positionen befinden, in einer relativen Richtung definiert, wenn die Position der Sensoreinheit 101 eingestellt wird. Unter Verwendung dieser Eigenschaften kann die Luftströmung 51 von den Luftströmungen 53 und 55 unterschieden werden.

Wie in 6B abgebildet, kann die Sensorebene 102 bei einigen Installationsverfahren gegenüber der waagerechten Ausrichtung geneigt sein. In diesen Fällen ist selbst auf der gleichen Fließgeschwindigkeit der Luftströmung 51 die Menge einer Luftströmung 51a, die entlang der Sensorebene 102 verläuft, kleiner als die der Luftströmung 51, und die detektierte Temperaturdifferenz ist kleiner als die für den Fall, dass die Sensorebene 102 waagerecht ist. Die Geschwindigkeit der Abnahme der Temperaturdifferenz, die durch das Neigen der Sensorebene 102 verursacht wird, ist von der Fließgeschwindigkeit der Luftströmung 51, dem Neigungswinkel der Sensorebene 102, der Form der Sensorebene 102 und so weiter abhängig. Durch Versuche, die diverse Parameter verwenden, kann das Ausmaß der Korrektur zum Umwandeln der Temperaturdifferenz, die erzielt wird, wenn die Sensorebene 102 geneigt wird, in eine Temperaturdifferenz, die erzielt wird, wenn die Sensorebene 102 waagerecht ist, erzielt werden.

7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte Erscheinung des elektronischen Gerätes 180 abbildet, die das Personendetektionssystem 100 umfasst. Das elektronische Gerät 180 weist eine Vielzahl von Öffnungen 203 in der seitlichen Oberfläche des zylindrischen Gehäuses 201 auf, und die Sensoreinheit 101 ist auf einer waagerechten Anbringungsfläche 205 angeordnet. Das elektronische Gerät 180 kann ein Netzwerkgerät sein, welches funktioniert, wenn sie ein Detektionssignal von dem Personendetektionssystem 100 empfängt. Das Gehäuse 201 blockiert die Luftströmung 53, die von oben in Richtung auf die Sensoreinheit 101 verläuft, und lässt nur die waagerechte Luftströmung 51 hindurch. Die Positionen der Öffnungen 203 des Gehäuses 201 können derart angepasst werden, dass eine Strömung der waagerechten Luftströmung 55, die durch die Büromaschine 15 erzeugt wird, blockiert wird. In diesem Fall wird die Luftströmung 51, die durch die Person 11 erzeugt wird, in einem schmalen Bereich detektiert.

8 ist ein Ablaufschema, das eine Funktionsweise des Personendetektionssystems 100 abbildet. In Block 301 wird die Sensoreinheit 101 in dem Benutzerraum 10 angeordnet, und funktioniert die Bestimmungsschaltung 165 dann in einem Initialisierungsmodus, um die Luftströmungen 53 und 55, die als Rauschen angesehen werden, zu registrieren. In dem Initialisierungsmodus wird veranlasst, dass das Personendetektionssystem 100 in dem Benutzerraum 10 funktioniert, wo die Person 11 nicht anwesend ist, und die Luftströmung 53 und die Luftströmung 55 werden der Reihe nach erzeugt.

Es wird vorausgesetzt, dass die Sensoreinheit 101 nicht bewegt wird, nachdem ihre Position festgelegt wurde. 9 zeigt Grafiken zum Beschreiben der Beziehungen zwischen den Temperaturdifferenzsignalen Px und Py und dem Fließgeschwindigkeitsvektor P. Die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen beginnen mit dem Ausgeben der Temperaturdifferenzsignale Px und Py, zu einem Zeitpunkt t0. Die Temperaturdifferenzsignale Px und Py reduzieren den Einfluss einer Luftströmung, die innerhalb kurzer Zeit erzeugt wird, auf Wegmittelwerte oder integrierte Wegwerte auf Zeitbasis.

Zu den Zeitpunkten t0 bis t1 wird, da keine Luftströmung erzeugt wird, die Sensoreinheit 101 im Wärmegleichgewicht gehalten, und sind die Temperaturdifferenzsignale Px und Py ungefähr gleich null. Zu dem Zeitpunkt t1, wenn die Luftströmung 53 erzeugt wird, nehmen die Temperaturdifferenzsignale Px und Py gemäß der Richtung und der Fließgeschwindigkeit der Luftströmung 53 zu. Die Bestimmungsschaltung 165 synthetisiert die Vektoren der Temperaturdifferenzsignale Px und Py und berechnet einen zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektor P. Für den Fall, dass die Sensorebene 102 geneigt ist, kann die Bestimmungsschaltung 165 die Temperaturdifferenzsignale Px und Py auf Werte korrigieren, die erzielt werden, wenn die Sensorebene 102 waagerecht ist, indem der Neigungswinkel, der durch den Beschleunigungssensor 167 angegeben wird, und das Ausmaß der Korrekturen, die aus den Pegeln der Temperaturdifferenzsignale Px und Py ausgewählt werden, verwendet werden. Wenn die Luftströmung 53 zu dem Zeitpunkt t2 aufhört, kehren die Temperaturdifferenzsignale Px und Py auf null zurück und werden von dem Zeitpunkt t2 an auf null gehalten.

Die Richtung des Fließgeschwindigkeitsvektors P gibt die Richtung der Luftströmung 53 an, die von der Umgebung zu der Sensoreinheit 101, die in der waagerechten Ausrichtung gehalten wird, oder der Sensoreinheit 101, die auf die waagerechte Ausrichtung korrigiert wird, verläuft. In Block 303 registriert die Bestimmungsschaltung 165 die Fließgeschwindigkeitsvektoren P, die den Luftströmungen 53 und 55 entsprechen, als Rauschen. Für den Fall, dass die Einflüsse der Luftströmungen 53 und 55 unter Verwendung des Gehäuses 201 des elektronischen Gerätes 108 als Windschutzabdeckung beseitigt werden, können die Prozesse in Block 301 und 303 übersprungen werden.

In Block 305 beginnt der Betrieb des Personendetektionssystems 100. In Block 307 beginnt der Heizkörper 121 damit, die Temperatur zu erhöhen. In Block 309 beginnen die Schaltungen 157 und 161 zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen damit, die Temperaturdifferenzsignale Px und Py auszugeben, die als Wegmittelwerte oder integrierte Wegwerte berechnet werden. In Block 311 berechnet die Bestimmungsschaltung 165 den zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektor P, wie mit Bezug auf 9 beschrieben. Der Fließgeschwindigkeitsvektor P entspricht der waagerechten Luftströmung 51 oder der waagerechten Luftströmungskomponente 53a. Für den Fall, dass die Sensoreinheit 101 geneigt ist, kann die Bestimmungsschaltung 165 die Temperaturdifferenzen auf diejenigen korrigieren, die erzielt werden, wenn die Sensorebene 102 waagerecht ist, indem ein Neigungswinkel verwendet wird, der durch den Beschleunigungssensor 167 gemessen wird.

10A bis 10D sind Abbildungen zum Beschreiben eines Verfahrens zum Berechnen eines zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P. 10A bildet einen Zustand ab, in dem die Luftströmungen 52a bis 52c, die in Bezug auf die Sensoreinheit 101 waagerecht verlaufen, jeweils in einer X-Achsenrichtung, einer 45-Grad-Richtung und einer Y-Achsenrichtung verlaufen. Die Temperaturen Ta, Tb, Tc und Td, die von den Temperatursensorelementen 103a, 103b, 105c und 105d detektiert werden, sind in 10B, 10C und 10D jeweils im Verhältnis zu den Luftströmungen 52a, 52b und 52c gezeigt. Die Fließgeschwindigkeitsvektoren P der Luftströmungen 52a, 52b und 52c zu diesem Zeitpunkt sind jeweils in 11A, 11B und 11C gezeigt. Falls in Block 313 der absolute Wert des Fließgeschwindigkeitsvektors P ein vorbestimmter Wert Pt1 ist oder mehr, bestimmt die Bestimmungsschaltung 165, dass eine erhebliche Luftströmung einschließlich der Möglichkeit von Rauschen erzeugt wird, und fährt der Prozess mit Block 315 fort.

Solange der absolute Wert des Fließgeschwindigkeitsvektors P unterhalb des vorbestimmten Wertes Pt1 liegt, kehrt der Prozess zu Block 351 zurück und das Personendetektionssystem 100 bewahrt einen Nicht-Detektionszustand. Für den Fall, dass die Sensoreinheit 101 von den Luftströmungen 53 und 55 betroffen sein könnte, bestimmt die Bestimmungsschaltung 165 in Block 315, ob der Fließgeschwindigkeitsvektor P durch die Luftströmung 53 oder 55 erzeugt wird oder nicht. Falls der Fließgeschwindigkeitsvektor P mit der Richtung und Größe oder der Richtung, die in Block 303 registriert wurden, übereinstimmt, sieht die Bestimmungsschaltung 165 die entsprechende Fließgeschwindigkeit als Rauschen an, und kann der Prozess mit Block 351 fortfahren.

Wenn in diesem Fall die Person 11 eine Luftströmung in der gleichen Richtung wie eine waagerechte Luftströmung oder eine waagerechte Luftströmungskomponente, die als Rauschen angesehen wird, erzeugt, kann das Personendetektionssystem 100 die Person 11 nicht detektieren. Wenn sich andererseits die Person 11 zu diversen Stellen begibt und sich in dem Benutzerraum 10 beschäftigt, wird entsprechend ein Fließgeschwindigkeitsvektor P der Luftströmung 51 in einer anderen Richtung als der Richtung des Rauschens erzeugt. Falls eine Person 11, die sich an einer Stelle bewegt, die von der Sensoreinheit 101 entfernt ist, nicht detektiert wird und nur eine Person 11 in der Nähe detektiert wird, fährt der Prozess mit Block 317 fort.

Falls in Block 317 der Fließgeschwindigkeitsvektor P einen vorbestimmten Wert Pt2 überschreitet, erkennt die Bestimmungsschaltung 165 die Anwesenheit eines Benutzers, der das elektronische Gerät 180 verwendet, und gibt in Block 319 ein Detektionssignal an eine Eingabeschaltung des elektronischen Gerätes 180 aus. Als Reaktion auf das Detektionssignal kann das elektronische Gerät 180 aus dem Standby-Zustand aufwecken, bewirken, dass ein elektronisches Gerät, welches mit dem Netzwerk verbunden ist, funktioniert, oder den Benutzer mit einem Ton rufen. Falls in Block 321 das Personendetektionssystem 100 in einer gewissen Zeit keine Person 11 detektiert, fährt der Prozess mit Block 353 fort, und gibt das Personendetektionssystem 100 ein Nicht-Detektionssignal an das elektronische Gerät 180 aus.

Wie in 12 abgebildet, kann die Sensoreinheit 101 in einem Gehäuse eines Laptop-PCs (Laptop) 211, welcher ein Beispiel des elektronischen Gerätes 180 ist, bereitgestellt werden. Da in dem Laptop 211 ein Benutzer den Öffnungswinkel und die Position des Gehäuses, das mit der Sensoreinheit 101 versehen ist, während der Verwendung ändert, sind die Ausrichtung und die Richtung der Sensorebene 102 nicht festgelegt. Zudem ist es schwierig, eine Luftströmung, die als Rauschen angesehen wird, mit einer Abdeckung des Gehäuses 201 zu blockieren, wie mit Bezug auf 7 beschrieben. Somit muss eine Technik erdacht werden, um ein maßgebliches Temperaturdifferenzsignal zu unterscheiden.

13 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Sensoreinheit 101a zum Detektieren einer Luftströmung in drei Dimensionen abbildet. Die Sensoreinheit 101a umfasst eine Sensorebene 102 und eine Sensorebene 102a, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Ebene, auf der die Sensorebene 102 angeordnet ist, ausgerichtet ist. Auf der Sensorebene 102a ist ein Paar von Temperatursensorelementen 107e und 107f entlang einer Z-Achse angeordnet, die in einer vorbestimmten Richtung definiert ist und einen Heizkörper 131 in der Mitte dazwischen einfasst. Bei einem Beispiel können die Sensorebene 102a und die Z-Achse rechtwinklig zur Sensorebene 102 definiert sein.

Die Temperatursensorelemente 107e und 107f sind mit der Temperaturdetektionsschaltung 153, die in 1 abgebildet ist, ähnlich wie die anderen Temperatursensorelemente 103a, 103b, 105c und 105d verbunden. Die Temperaturdetektionsschaltung 153 gibt die Spannungen e1 und e2, die den Temperatursensorelementen 107e und 107f entsprechen, an eine neue Schaltung zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen aus. Die Schaltung zum Erzeugen von Temperaturdifferenzsignalen gibt ein Temperaturdifferenzsignal Pz, das einer Temperaturdifferenz entspricht, die von dem Paar von Temperatursensorelementen 107e und 107f detektiert wird, an die Bestimmungsschaltung 165 aus.

Für den Fall, dass die Sensorebene 102 waagerecht ausgerichtet ist, synthetisiert die Bestimmungsschaltung 165, wie in 14 abgebildet, die Vektoren der Temperaturdifferenzsignale Px, Py und Pz in drei Achsen, und berechnet einen zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektor P2 und einen dreidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektor P1. Für den Fall, dass die Sensorebene 102 geneigt ist, bestimmt die Bestimmungsschaltung 165 die Ausrichtung der Sensorebene 102 aus einem Signal des Beschleunigungssensors 167 und kann die Fließgeschwindigkeitsvektoren P1 und P2 auf Werte korrigieren, die für den Fall erzielt werden, dass die Sensorebene 102 waagerecht ausgerichtet ist.

Die Bestimmungsschaltung 165 kann den vorbestimmten Fließgeschwindigkeitsvektor P1, der basierend auf der Richtung und der Größe oder nur der Richtung des dreidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P1 bestimmt wird, als Rauschen ansehen. Die Bestimmungsschaltung 165 kann einen Fließgeschwindigkeitsvektor, dessen senkrechte Komponente Pz ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, als Rauschen ansehen. Die Bestimmungsschaltung 165 kann das Detektionssignal basierend auf der Richtung und der Größe oder nur der Richtung des zweidimensionalen Fließgeschwindigkeitsvektors P2 als Rauschen bestimmen.

Bei einer Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Sensorebenen 102a bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem eine senkrechte Komponente detektiert werden kann, vergrößert werden. Die Sensorebenen 102a und die Sensorebene 102 können an verschiedenen Stellen in dem Laptop 211 angeordnet sein, so dass die Sensorebenen 102a und die Sensorebene 102 jeweils eine waagerechte Luftströmung und eine senkrechte Luftströmung mühelos detektieren können. Das Personendetektionssystem 100 weist einen geringeren Energieverbrauch als ein Personendetektionssensor der aktiven Art auf und weist eine relativ einfache Konfiguration auf, und kann somit praktisch in ein elektrisches Gerät integriert werden. Zudem kann eine Person, die sich der Sensoreinheit 101 aus einer beliebigen Richtung nähert, detektiert werden, weswegen das Personendetektionssystem 100 in einem breiten Bereich verwendet werden kann.

Die vorstehende Beschreibung betraf die spezifische Ausführungsform, die in den Zeichnungen abgebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die abgebildete Ausführungsform eingeschränkt und kann natürlich eine beliebige bekannte Konfiguration verwenden, solange die Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.

Bezugszeichenliste

10
Benutzerraum
51, 53, 55
Luftströmung
100
Personendetektionssystem
101
Sensoreinheit
102, 102a
Sensorebene
103a, 103b, 105c, 105d, 107e, 107f, 123
Temperatursensorelement
121, 131
Heizkörper
180
Elektronisches Gerät
167
Beschleunigungssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2016-039447 A [0004]
  • JP 4-72523 A [0004]
  • JP 2007-285996 A [0004]