用于電子設備的自動控制模塊的制作方法

專利名稱：用于電子設備的自動控制模塊的制作方法
用于電子設備的自動控制模塊本發明涉及用于控制電子設備的模塊，電子設備例如家庭娛樂設備，依賴于使用者的在場或不在場，并且特別涉及當沒有使用者在場時將自動開關設備的這樣的模塊。使用者經常不關閉他們的電視機、DVD播放器等。當使用者不在房間內時，這會導致能源的浪費。此外，設置遠程控制以暫停DVD、衛星/數字接收器或類似設備可能是不方便的，例如當門鈴或電話響時，需要觀看者離開房間。一些設備具有在預設的時間段后關閉設備的“睡眠”模式。這要求使用者在每次系統激活時設置這些設備，這是不靈活的。例如假如使用者離開房間，系統沒有檢測到該離開并保持系統供電和運行。本發明的一個目的是處理這些缺點。在本發明的第一方面提供了一種用于控制一個或多個配備有用于無線遠程控制的光接收器的電子設備的模塊，所述模塊包括臉部檢測裝置，其用于檢測關于所述一個或多個電子設備的鄰近區域中的臉部的存在；光傳輸裝置，其用于將光控制信號傳輸到所述一個或多個電子設備中的至少一個，以響應于所述臉部檢測裝置的檢測狀態；其中所述光傳輸裝置還可操作來照明關于所述一個或多個電子設備的所述鄰近區域以便幫助所述臉部檢測裝置的運行。所述光發射器和接收器裝置可操作來使用紅外線輻射，所述發射器裝置包括紅外線發光二極管。所述模塊可以被設計成與所述一個或多個電子設備物理上分離，且可能夠操作所述一個或多個電子設備而沒有任何修改。在后者情況中，雖然電子設備制造者可能選擇包括特定代碼以通過某種方式提高模塊與電子設備的互操作性，但是應當認識到所述模塊將仍然能夠控制所述設備而沒有這樣的特定代碼，且代替地僅使用電子設備的專用的遠程控制使用的控制信號。 所述模塊可以被設計成包括在主機設備內，所述主機設備為所述一個或多個電子設備中的一個。在這樣的情況中，所述模塊可以從所述主機設備獲得該模塊的電力。所述模塊可以包括備用電池以便當所述主機設備被關閉時是可操作的。所述備用電池可以在所述主機設備打開時由所述主機設備來充電。所述模塊可以具有到所述主機設備的物理連接， 該物理連接用于發送控制信號以響應于所述臉部檢測裝置的檢測狀態。所述設備還可操作來傳輸所述紅外線控制信號，用來控制所述主機設備之外的其他電子設備。所述模塊可以可操作來發射多個不同的控制信號。所述多個控制信號可以包括用于不同設備的操作和/或用于每一設備的不同功能的操作的不同控制信號。所述模塊可以可操作來將控制信號自動發送到多個不同設備的每一個，以響應于所述臉部檢測裝置的所述檢測狀態中的單個變化。所述多個設備中的至少一個可以被控制以執行與其他設備不同的功能，以響應于所述檢測狀態中的所述單個變化。所述模塊可以包括用于從其他控制設備接收并學習控制信號的裝置，以使所述傳輸裝置能夠模仿所述學習到的控制信號。可選擇地，或者另外，所述模塊可以具有多個預編程的控制信號，以使這些控制信號能夠被使用者根據所述電子設備來預先選擇以供所述模塊使用。所述傳輸裝置可以可操作來在其工作時始終照明所述鄰近區域。可選擇地，其照明輸出可以是調制的脈沖波。所述模塊還可以包括用于測量環境光等級的裝置，且可操作來僅當所述環境光降到預定的等級以下時使用所述傳輸裝置用于照明。附圖的簡要描述現將僅通過舉例的方式，參考附圖來描述本發明的實施方式，其中

圖1是根據本發明的實施方式的遠程模塊的方框圖；圖2示出包括作為獨立設備的圖1的模塊的完整的系統；以及圖3示出本發明的另外的實施方式，由此圖1的模塊被包括在電視機內。實施方式的詳細描述圖1是根據本發明的實施方式的遠程模塊10的方框圖。該遠程模塊10具有傳感器芯片12，其包括像素陣列14(100X100通常是陣列的最小尺寸)、相關聯的讀出電路18、 包括臉部檢測、自動曝光控制等的圖像處理邏輯16。傳感器芯片12還具有LED控制20。可選擇的，傳感器芯片還可以具有頂接收器和解調器電路，以便其能夠接收、解碼和存儲來自頂遠程控制器的控制序列。在該實施方式中，模塊10是獨立的/單獨的設備，這不需要修改與該模塊一起使用的任何家庭娛樂設備。該模塊還包括頂LED 22(通常使用850nm，因為其輻射對人眼不可見但容易被 CMOS圖像傳感器檢測到)、適合在圖像陣列上形成場景的圖像的光系統Μ、以及使用來自 LED 22的光照明房間的分離的光學系統26。因此，IR LED 22 (在LED控制20的控制下) 可以被用于照明正在觀看電視的對象并還用于產生紅外線遠程控制脈沖。可選擇的，模塊10包括染料，該染料阻擋可見光影響傳感器12。通常的，模塊還包括電源，例如電池觀，雖然模塊可以被內建到諸如電視機或DVD播放器的設備內(如下面所描述的)，在這樣的情況下電力可由電力網提供。隨著硅設備技術的改進，圖像傳感和處理的花費減少，因此現在將傳感器和圖像處理系統結合在單個芯片上是可實現的。例如，光電鼠標通常由不僅包括傳感器還有復雜的檢測實時運動的算法的單片硅制造。將傳感器和能夠檢測在一場景下的人的臉部的圖像處理系統結合也是可能的。這些系統現在在數位相機(DSC)上是非常普遍的。這些系統用于檢測圖像的哪個區域具有臉部，該區域被自動曝光或自動聚焦算法使用以確保圖像被正確且清晰地曝光。臉部檢測已經被選擇作為感測使用者的存在的優選的方法，由于該花費的減少和實用性且由于它的準確性。其他檢測機制也能被考慮但具有某些限制，諸如缺少在超過半米的距離處檢測的能力(例如電容“觸摸”系統)、實用性以及花費(例如主動的頂檢測)、 或者連續感測偶爾移動的人的能力(例如被動的頂檢測)。雖然現代的CMOS圖像傳感器在低亮度等級(例如少于lOOLux)產生可接受的圖像，以確保臉部檢測和/或聚焦系統具有用其算法以正確操作的足夠高質量的圖像，但是一些DSC使用LED照明場景。通常的，這些LED具有在可見區域中的波長。對此的原因是兩方面的。首先其幫助使用者將照相機瞄準合適的對象，以及其次傳感器通常在它們的光路徑上具有頂阻擋濾波器以確保彩色圖像的逼真度。這些問題與本設備是不相關的，因此其能夠在臉部檢測模塊中使用IRLED 22既作為場景照明又作為電視機/DVD遠程控制的源。當用于場景照明時，IR LED 22可以被編程為始終開啟，或者以一些節能模式開啟，節能模式諸如是在幀率的頻率處(通常為Hz)調制的脈沖波。本模塊可以具有開關(或者開關輸入電路{通用輸入/輸出GPI0})以便其可以被命令來接收并學習來自遠程控制的控制信號。這可以以與作為第三方遠程控制相同的方式實現，該第三方遠程控制能夠操作各種各樣品牌的設備。這些可以由使用者通過指示其已有的遠程控制到通用的遠程控制來編程，該通用的遠程控制將接收并存儲適合的控制序列。可選擇的，或另外，本模塊可以具有在其中用于許多設備的預編程的控制信號，合適的信號通過使用者從列表選擇電視機/DVD播放器的牌子/樣式來選擇。圖2示出包括圖1的模塊10的完整的系統(模塊10的所有元件具有與在圖1中相同的標簽)。通常的家用電器，例如電視機30和DVD播放器、機頂盒、接收器、放大器等 32被示出帶有其相關聯的頂遠程控制接收器34。來自頂LED 22和/或環境的光被用于照明場景并觀察使用者36的存在或不存在。臉部檢測傳感器12可以包括專用的環境光傳感器(ALS)電路或使用來自自動曝光控制系統的數據以檢測環境光等級。在高等級環境光下，IR LED 22可以不照明，從而節省電力；IR LED 22僅在較低等級環境光下使用，以便確保有足夠的場景照明供臉部檢測算法操作。當使用者36進入或離開視場時，臉部檢測傳感器12確定這一事實并經由頂光22 使用脈沖序列或頂控制信號向家庭娛樂電子設備30、32發送合適的命令信號。這些光子自墻或其他家具反射并撞擊到家庭娛樂設備30、32的頂遠程接收器34上。有各種各樣的頂遠程控制協議。最常見的是來自飛利浦(Philips)的RC-5和RC-6，而其他的包括日本電氣公司(NEC)的TC101、松下(Panasonic)的RECS-80、及索尼(Sony)的SIRCS。當系統檢測到使用者已經離開時，合適的命令應當包括(分離地或組合地)關閉顯示器、使DVD播放器進入暫停或者使PVR進入“暫停視頻直播模式”。類似地，如果系統檢測到使用者已經返回視場，顯示器能夠被轉向開啟，DVD返回播放模式以及PVR “未暫停的”。可選擇的，模塊具有允許主機直接通過LED控制的接口電路，以致其能夠用作傳統遠程控制。圖3示出本發明的另外的實施方式，其中模塊10被并入電視機30內(事實上模塊很可能比電視屏幕小得多)。電視機30具有孔來使來自LED22的光傳輸通過并使來自場景的光能夠到達檢測器。如果電視機內的孔在美學上使人不愉快，系統能夠被制成僅對頂光操作，且塑料的窗口被用于阻擋可見光但通過頂光。用于這樣的濾波器的通常的材料是勒克森熱塑聚碳酸酯(C)GE(Lexan(C)GE)，121R-21051。將臉部檢測模塊并入電視機(或其他電器)的內部具有數個優點。首先，可以使傳感器平面和電視屏幕平面共面并因此傳感器將自動地與屏幕的視場對準，從而使其更加容易檢測預期的觀眾所在的屏幕前面的區域中的臉部。其次，由于電視機(或其他)通常是電力網供電的，因此臉部檢測模塊可以使用更高的電力等級。例如到頂LED 22的增加的電力將允許其用在更大、暗的房間，在該房間中對象是更遠地遠離光源的且需要從LED 22發射更多功率以達到可接受的照明等級。所以， 模塊10可以不需要是電池供電的，且可以從電視機30獲得其電力。如果模塊10要包括電池，那么即使電視機30被置于關閉模式，模塊10的臉部檢測傳感器12仍然能夠被用于喚醒電視機。電視機30還可以為電池觀充電。另一個優點是現在臉部檢測模塊10與電視機控制電路40之間有電通信路徑。因此，臉部檢測模塊10可以直接向電視機30發使用者存在/不存在的信號，并在適當時且根據使用者的配置(例如通過使用遠程控制在電視機上設置各種各樣的選項)將電視機30 轉換為待機/斷電。同樣地，臉部檢測模塊需要經由頂命令一個幾個設備。例如，在圖3 中，電視機30可以被模塊10電子地控制而DVD播放器32被光學地控制。此外，模塊10可以具有允許主機上傳命令序列到模塊中的接口電路。電視機能夠經由這個連接向臉部檢測模塊10上傳控制序列。例如，電視機能夠使用其現有的頂遠程控制接收器電路學習DVD的“暫停”按鈕和/或“播放”按鈕，并將這些脈沖序列傳送至臉部檢測模塊10。因此，臉部檢測模塊10不需要單獨的頂接收器電路且能夠當沒有人在房間內時發出“DVD暫停”脈沖序列(同時關閉電視機、或其他)，以及當有人重新進入房間時發出“DVD播放”脈沖序列(同時打開電視、或其他)。將意識到上述闡述的具體實施方式
是僅以例子的方式來描述的，而其他實施方式和變化可以被設想到而沒有脫離本發明的精神或范圍。特別地，雖然以電視和視頻設備已經描述了該設備，但其同樣可與大多數的音頻設備一起使用，音頻設備例如Hi-Fi或無線設備。
權利要求
1.一種用于控制一個或多個配備有用于無線遠程控制的光接收器的電子設備的模塊， 所述模塊包括臉部檢測裝置，其用于檢測所述一個或多個電子設備的鄰近區域中的臉部的存在；以及光傳輸裝置，其用于將光控制信號傳輸到所述一個或多個電子設備中的至少一個，以響應于所述臉部檢測裝置的檢測狀態；其中，所述光傳輸裝置還可操作來照明所述一個或多個電子設備的所述鄰近區域以便幫助所述臉部檢測裝置的運行。
2.如權利要求1所述的模塊，其中，所述光發射器和接收器裝置可操作來使用紅外線輻射，所述發射器裝置包括紅外線發光二極管。
3.如權利要求1或2所述的模塊，其中，所述模塊與所述一個或多個電子設備物理上分離。
4.如權利要求3所述的模塊，所述模塊能夠操作所述一個或多個電子設備而沒有任何對所述一個或多個電子設備的修改。
5.如權利要求1或2所述的模塊，其中，所述模塊被設計成包括在主機設備內，所述主機設備為所述一個或多個電子設備中的一個。
6.如權利要求5所述的模塊，所述模塊可操作以使所述模塊從所述主機設備獲得所述模塊的電力。
7.如權利要求5或6所述的模塊，還包括備用電池，所述模塊可操作以使所述備用電池由所述主機設備充電。
8.如權利要求5、6或7所述的模塊，還包括到所述主機設備的物理連接，用于發送控制信號以響應于所述臉部檢測裝置的檢測狀態。
9.如任一項前述權利要求所述的模塊，所述模塊可操作來發送多個不同的控制信號， 所述多個控制信號包括用于不同電子設備的操作的不同控制信號。
10.如權利要求9所述的模塊，所述模塊可操作來將控制信號自動發送到所述不同電子設備的每一個電子設備，以響應于所述臉部檢測裝置的所述檢測狀態中的單個變化。
11.如任一項前述權利要求所述的模塊，所述模塊可操作來發送多個不同的控制信號， 所述多個控制信號包括用于所述一個或多個電子設備中的每一個電子設備的不同功能的操作的不同控制信號。
12.如權利要求11所述的模塊，所述模塊可操作來發送控制信號，以使有多個電子設備的地方，所述多個設備中的至少一個被控制以執行與其他電子設備不同的功能，以響應于所述檢測狀態中的單個變化。
13.如任一項前述權利要求所述的模塊，所述模塊包括用于從其它控制設備接收并學習控制信號的裝置，以使所述傳輸裝置能夠模仿所述學習到的控制信號。
14.如任一項前述權利要求所述的模塊，所述模塊具有多個預編程的控制信號，以使這些控制信號能夠被使用者根據所述電子設備來預先選擇以供所述模塊使用。
15.如權利要求1至14中任一項所述的模塊，其中，所述照明輸出是調制的脈沖波。
16.如任一項前述權利要求所述的模塊，其中，所述傳輸裝置可操作來在所述模塊工作時始終照明所述鄰近區域。
17.如權利要求1至15中任一項所述的模塊，還包括用于測量環境光等級的裝置，并且該裝置可操作來僅當所述環境光降到預定的等級以下時使用所述光傳輸裝置用于照明。
全文摘要
本發明涉及一種用于電子設備的自動控制模塊。所述模塊被配置成控制配備有用于無線遠程控制的光接收器的電子設備。所述模塊包括用于檢測在接近電子設備的區域內的臉部的存在的臉部檢測電路。光傳輸電路操作以將光控制信號傳輸到電子設備，以響應于由臉部檢測電路形成的臉部檢測狀態的所檢測到的改變。為幫助臉部檢測電路的操作，光傳輸電路還被配置成照明接近電子設備的區域。
文檔編號G05B19/04GK102375419SQ201110210178
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者杰弗里·M·雷諾 申請人:意法半導體(R&D)有限公司