CN101294802A - 自动水平调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种自动水平调整装置，配置于电子装置中，用以调整该电子装置的水平，该自动水平装置包括液体水平仪，其内填充有液体及气泡；气泡位置侦测模块，用以侦测气泡在液体水平仪内的相对位置；控制单元，电连接于气泡侦测模块，用以接收气泡位置侦测模块所传来的气泡位置讯号，并输出水平调整讯号；以及驱动单元，电连接于控制单元，用以接收控制单元所传来的该水平调整讯号，以调整电子装置至水平状态。该自动水平调整装置可防止因电子装置所应用环境下水平度不佳所造成使用不便的情况，大幅提升电子装置的使用质量；且无需手动调整，亦不需靠使用者判断电子装置的水平状态，即可精确地确认电子装置的水平度，而不受使用环境的影响。

Description

自动水平调整装置

技术领域

本发明关于一种自动水平调整装置，特别是关于一种具有液体水平仪的自动水平调整装置。

背景技术

水平调整装置顾名思义就是用来测定待测物体的面或线是否处于水平状态，并藉由装置机构的配置以调整待测物体至水平状态，随着科技产业技术的发展，一般需要水平精确度的电子装置如投影机、扫描仪等皆配置有一水平调整装置。

请参照图1，为现有技术水平调整装置的俯视图。该水平调整装置于一电子装置的基座10下方配置有四颗调整钮12，当使用者欲调整电子装置的水平状态时，则需手动旋转调整钮12的高度，再藉由使用者的视力去判断电子装置是否已达到水平状态。然而，上述的水平调整装置非常易受环境或使用者的影响而使得电子装置的水平状态不易达成，例如电子装置会受到所摆设的桌面或地面的倾斜影响，若以使用者的视力去判断其水平状态准确度较低，此外，为了将电子装置调整至水平状态，电子装置会依所摆设的环境变迁，每次使用时皆须以人力手动去旋转调整钮12，而当前一个使用者调整过的调整钮12高度，下一个使用者可能会依其主观的视力判断又会再旋转调整钮12，如此亦造成使用者诸多不便。

为解决上述问题，中国台湾专利公告号472479号揭露一种应用于扫描仪的自动水平调整装置。请参照图2A至图2D。图2A为已知自动水平装置40应用于一扫描仪30时的示意图。图2B至图2D，为已知自动水平装置的变化例的示意图。如图2A所示，已知的扫描仪30的下方具有四支脚座32。当欲利用扫描仪30扫描文件时，必须考虑到扫描仪30内电荷耦合组件(CCD)的对焦效果，故需将欲扫描文件平整地置于CCD的焦距内并确保扫描仪30自身的水平度，才不会导致CCD脱焦，造成文件的扫描图形模糊不清，因此，在扫描仪30的表面上方装设有一自动水平调整装置40，可用以调整脚座32的高度以确保扫描仪30的水平度。

如图2B所示，已知自动水平调整装置40的表面上配置有一触发因子42，例如为水银或金属球等可作滑动或滚动的良导体，当扫描仪30倾斜至一倾斜角后，即触发因子42的下滑分力大于静摩擦力时，触发因子42会开始滑动或滚动。自动水平调整装置40的四周具有四组接触垫44分别对应四支脚座32，当某一接触垫44与触发因子42接触时，可作电性导通，并输出一讯号至一自动控制系统，以控制脚座32的伸长或缩短。

由于扫描仪30的表面空间是非常有限的，故中国台湾专利公告号472479号又揭露一种自动水平调整装置50，其可有效地缩减自动水平调整装置50的宽度，如图2C所示，其亦在自动水平调整装置50配置有触发因子52及四组接触垫54分别对应四支脚座32，而其控制脚座32的原理亦如同上述，故此处不再多加赘述。

当然，有些扫描仪的下方仅设有三支脚座，由于在几何关系中三点即可形成一共同平面，为了对应于仅具有三支脚座的扫描仪外型，中国台湾专利公告号472,479号还揭露一种三角形的自动水平调整装置60，如图2D所示，其亦在自动水平调整装置60配置有触发因子62及三组接触垫64分别对应三支脚座，而其控制脚座的原理亦如同上述，故此处亦不再多加赘述。

然而，上述水平调整的方法仅能调整如扫描仪等电子装置至一约略水平状态，例如当电子装置于所摆设环境的倾斜角度无法使得上述触发因子42、52或62大于其静摩擦力时，则自动水平装置40、50或60将无法达到自动水平调整的效果，此外，由于已知的自动水平调整装置40、50及60需藉由触发因子42、52及62是否接触到接触垫44、54及64才可以对电子装置作水平调整动作，即当控制脚座使得触发因子42、52及62不接触到接触垫44、54及64即为水平状态，此也会造成电子装置位于非水平状态而自动水平调整装置却显示电子装置处于水平状态的情况，故一准确度高、使用性方便的自动水平调整装置，将是业界亟欲开发的产品。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种自动水平调整装置，其配置于一电子装置中，用以调整电子装置的水平。

依据上述的目的，本发明的自动水平调整装置包括一液体水平仪，为一密封的管体，管体内填充有一液体及一气泡；一气泡位置侦测模块，其包含有多个光源，配置于液体水平仪的一侧以及多个气泡侦测电路，对应于该些光源配置于液体水平仪的另一侧，且该些气泡侦测电路分别具有一光侦测器，用以接收对应的该光源所发出的光线并输出一气泡侦测讯号；以及一开关组件，电连接于光侦测器，用以接收气泡侦测讯号并输出一对应的开关讯号；一控制单元，电连接于气泡侦测电路的开关组件，用以接收开关组件所传来的开关讯号，并输出一水平调整讯号；以及一驱动单元，电连接于控制单元，用以接收控制单元所传来的水平调整讯号，以调整电子装置的水平状态。

依据本发明的自动水平调整装置不仅可防止因电子装置所应用环境下水平度不佳所造成使用不便的情况，大幅提升电子装置的使用质量，且不需经人力手动调整，亦不需靠使用者的视力去判断电子装置的水平状态，可精确地确认电子装置的水平度，而不受使用环境的影响。

以上关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为已知的水平调整装置的俯视图。

图2A为已知的自动水平装置应用于一扫描仪时的示意图。

图2B为已知的自动水平装置的变化例一的示意图。

图2C为已知的自动水平装置的变化例二的示意图。

图2D为已知的自动水平装置的变化例三的示意图。

图3为本发明的自动水平调整装置的示意图。

图4A为电子装置未处于水平状态时，本发明的液体水平仪的示意图。

图4B为电子装置处于水平状态时，本发明的液体水平仪的示意图。

具体实施方式

本发明的自动水平调整装置配置于如扫描仪、投影机等电子装置上，用以调整该电子装置至一水平状态，以下的阐述将以扫描仪作说明。请参照图3，为本发明的自动水平调整装置100的示意图。该自动水平调整装置100包括一液体水平仪110、一气泡位置侦测模块120、一控制单元150以及一驱动单元160。

本发明的液体水平仪110为一密封的管体，于管体内充填有一黑色液体112并预留一空间而形成一气泡114。

本发明的气泡位置侦测模块120包含有多个光源以及多个气泡侦测电路。于本发明中，气泡侦测电路与光源具有相同的数目，且其数目为奇数，本实施例将以七个光源L1~L7以及七个气泡侦测电路121~127以方便说明本发明自动水平调整装置100的运作原理。此外，本发明的光源L1~L7为LED光源。光源L1~L7配置于液体水平仪110的一侧，且于每一光源L1~L7之间间隔有一间距D，由于本发明光源的数目为奇数，故光源L4的设置位置会对应于液体水平仪110的中心位置，其它的光源L1~L3及L5~L7则分别彼此相隔间距D而配置于光源L4的二侧。

气泡侦测电路121~127对应于光源L1~L7的位置配置于液体水平仪110的另一侧，每一气泡侦测电路121~127中分别配置有一光侦测器P1~P7、一开关组件Q1~Q7以及一固定电压源Vcc。于本实施例中，光侦测器P1~P7为硫化镉(CdS)的材质所制成的光敏电阻，其用来接收对应光源L1~L7所发出的光线强度而转换为相对应的电流值。此外，于本实施例中，开关组件Q1~Q7为晶体管，其基极(Base)电连接于对应的光侦测器P1~P7，而其集极(Collector)及射极(Emitter)分别连接固定电压源Vcc及接地(Ground)。此外，于本实施例中，固定电压源Vcc为3.3V。当开关组件Q1~Q7接收到每一光侦测器P1~P7所传来的电流时，其所产生的压差会与固定电源Vcc作比较使得每一开关组件Q1~Q7会输出一对应的电压开关讯号Vo1~Vo7。

于本实施例中，控制单元150为一8051单芯片，其电连接于每一开关组件Q1~Q7的集极，用以接收每一开关组件Q1~Q7所输出的电压开关讯号Vo1~Vo7并输出一相对应的水平调整讯号。

于本实施例中，驱动单元160为一步进马达，其电连接于控制单元150，用以接收控制单元150所传来的水平调整讯号，以调整电子装置的水平状态。

本发明的液体水平仪110的气泡114的长度设计为介于间距D与两倍间距2D之间，即D＜气泡长度＜2D，以防止当气泡114的位置介于两个光源之间时会照射不到气泡114，而液体112选取黑色液体的目的主要为了当光源P1~P7照射液体水平仪110时，照射到气泡114与照射到黑色液体112的地方，光线所产生透光度的落差会更大。倘若光线照射到的地方为黑色液体112时，透光度会比较差、光线会比较暗；而当光线照射到的地方为气泡114时，则透光度会比较好、光线会比较亮。此外，当光侦测器P1~P7所接收到对应光源L1~L7所发出光线的亮度越亮时，光敏电阻的阻值越低，反之，则阻值越高。

以下将说明本发明的自动水平调整装置100的运作原理。请参照图4A及图4B并同时结合图3。图4A为电子装置未处于水平状态时，液体水平仪110的示意图；图4B为经本发明的自动水平调整装置100作动后，液体水平仪110的示意图。当电子装置向右下方倾斜时，即液体水平仪向右下方倾斜时，气泡会液体水平仪110的左侧移动，此时光侦测器P2及P3的阻值会较低，而导致晶体管Q2及Q3不导通，使得气泡侦测电路122及123所分别输出的电压开关讯号Vo2~Vo3为固定电压源Vcc的电压值3.3V，同时，其余的光侦测器P1及P4~P7的阻值会较高，而导致晶体管Q1及Q4~Q7导通，使得气泡侦测电路121及124~127所分别输出的电压开关讯号Vo1及Vo4~Vo7为0V。接着，控制单元150会接受每一气泡侦测电路121~127所传来的电压开关讯号Vo1~Vo7，并判断哪一个电压值为3.3V，即可知道气泡114现在所在的位置，亦即知道现在液体水平仪110向哪一侧倾斜，再输出相对应的水平调整讯号至驱动单元160而调整电子装置的对应高度，直至气泡114移动至液体水平仪的中心为至为止，或气泡侦测电路124所输出的电压开关讯号Vo4为3.3V为止，此即表示电子装置已处于水平状态，如图4B所示。

本发明的自动水平调整装置100会于所配置的电子装置通电时即自动调整电子装置的水平状态，当然，亦可以于电子装置设置一驱动钮(未图标)而电连接本发明的自动水平调整装置100，当使用者按下驱动钮时方可自动调整调整电子装置至水平状态，此设计亦不脱离本发明的精神范畴。

相较于现有技术，本发明的自动水平调整装置可达成以下功效：

1、可防止因电子装置所应用环境下水平度不佳所造成使用不便的情况，大幅提升电子装置的使用质量。

2、不需经人力手动调整，亦不需靠使用者的视力去判断电子装置的水平状态，可精确地确认电子装置的水平度，而不受使用环境的影响。

虽然本发明以前述实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所申请专利范围。

Claims (14)

1、一种自动水平调整装置，配置于一电子装置中，用以调整该电子装置的水平，其特征在于，该自动水平调整装置包含有：

一液体水平仪，为一密封的管体，该管体内填充有一液体及一气泡；

一气泡位置侦测模块，其包含有：

多个光源，配置于该液体水平仪的一侧；以及

多个气泡侦测电路，对应于该些光源配置于该液体水平仪的另一侧，该些气泡侦测电路分别具有一光侦测器，用以接收对应的该光源所发出的光线并输出一气泡侦测讯号，以及一开关组件，电连接于该光侦测器，用以接收该气泡侦测讯号并输出一对应的开关讯号；

一控制单元，电连接于该些气泡侦测电路的开关组件，用以接收该些开关组件所传来的开关讯号，并输出一水平调整讯号；以及

一驱动单元，电连接于该控制单元，用以接收该控制单元所传来的该水平调整讯号，以调整该电子装置的水平。

2、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该些光源为LED光源。

3、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该些光侦测器为光敏电阻。

4、根据权利要求3所述的自动水平调整装置，其特征在于：该些光敏电阻由硫化镉(CdS)的材质所制成。

5、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该液体水平仪所填充的液体为一具有颜色的液体。

6、根据权利要求5所述的自动水平调整装置，其特征在于：该液体的颜色为黑色。

7、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该些光源以一相等的预设间距配置，且该气泡的长度介于该预设间距与两倍预设间距之间。

8、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该气泡侦测讯号为一电流讯号。

9、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该气泡侦测电路另包含有一固定电压源，电连接于该开关组件，当该开关组件导通时，该开关讯号为零；当该开关组件不导通时，该开关讯号的电压值为该固定电压源的电压值。

10、根据权利要求9所述的自动水平调整装置，其特征在于：该开关组件为一晶体管。

11、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该控制单元为一单芯片。

12、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该驱动单元为一步进马达。

13、根据权利要求1所述的自动水平调整装置，其特征在于：该光源的数量为奇数。

14、根据权利要求13所述的自动水平调整装置，其特征在于，该些光源包括：

一主光源，相对于该液体水平仪的中心位置设置；以及

复数个次光源，以等间距地方式配置于该主光源之两侧；

其中当该电子装置处于水平状态时，该气泡位于该液体水平仪的该中心位置；当该气泡非位于该液体水平仪的该中心位置时，该驱动单元则会调整该电子装置，使得该气泡位于该液体水平仪的该中心位置为止。

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