专利名称：用于电子设备的自动控制模块的制作方法
用于电子设备的自动控制模块本发明涉及用于控制电子设备的模块，电子设备例如家庭娱乐设备，依赖于使用者的在场或不在场，并且特别涉及当没有使用者在场时将自动开关设备的这样的模块。使用者经常不关闭他们的电视机、DVD播放器等。当使用者不在房间内时，这会导致能源的浪费。此外，设置远程控制以暂停DVD、卫星/数字接收器或类似设备可能是不方便的，例如当门铃或电话响时，需要观看者离开房间。一些设备具有在预设的时间段后关闭设备的“睡眠”模式。这要求使用者在每次系统激活时设置这些设备，这是不灵活的。例如假如使用者离开房间，系统没有检测到该离开并保持系统供电和运行。本发明的一个目的是处理这些缺点。在本发明的第一方面提供了一种用于控制一个或多个配备有用于无线远程控制的光接收器的电子设备的模块，所述模块包括脸部检测装置，其用于检测关于所述一个或多个电子设备的邻近区域中的脸部的存在；光传输装置，其用于将光控制信号传输到所述一个或多个电子设备中的至少一个，以响应于所述脸部检测装置的检测状态；其中所述光传输装置还可操作来照明关于所述一个或多个电子设备的所述邻近区域以便帮助所述脸部检测装置的运行。所述光发射器和接收器装置可操作来使用红外线辐射，所述发射器装置包括红外线发光二极管。所述模块可以被设计成与所述一个或多个电子设备物理上分离，且可能够操作所述一个或多个电子设备而没有任何修改。在后者情况中，虽然电子设备制造者可能选择包括特定代码以通过某种方式提高模块与电子设备的互操作性，但是应当认识到所述模块将仍然能够控制所述设备而没有这样的特定代码，且代替地仅使用电子设备的专用的远程控制使用的控制信号。 所述模块可以被设计成包括在主机设备内，所述主机设备为所述一个或多个电子设备中的一个。在这样的情况中，所述模块可以从所述主机设备获得该模块的电力。所述模块可以包括备用电池以便当所述主机设备被关闭时是可操作的。所述备用电池可以在所述主机设备打开时由所述主机设备来充电。所述模块可以具有到所述主机设备的物理连接， 该物理连接用于发送控制信号以响应于所述脸部检测装置的检测状态。所述设备还可操作来传输所述红外线控制信号，用来控制所述主机设备之外的其他电子设备。所述模块可以可操作来发射多个不同的控制信号。所述多个控制信号可以包括用于不同设备的操作和/或用于每一设备的不同功能的操作的不同控制信号。所述模块可以可操作来将控制信号自动发送到多个不同设备的每一个，以响应于所述脸部检测装置的所述检测状态中的单个变化。所述多个设备中的至少一个可以被控制以执行与其他设备不同的功能，以响应于所述检测状态中的所述单个变化。所述模块可以包括用于从其他控制设备接收并学习控制信号的装置，以使所述传输装置能够模仿所述学习到的控制信号。可选择地，或者另外，所述模块可以具有多个预编程的控制信号，以使这些控制信号能够被使用者根据所述电子设备来预先选择以供所述模块使用。所述传输装置可以可操作来在其工作时始终照明所述邻近区域。可选择地，其照明输出可以是调制的脉冲波。所述模块还可以包括用于测量环境光等级的装置，且可操作来仅当所述环境光降到预定的等级以下时使用所述传输装置用于照明。附图的简要描述现将仅通过举例的方式，参考附图来描述本发明的实施方式，其中
图1是根据本发明的实施方式的远程模块的方框图；图2示出包括作为独立设备的图1的模块的完整的系统；以及图3示出本发明的另外的实施方式，由此图1的模块被包括在电视机内。实施方式的详细描述图1是根据本发明的实施方式的远程模块10的方框图。该远程模块10具有传感器芯片12，其包括像素阵列14(100X100通常是阵列的最小尺寸)、相关联的读出电路18、 包括脸部检测、自动曝光控制等的图像处理逻辑16。传感器芯片12还具有LED控制20。可选择的，传感器芯片还可以具有顶接收器和解调器电路，以便其能够接收、解码和存储来自顶远程控制器的控制序列。在该实施方式中，模块10是独立的/单独的设备，这不需要修改与该模块一起使用的任何家庭娱乐设备。该模块还包括顶LED 22(通常使用850nm，因为其辐射对人眼不可见但容易被 CMOS图像传感器检测到)、适合在图像阵列上形成场景的图像的光系统Μ、以及使用来自 LED 22的光照明房间的分离的光学系统26。因此，IR LED 22 (在LED控制20的控制下) 可以被用于照明正在观看电视的对象并还用于产生红外线远程控制脉冲。可选择的，模块10包括染料，该染料阻挡可见光影响传感器12。通常的，模块还包括电源，例如电池观，虽然模块可以被内建到诸如电视机或DVD播放器的设备内(如下面所描述的)，在这样的情况下电力可由电力网提供。随着硅设备技术的改进，图像传感和处理的花费减少，因此现在将传感器和图像处理系统结合在单个芯片上是可实现的。例如，光电鼠标通常由不仅包括传感器还有复杂的检测实时运动的算法的单片硅制造。将传感器和能够检测在一场景下的人的脸部的图像处理系统结合也是可能的。这些系统现在在数位相机(DSC)上是非常普遍的。这些系统用于检测图像的哪个区域具有脸部，该区域被自动曝光或自动聚焦算法使用以确保图像被正确且清晰地曝光。脸部检测已经被选择作为感测使用者的存在的优选的方法，由于该花费的减少和实用性且由于它的准确性。其他检测机制也能被考虑但具有某些限制，诸如缺少在超过半米的距离处检测的能力(例如电容“触摸”系统)、实用性以及花费(例如主动的顶检测)、 或者连续感测偶尔移动的人的能力(例如被动的顶检测)。虽然现代的CMOS图像传感器在低亮度等级(例如少于lOOLux)产生可接受的图像，以确保脸部检测和/或聚焦系统具有用其算法以正确操作的足够高质量的图像，但是一些DSC使用LED照明场景。通常的，这些LED具有在可见区域中的波长。对此的原因是两方面的。首先其帮助使用者将照相机瞄准合适的对象，以及其次传感器通常在它们的光路径上具有顶阻挡滤波器以确保彩色图像的逼真度。这些问题与本设备是不相关的，因此其能够在脸部检测模块中使用IRLED 22既作为场景照明又作为电视机/DVD远程控制的源。当用于场景照明时，IR LED 22可以被编程为始终开启，或者以一些节能模式开启，节能模式诸如是在帧率的频率处(通常为Hz)调制的脉冲波。本模块可以具有开关(或者开关输入电路{通用输入/输出GPI0})以便其可以被命令来接收并学习来自远程控制的控制信号。这可以以与作为第三方远程控制相同的方式实现，该第三方远程控制能够操作各种各样品牌的设备。这些可以由使用者通过指示其已有的远程控制到通用的远程控制来编程，该通用的远程控制将接收并存储适合的控制序列。可选择的，或另外，本模块可以具有在其中用于许多设备的预编程的控制信号，合适的信号通过使用者从列表选择电视机/DVD播放器的牌子/样式来选择。图2示出包括图1的模块10的完整的系统(模块10的所有元件具有与在图1中相同的标签)。通常的家用电器，例如电视机30和DVD播放器、机顶盒、接收器、放大器等 32被示出带有其相关联的顶远程控制接收器34。来自顶LED 22和/或环境的光被用于照明场景并观察使用者36的存在或不存在。脸部检测传感器12可以包括专用的环境光传感器(ALS)电路或使用来自自动曝光控制系统的数据以检测环境光等级。在高等级环境光下，IR LED 22可以不照明，从而节省电力；IR LED 22仅在较低等级环境光下使用，以便确保有足够的场景照明供脸部检测算法操作。当使用者36进入或离开视场时，脸部检测传感器12确定这一事实并经由顶光22 使用脉冲序列或顶控制信号向家庭娱乐电子设备30、32发送合适的命令信号。这些光子自墙或其他家具反射并撞击到家庭娱乐设备30、32的顶远程接收器34上。有各种各样的顶远程控制协议。最常见的是来自飞利浦(Philips)的RC-5和RC-6，而其他的包括日本电气公司(NEC)的TC101、松下(Panasonic)的RECS-80、及索尼(Sony)的SIRCS。当系统检测到使用者已经离开时，合适的命令应当包括(分离地或组合地)关闭显示器、使DVD播放器进入暂停或者使PVR进入“暂停视频直播模式”。类似地，如果系统检测到使用者已经返回视场，显示器能够被转向开启，DVD返回播放模式以及PVR “未暂停的”。可选择的，模块具有允许主机直接通过LED控制的接口电路，以致其能够用作传统远程控制。图3示出本发明的另外的实施方式，其中模块10被并入电视机30内(事实上模块很可能比电视屏幕小得多)。电视机30具有孔来使来自LED22的光传输通过并使来自场景的光能够到达检测器。如果电视机内的孔在美学上使人不愉快，系统能够被制成仅对顶光操作，且塑料的窗口被用于阻挡可见光但通过顶光。用于这样的滤波器的通常的材料是勒克森热塑聚碳酸酯(C)GE(Lexan(C)GE)，121R-21051。将脸部检测模块并入电视机(或其他电器)的内部具有数个优点。首先，可以使传感器平面和电视屏幕平面共面并因此传感器将自动地与屏幕的视场对准，从而使其更加容易检测预期的观众所在的屏幕前面的区域中的脸部。其次，由于电视机(或其他)通常是电力网供电的，因此脸部检测模块可以使用更高的电力等级。例如到顶LED 22的增加的电力将允许其用在更大、暗的房间，在该房间中对象是更远地远离光源的且需要从LED 22发射更多功率以达到可接受的照明等级。所以， 模块10可以不需要是电池供电的，且可以从电视机30获得其电力。如果模块10要包括电池，那么即使电视机30被置于关闭模式，模块10的脸部检测传感器12仍然能够被用于唤醒电视机。电视机30还可以为电池观充电。另一个优点是现在脸部检测模块10与电视机控制电路40之间有电通信路径。因此，脸部检测模块10可以直接向电视机30发使用者存在/不存在的信号，并在适当时且根据使用者的配置(例如通过使用远程控制在电视机上设置各种各样的选项)将电视机30 转换为待机/断电。同样地，脸部检测模块需要经由顶命令一个几个设备。例如，在图3 中，电视机30可以被模块10电子地控制而DVD播放器32被光学地控制。此外，模块10可以具有允许主机上传命令序列到模块中的接口电路。电视机能够经由这个连接向脸部检测模块10上传控制序列。例如，电视机能够使用其现有的顶远程控制接收器电路学习DVD的“暂停”按钮和/或“播放”按钮，并将这些脉冲序列传送至脸部检测模块10。因此，脸部检测模块10不需要单独的顶接收器电路且能够当没有人在房间内时发出“DVD暂停”脉冲序列(同时关闭电视机、或其他)，以及当有人重新进入房间时发出“DVD播放”脉冲序列(同时打开电视、或其他)。将意识到上述阐述的具体实施方式
是仅以例子的方式来描述的，而其他实施方式和变化可以被设想到而没有脱离本发明的精神或范围。特别地，虽然以电视和视频设备已经描述了该设备，但其同样可与大多数的音频设备一起使用，音频设备例如Hi-Fi或无线设备。
权利要求
1.一种用于控制一个或多个配备有用于无线远程控制的光接收器的电子设备的模块， 所述模块包括脸部检测装置，其用于检测所述一个或多个电子设备的邻近区域中的脸部的存在；以及光传输装置，其用于将光控制信号传输到所述一个或多个电子设备中的至少一个，以响应于所述脸部检测装置的检测状态；其中，所述光传输装置还可操作来照明所述一个或多个电子设备的所述邻近区域以便帮助所述脸部检测装置的运行。
2.如权利要求1所述的模块，其中，所述光发射器和接收器装置可操作来使用红外线辐射，所述发射器装置包括红外线发光二极管。
3.如权利要求1或2所述的模块，其中，所述模块与所述一个或多个电子设备物理上分离。
4.如权利要求3所述的模块，所述模块能够操作所述一个或多个电子设备而没有任何对所述一个或多个电子设备的修改。
5.如权利要求1或2所述的模块，其中，所述模块被设计成包括在主机设备内，所述主机设备为所述一个或多个电子设备中的一个。
6.如权利要求5所述的模块，所述模块可操作以使所述模块从所述主机设备获得所述模块的电力。
7.如权利要求5或6所述的模块，还包括备用电池，所述模块可操作以使所述备用电池由所述主机设备充电。
8.如权利要求5、6或7所述的模块，还包括到所述主机设备的物理连接，用于发送控制信号以响应于所述脸部检测装置的检测状态。
9.如任一项前述权利要求所述的模块，所述模块可操作来发送多个不同的控制信号， 所述多个控制信号包括用于不同电子设备的操作的不同控制信号。
10.如权利要求9所述的模块，所述模块可操作来将控制信号自动发送到所述不同电子设备的每一个电子设备，以响应于所述脸部检测装置的所述检测状态中的单个变化。
11.如任一项前述权利要求所述的模块，所述模块可操作来发送多个不同的控制信号， 所述多个控制信号包括用于所述一个或多个电子设备中的每一个电子设备的不同功能的操作的不同控制信号。
12.如权利要求11所述的模块，所述模块可操作来发送控制信号，以使有多个电子设备的地方，所述多个设备中的至少一个被控制以执行与其他电子设备不同的功能，以响应于所述检测状态中的单个变化。
13.如任一项前述权利要求所述的模块，所述模块包括用于从其它控制设备接收并学习控制信号的装置，以使所述传输装置能够模仿所述学习到的控制信号。
14.如任一项前述权利要求所述的模块，所述模块具有多个预编程的控制信号，以使这些控制信号能够被使用者根据所述电子设备来预先选择以供所述模块使用。
15.如权利要求1至14中任一项所述的模块，其中，所述照明输出是调制的脉冲波。
16.如任一项前述权利要求所述的模块，其中，所述传输装置可操作来在所述模块工作时始终照明所述邻近区域。
17.如权利要求1至15中任一项所述的模块，还包括用于测量环境光等级的装置，并且该装置可操作来仅当所述环境光降到预定的等级以下时使用所述光传输装置用于照明。
全文摘要
本发明涉及一种用于电子设备的自动控制模块。所述模块被配置成控制配备有用于无线远程控制的光接收器的电子设备。所述模块包括用于检测在接近电子设备的区域内的脸部的存在的脸部检测电路。光传输电路操作以将光控制信号传输到电子设备，以响应于由脸部检测电路形成的脸部检测状态的所检测到的改变。为帮助脸部检测电路的操作，光传输电路还被配置成照明接近电子设备的区域。
文档编号G05B19/04GK102375419SQ201110210178
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者杰弗里·M·雷诺 申请人:意法半导体(R&D)有限公司