CN103376474A - 侦测装置及其实施方式 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种侦测装置及其实施方式，其中该侦测装置用以侦测一区域。侦测装置包括至少一发射器以及复数接收器。其中，至少一发射器发射复数入射光束至区域后，入射光束经区域反射产生复数反射光束被接收器接收。其中，当区域无物体移动时，反射光束照射至接收器的一第一部分，使接收器呈一初始组态；当区域有物体移动时，入射光束因应物体位置变化而改变反射光束照射至接收器的一第二部分，使接收器呈一扰动组态，藉以判断物体于侦测的区域中的一移动方向。本发明侦测装置能够大幅提升侦测范围同时减省成本。
Description
技术领域
本发明关于一种侦测装置，尤其是关于一种利用主动式红外线作环境侦测的侦测装置及其实施方式。
背景技术
现有技术中，主动式红外线的侦测方式为，利用沿一直线设置的发射器以及接收器，且是一对一的发射器以及接收器，使发射器持续地发射光束，而接收器持续地接收光束。其判断方式为，一旦有物体遮断了光束的传送，则判定有一物体进入侦测区域中，而于其后可作相对应的处置方式；比如照亮灯具、发出警报声、抑或使摄影装置开始录像等。
然而，现有的主动式红外线仅有开启和关闭的效果，举例而言，一旦光束被遮断，可作开启摄影装置的效果，不过摄影装置却无法随着物体的运动方向而作转向追踪录像。因此，现有的侦测方式十分阳春且被动，且由于发射器以及接收器系为一维的直线设置，故其所能侦测的范围备受局限，导致必需设置许多的发射器及接收器，才能顾及到一定的侦测范围，此又引发成本耗费高的问题。
有鉴于此，提供一种侦测范围广的侦测装置，且同时能使成本降低，除此之外，更能进一步侦测物体的前进方向，以使周边的灯具装置以及摄影装置等，能追随于物体的移动而作相应启动，此乃为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种侦测装置及其实施方式，该侦测装置利用主动式红外线，来对区域作大范围的侦测。
本发明要解决的另一技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种能够侦测物体的移动方向的侦测装置及其实施方式，该侦测装置进一步搭配周边的电器装置，以使周边的电器装置能追随物体的移动而启动相应的动作(如亮灯、发出声音或录像等)。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种侦测装置，用以侦测一区域，该侦测装置包括：至少一发射器，用以发射复数入射光束至该区域；以及复数接收器，用以接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；其中，该至少一发射器于一第一时间对该区域实施照射时，该等反射光束照射至该等接收器的一第一部分，使该等接收器呈一初始组态；该至少一发射器于一第二时间对该区域实施照射且一物体于该区域移动时，该等入射光束因应该物体位置变化而改变该等反射光束照射至该等接收器的一第二部分，使该等接收器呈一扰动组态，藉此判断该物体于该区域移动。
较佳地，所述侦测装置更包括微处理器，该微处理器电性连接于该等接收器，且该微处理器比对该等反射光束照射至该等接收器的该第一部分以及该第二部分的面积及/或角度，以判断该物体的一移动方向。
较佳地，该至少一发射器为主动式红外线发射器。
较佳地，该等接收器为主动式红外线接收器、具有红外线滤镜的感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)以及具有红外线滤镜的互补式金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)至少其中的一者。
较佳地，所述侦测装置更包括摄影装置，该摄影装置与该等接收器电性连接，于该等接收器呈该扰动组态时，该等接收器传送一信号至该摄影装置以启动该摄影装置。
较佳地，该摄影装置沿该物体的该移动方向作一摄录，且藉由该微处理器分析判断出该物体与该摄影装置的一距离，以使该摄影装置对焦于该物体。
较佳地，所述侦测装置更包括照明装置，该照明装置与该等接收器电性连接，俾使于该等接收器呈该扰动组态时，传送一信号至该照明装置以启动该照明装置。
较佳地，该照明装置为灯泡、灯管、灯具或工作灯中的任一者；其中，该灯具至少为一吸顶灯具或一花园灯具，而该工作灯至少为一可喷雾的工作灯或一可加湿的工作灯。
较佳地，所述侦测装置更包括照明群组，该照明群组包括至少一第一照明装置以及第二照明装置，且该第一照明装置与该第二照明装置之间建立一通信信道。
较佳地，该第一照明装置为具有主控功能的照明装置，而该第二照明装置为具有受控功能的照明装置，以因应一环境感应结果而主动控制该第一照明装置的明暗功能，且使该第二照明装置被动因应来自该第一照明装置的一控制指令而控制该第二发光装置的明暗功能。
较佳地，该第一照明装置与该第二照明装置皆为兼具有主控功能与被控功能的照明装置，以使该些照明装置之间可自动执行并因应一照明控制程序而控制该第一发光装置及/或该第二发光装置的明暗功能。
较佳地，所述侦测装置更包括警报器，该警报器与该等接收器电性连接，俾使于该等接收器呈该扰动组态时，该等接收器传送一信号至该警报器以启动该警报器。
较佳地，该等接收器呈矩阵排列抑或呈线性排列。
本发明还提供一种侦测装置的实施方式，其包括：
(a)使至少一发射器于一第一时间时发射复数入射光束至一区域；而使复数接收器相应接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；其中，该等反射光束照射至该等接收器的一第一部分，使该等接收器呈一初始组态；
(b)使该至少一发射器于一第二时间时发射复数入射光束至该区域；而使该等接收器相应接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；其中，若一物体于该区域移动，则会干扰该等反射光束偏离照射至该等接收器的一第二部分，而呈一扰动组态；若无物体于该区域移动，则该等反射光束仍照射至该等接收器的该第一部分，而呈该初始组态；以及
(c)比对该等接收器的组态状况，以判断该区域的一空间状态。
较佳地，该侦测装置更包括微处理器，该微处理器电性连接于该等接收器，且藉由该微处理器比对该等反射光束照射至该等接收器的该第一部分以及该第二部分的面积及/或角度，以判断该物体的该移动方向。
较佳地，该至少一发射器为主动式红外线发射器。
较佳地，该等接收器为主动式红外线接收器、具有红外线滤镜的感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)以及具有红外线滤镜的互补式金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)至少其中的一者。
本发明藉由至少一发射器朝欲侦测的区域发射出光束后，受区域的反射而产生反射光束而被复数接收器所接收，并使复数接收器产生各式的组态。藉此将现有的一维的侦测方式改良为三维的侦测方式，使得侦测范围大幅提升，于此同时能减少发射器以及接收器必须设置的数量，藉以减省成本。此外，藉由微处理器读取接收器所呈现的组态，能进一步判断物体的移动方向及距离，以使周边的电器装置能追随物体的移动而启动相应的动作。
附图说明
图1：为本发明侦测装置的发射器发射入射光束经区域反射后产生反射光束照射至复数接收器的第一部分的侦测示意图。
图2：为本发明侦测装置的发射器发射入射光束经区域反射后产生反射光束照射至复数接收器的第二部分的侦测示意图。
图3：为本发明侦测装置的发射器发射入射光束且部分入射光束照射至物体产生反射光束照射至复数接收器的第一部分的侦测示意图。
图4：为本发明侦测装置的发射器发射入射光束经区域反射后产生反射光束照射至复数接收器的第二部分的侦测示意图。
图5：为本发明侦测装置包括一摄影装置的实施概念示意图。
图6：为本发明侦测装置包括一照明装置的实施概念示意图。
图7：为以本发明侦测装置包括一照明群组的一第一较佳群组控制实施概念示意图。
图8：为以本发明侦测装置包括一照明群组的一第二较佳群组控制实施概念示意图。
图9：为以本发明侦测装置的应用方式的方块流程图。
具体实施方式
图1为本发明侦测装置的发射器发射入射光束经一子区域反射后产生反射光束照射至复数接收器的第一部分的侦测示意图，图2为本发明侦测装置的发射器发射入射光束经另一子区域反射后产生反射光束照射至复数接收器的第一部分的侦测示意图。
于此需先说明者为，图1及图2为同一时间中，发射器10对区域5实施照射的情形，不过为能更清楚表达入射光束107、反射光束108与复数接收器11之间关系，故将区域里划分为复数个子区域作一述说，且将各子区域的照射情形分开绘制。
区域5的划分、发射器10以及接收器11的数量设置，可随一制造商视实际使用状况而选择设置，举例而言，发射器10与接收器11的数量设置比例可以为一比一；一比二；一比四；二比二；以及二比四等等。为方便说明起见，本实施例将区域5划分为两块子区域51、52，发射器10的数量选择为两发射器101、102，而接收器11选择设置为9个接收器11来作说明，当然，此亦仅为一数量上的列举；至于该等接收器11的设置方式可呈矩阵排列或线性排列，于此不作一限制。
首先，请先参阅图1所示，其是绘示出于一第一时间时，发射器101发射复数入射光束107以照射至两块子区域其中的一块子区域51，并相对应产生复数反射光束108且被9个接收器11其中的一者R1所接收的情形；以及如图2所示，其是绘示出于该第一时间时，发射器102发射复数入射光束107以照射至两块子区域其中的另一块子区域52，并相对应产生复数反射光束108被9个接收器11其中的三者R4、R5、R6所接收。藉此设置，每一子区域51、52分别接受发射器101、102照射后，接收器11会因应不同的反射光束108而相对应呈现各式不同的接收组态。此即，侦测装置1得藉由发射入射光束107以照射区域5里所摆置的物品，以辨识区域5里的空间状态。因此，对子区域51、52实施照射后，则接收器11的一第一部分11a(R1、R4、R5、R6)因接收到复数反射光束108，而呈一初始组态。
其后，发射器10持续地发射入射光束107，而接收器11持续地接收反射光束108；抑或是，发射器10以每隔一段预定时间(如：1毫秒)就发射入射光束107，而接收器11每隔一段预定时间就接收反射光束108的方式来执行发射与接收的动作。因此，只要于区域5中没有一物体9移动的情形发生，则接收器11的第一部分11a仍旧持续地/每隔一段预定时间接收复数反射光束108，而保持该初始组态。
请参阅图3及图4所示，图3为本发明侦测装置的发射器发射入射光束照射至物体而后产生反射光束照射至该等接收器的第二部分的侦测示意图，图4为本发明侦测装置的发射器发射入射光束照射至区域而后产生反射光束照射至该等接收器的第二部分的侦测示意图。其中，不论物体9是来自外界或原本就存在于区域5中，一旦物体9于区域5里移动，则入射光束107适以因应物体9的位置变化而改变反射光束108而偏移照射至该等接收器11的不同部分上。
详细而言，如图3所示，于一第二时间时，当物体9于子区域51移动，发射器101发射入射光束107虽然仍朝子区域51照射，但入射光束107已受物体9干扰而使原先的反射光束108产生偏离，导致反射光束108改变方向而被9个接收器11其中的二者R1、R2、R4所接受；以及如图4所示，当发射器102发射复数入射光束107打至子区域52时，因未被物体9干扰，故产生复数反射光束108仍被9个接收器11其中的三者R4、R5、R6所接受。因此，于该第二时间发射器101、102对子区域51～52分别实施照射时，此时接收器11的一第二部分11b(R1、R2、R4、R5、R6)接收到复数反射光束108，而呈一扰动组态。因此，倘若该等接收器11自该初始组态变化为该扰动组态，侦测装置1即可判断有物体9于区域5移动。
请参阅图1至图4，侦测装置1更包括一微处理器13，电性连接于该等接收器11，其中，倘若于该第二时间时反射光束108照射至该等接收器11与于该第一时间时反射光束108照射至该等接收器11的部分为不同，则使该等接收器11于该第一时间以及该第二时间呈现的不同组态(即前述该等接收器11的第一部分11a以及第二部分11b)，如此一来，经微处理器13进行比对后，微处理器13可判断出物体9于区域5移动。更进一步地，微处理器13更能因为反射光束108照射至该等接收器11的第一部分11a以及第二部分11b时产生不同的面积及/或角度，经微处理器13加入时间参数作运算处理后，更能计算出物体9的一移动方向以及一距离。
于此须特别说明者为，本发明侦测装置1的至少一发射器10较佳为至少一主动式红外线发射器，而该等接收器11较佳为一主动式红外线接收器、一具有红外线滤镜的感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)以及一具有红外线滤镜的互补式金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)至少其中的一者。
再则，本发明侦测装置1的发射器10以及接收器11的最小实施数量，视侦测装置1所欲达到的精密度再相应作数量调整。举例而言，若侦测装置1仅需要作最简单的侦测以产生启动或关闭的状态，则侦测装置1最少可设置一发射器10以及一接收器11，并使接收器11持续地接收来自发射器10朝区域5发射后且经区域5反射的反射光束108；一旦接收器11未接收到反射光束108，则产生一启动信号/一关闭信号。或者，若侦测装置1需要侦测物体9的线性方向移动的状态，侦测装置1最少可设置一个发射器10以及两个接收器11；即于一第一时间时两接收器11其中的一者被照射，两接收器11其中的另一者并未被照射，而于一第二时间时两接收器11变化为皆被照射或皆未被照射，其后再藉由微处理器13的判断接收器11的状态而送出一信号，使与侦测装置1电性连接的一电器装置作启动、关闭或位移等动作。或者，若侦测装置1需要侦测物体9于一平面区域移动的状态，则侦测装置1最少可设置一个发射器10以及四个接收器11，再经微处理器13计算处理后，可判断出物体9于该平面区域的移动方向以及距离。
此外，若接收器11为一影像接收器，微处理器13则可藉由判断比较前后时间里的一影像变化，而能进一步计算出物体9的移动方向，而此时侦测装置1最少可仅设置一个发射器10以及一影像接收器。
请合并参阅图1至图5，其为本发明侦测装置包括一摄影装置的实施概念示意图。其中，侦测装置更包括一摄影装置16，摄影装置16与该等接收器11电性连接，且该等接收器11呈该扰动组态时，该等接收器11传送一信号至摄影装置16以启动摄影装置16。此外，摄影装置不但能追踪物体9的移动方向D1而作一追踪摄录，更进一步地，因微处理器13能进一步分析判断出物体9与摄影装置16的一距离，故能藉由传递该信号予摄影装置16而使摄影装置16能随时精准对焦于物体9，以大幅提升录像功能，使录像画面清晰易辨。
请合并参阅图1至图6所示，图6为本发明侦测装置包括一照明装置的实施概念示意图。照明装置17与该等接收器11电性连接，俾使该等接收器11呈该扰动组态时，适可朝照明装置17传送一信号以启动照明装置17。更进一步地，由于微处理器13可判断物体9的移动方向D1，故较佳的实施方式可使控制照明装置17沿物体9的移动方向D1而依序点亮，待物体9远离后再依序熄灭，进而达到便利且节电的成效。再者，照明装置17为一灯泡、一灯管、一灯具或一工作灯中的任一者；其中，该灯具至少为一吸顶灯具或一花园灯具，而该工作灯至少为一可喷雾的工作灯或一可加湿的工作灯。然而，上述灯具种类仅为一较佳的列举，并不对其作一限制。
此外，侦测装置1更包括与该等接收器11电性连接的一警报器(图未示)，于该等接收器11呈该扰动组态时，该等接收器11传送一信号至该警报器以启动该警报器。诸如此类可被启动的电器用品，皆可以拿来与侦测装置1电性连接后作一应用，而上列实施样态仅为一列举，并非作一限制。
请参阅图7，为以本发明侦测装置包括一照明群组的一第一较佳群组控制实施概念示意图；于其中，在区域7内共有5个照明装置71～75，且照明装置71～75之间建立有一通信通道，其可以为有线的通信信道或无线的通信信道，于此不作限制。其中，照明装置71为一兼具有发光装置以及一电磁波无线通信模块的照明装置，且照明装置71为一具有主控功能的照明装置。另外，照明装置71亦可内含另一微处理器(图未示出)，其并与侦测装置1中的该等接收器11以有线方式电性连接，以输入并判断来自侦测装置1的发射器10以及该些接收器11间的主动侦测扫描结果。
至于照明装置72～75，则为一具有电磁波无线通信模块的非主控照明装置(即，为一般的照明装置)，且照明装置72～75中的任一照明装置仅为一具有受控功能的照明装置，其仅能被动接受无线照明控制而无法主动发出控制指令。如此一来，照明装置71适可因应侦测装置1对区域7的侦测结果，而对具有受控功能的照明装置72～75发出控制指令C1。
请参阅图8，其为以本发明侦测装置包括一照明群组的一第二较佳群组控制实施概念示意图；于其中，在区域8内共有5个照明装置81～85，照明装置81～85为一兼具有发光装置以及一电磁波无线通信模块的照明装置，且照明装置81～85皆为兼具有主控功能/受控功能的照明装置。
其中，照明装置81～85皆可内含另一微处理器(图未示出)，其并与侦测装置1中的该等接收器11以无线方式电性连接，以分别输入并判断来自侦测装置1的发射器10以及该些接收器11间的主动侦测扫描结果，并共同遂行一照明控制协调程序。
藉由上述设置，照明装置81～85即可个别与接收器11作无线通讯，并依其个别所接收到的一无线信号，使发光装置得以个别发亮/熄灭。更进一步地，照明装置81～85除了可依其所个别接收到侦测装置1对区域8的侦测结果作个别发亮/熄灭外，照明装置81～85之间亦能以电磁波无线通信方式相互发送或回传一照明控制指令C2给其它的照明装置，以协调出一更为精确的照明追踪方案。
再则，有关上述侦测装置的实施方式，请参阅图9所示的方块流程图。首先执行步骤S1：使至少一发射器10于一第一时间时发射复数入射光束107至一区域；而使复数接收器11相应接收入射光束107经由该区域反射后产生的复数反射光束108；其中，反射光束108照射至该等接收器11的一第一部分11a，使该等接收器11呈一初始组态；其后执行步骤S2：使至少一发射器10于一第二时间时发射入射光束107至区域5；而使该等接收器11相应接收入射光束107经由区域反射后产生的反射光束108；若一物体9于区域5移动，则会干扰反射光束108导致偏移照射至该等接收器11的一第二部分11b，而呈一扰动组态；若无物体9于区域5移动，则反射光束108仍照射至该等接收器11的一第一部分11a，而呈该初始组态。最后执行步骤S3：比对该等接收器11的组态状况，藉以判断区域5的一空间状态，于步骤S3中，若该等接收器11仍然呈该初始组态，则判断区域5并无物体9作移动；若该等接收器11仍然自该初始组态改变为该扰动组态，则判断区域5有物体9作移动。
综上所述，本发明藉由至少一发射器朝欲侦测的区域发射出光束后，受区域的反射而产生反射光束而被复数接收器所接收，并使复数接收器产生各式的组态。藉此将现有的一维的侦测方式改良为三维的侦测方式，使得侦测范围大幅提升，于此同时能减少发射器以及接收器必须设置的数量，藉以减省成本。此外，藉由微处理器读取接收器所呈现的组态，能进一步判断物体的移动方向及距离，以使周边的电器装置能追随物体的移动而启动相应的动作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的范围内。
Claims (17)
1.一种侦测装置，用以侦测一区域，其特征在于，该侦测装置包括：
至少一发射器，用以发射复数入射光束至该区域；以及
复数接收器，用以接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；
其中，该至少一发射器于一第一时间对该区域实施照射时，该等反射光束照射至该等接收器的一第一部分，使该等接收器呈一初始组态；该至少一发射器于一第二时间对该区域实施照射且一物体于该区域移动时，该等入射光束因应该物体位置变化而改变该等反射光束照射至该等接收器的一第二部分，使该等接收器呈一扰动组态，藉此判断该物体于该区域移动。
2.如权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，更包括微处理器，该微处理器电性连接于该等接收器，且该微处理器比对该等反射光束照射至该等接收器的该第一部分以及该第二部分的面积及/或角度，以判断该物体的一移动方向。
3.如权利要求2所述的侦测装置，其特征在于，该至少一发射器为主动式红外线发射器。
4.如权利要求3所述的侦测装置，其特征在于，该等接收器为主动式红外线接收器、具有红外线滤镜的感光耦合元件以及具有红外线滤镜的互补式金氧半导体至少其中的一者。
5.如权利要求4所述的侦测装置，其特征在于，更包括摄影装置，该摄影装置与该等接收器电性连接，于该等接收器呈该扰动组态时，该等接收器传送一信号至该摄影装置以启动该摄影装置。
6.如权利要求5所述的侦测装置，其特征在于，该摄影装置沿该物体的该移动方向作一摄录，且藉由该微处理器分析判断出该物体与该摄影装置的一距离，以使该摄影装置对焦于该物体。
7.如权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，更包括照明装置，该照明装置与该等接收器电性连接，俾使于该等接收器呈该扰动组态时，传送一信号至该照明装置以启动该照明装置。
8.如权利要求7所述的侦测装置，其特征在于，该照明装置为灯泡、灯管、灯具或工作灯中的任一者；其中，该灯具至少为一吸顶灯具或一花园灯具，而该工作灯至少为一可喷雾的工作灯或一可加湿的工作灯。
9.如权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，更包括照明群组，该照明群组包括至少一第一照明装置以及第二照明装置，且该第一照明装置与该第二照明装置之间建立一通信信道。
10.如权利要求9中所述的侦测装置，其特征在于，该第一照明装置为具有主控功能的照明装置，而该第二照明装置为具有受控功能的照明装置，以因应一环境感应结果而主动控制该第一照明装置的明暗功能，且使该第二照明装置被动因应来自该第一照明装置的一控制指令而控制该第二发光装置的明暗功能。
11.如权利要求10所述的侦测装置，其特征在于，该第一照明装置与该第二照明装置皆为兼具有主控功能与被控功能的照明装置，以使该些照明装置之间可自动执行并因应一照明控制程序而控制该第一发光装置及/或该第二发光装置的明暗功能。
12.如权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，更包括警报器，该警报器与该等接收器电性连接，俾使于该等接收器呈该扰动组态时，该等接收器传送一信号至该警报器以启动该警报器。
13.如权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，该等接收器呈矩阵排列抑或呈线性排列。
14.一种侦测装置的实施方式，其特征在于，包括：
(a)使至少一发射器于一第一时间时发射复数入射光束至一区域；而使复数接收器相应接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；其中，该等反射光束照射至该等接收器的一第一部分，使该等接收器呈一初始组态；
(b)使该至少一发射器于一第二时间时发射复数入射光束至该区域；而使该等接收器相应接收该等入射光束经由该区域反射后产生的复数反射光束；其中，若一物体于该区域移动，则会干扰该等反射光束偏离照射至该等接收器的一第二部分，而呈一扰动组态；若无物体于该区域移动，则该等反射光束仍照射至该等接收器的该第一部分，而呈该初始组态；以及
(c)比对该等接收器的组态状况，以判断该区域的一空间状态。
15.如权利要求14所述的侦测装置的实施方式，其特征在于，该侦测装置更包括微处理器，该微处理器电性连接于该等接收器，且藉由该微处理器比对该等反射光束照射至该等接收器的该第一部分以及该第二部分的面积及/或角度，以判断该物体的该移动方向。
16.如权利要求15所述的侦测装置的实施方式，其特征在于，该至少一发射器为主动式红外线发射器。
17.如权利要求16所述的侦测装置的实施方式，其特征在于，该等接收器为主动式红外线接收器、具有红外线滤镜的感光耦合元件以及具有红外线滤镜的互补式金氧半导体至少其中的一者。
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