201233980 六、發明說明： 【發明所屬之技術領诚】 [0001] 本發明係關於/種感測模組及其應用之電子裝置，特別 關於一種多方位的感測模組及其應用之電子裝置。 【先前技術] [0002] 隨著近年來電子技術的日新月異’高科技電子產品相繼 問世，例如個人數位助理（PDA)、手機、電子書等等， 此類型產品皆有輕、薄、短、小之設計理念，且希望人 機介面能更人性化、多功能’例如可以配合使用者使用 電子產品的角度之驚化，自動提供對應的功能。 [〇〇〇3]目前物體位置偵測方法與感測器裝置類型有很多種，例 如，以微機電技術製造，内含一個可導電:且可晃動的物 質’藉此計算感測器移動狀態的三轴加速器偵測器，但 加速度計只能偵測物體的移動行為，不具備精確偵測物 體角度改變的能力，也無法偵測葶體當時的絕對角度。 又或者’利用「ϋ」形轨道做感測器’然而「U」形轨道 之感測點較少，不出兩端與中央转；個感測點，故僅能 k供簡畢的畫面旋轉功能，例如將顯不畫面順時針或逆 時針旋轉90度，無法搭配更多的附加功能。 [0004] 因此，如何提供一種能不受角度及軸向限制且可精確偵 測物體方位的感測模組及其應用之電子裴置，使電子產 品能於轉動中及/或轉動後，立即感測方位變化並呈現對 應之不同功能’已成為一重要課題。 【發明内容】 [0005] 有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能不受角度 1002007141-0 100103989 表單編號 A0101 201233980 及軸向限制且可精確偵測物體方位的感測模組及其應用 之％子裝置，使電子產品能於轉動中及/或轉動後，立即 感測方位變化並呈現對應之不同功能。 [0006] 為達上述目的，依據本發明之一種多方位感測模組，包 含—球型殼體以及一導電元件。球型殼體具有一内腔， 且設置複數觸發元件。導電元件容置於内腔’且導電元 件接觸相對位置較低之觸發元件。 [0007] 在本發明部分實施例中，導電元件係對應球型殼體之轉 動，移動以接觸相對位置較低之觸發元件。其中，導電 元件之移動係沿球型殼體之内表面滑動及/或滾動。 [0008] 在本發明部分實施例中，各鵷發.元件分別包含一第一電 極與一第二電極。其中’導電元件接觸觸發元件以導通 第一電極與第二電極，且輸出一訊號。 [〇〇〇9] 在本發明一實施例中，第一電極與第二電極相對地嵌置 於球型殼體。 [0010] 在本發明部分實施例中，第1電丨極貼合球型殼體之内表 面’第二電極嵌置於球型殼體，且至少一部分露出内表 面。 [0011] 在本發明部分實施例中，第一電極環設於對應之第二電 極之該部分。 ⑽12] 在本發明部分實施例中，觸發元件具有一絕緣部’絕緣 部設置於第一電極與第二電極之間。 [0013] 在本發明部分實施例中 ，球型殼體之内表面具有複數1^ 100103989 表單編號A0101 第4頁/共23頁 1002007141-0 201233980 [0014] Ο [0015] [0016] 〇 [㈤π [0018] [0019] [0020] 43邛對應谷置觸發元件。其中，凹陷部之形狀包含半 球形、圓錐形或圓筒形。 為達上述目的，依據本發明之一種電子裝置，包含一多 方位感測模組、—外殼體、—料單元以及—處理單元 主多方位感測模組包含一球型殼體及一導電元件。球型 π體具有一内腔，且設置複數觸發元件。導電元件容置 ;内腔’且導電70件接觸相對位置較低賴發S件，輸 出訊號。外殼體具有複數表面，且各表面分別對應觸 發疋件其中之…儲存單元儲存複數指令。處理單 元接收訊號，以呼叫該等指令其中之… 在本發明部分實施例中，導電元件係對應球型殼體之轉 動’移動以接觸相對位置較低之觸發元件" 在本發明部分實_巾，該等紐元件分社含一第一 電極與第一電極。其中，第-電極與第二電極相對地 嵌置於球型殼體。 m㈣^ 電極貼合球題體之内表 面’第二電極叙置於球型殼體，且至少-部分露出内表 面。 在本發明部分實_巾，第-電極賴於對應之第二電 極之該部分。 在本發明部分實施例巾’球独體之内表面具有複數凹 陷部，對應容置觸發元件。 承上所述，因依據本發明之—種多方位感測模組及其應 100103989 表單編號A0101 第5頁/共23頁 1002007141-0 201233980 用之電子裝置，利用球型殼體内腔之特性，可不限角度 及/或軸向地設置觸發元件，使得所能感測的位置亦突破 傳統三軸的限制。實際動作時，由於球型殼體内配合容 置一導電元件於内腔，因此當多方位感測模組轉動時， 導電元件會受重力或慣性作用移動至相對較低之位置， 一般為球型殼體内最低之位置，與該處之觸發元件接觸 並觸發之。是以，隨著轉動角度之不同，導電元件會引 發不同之觸發元件輸出訊號，從而對應執行不同種功能 〇 [0021] 與習知技術相較，本發明不僅能精確偵測物體位置或相 對角度，且重要的是，球型殼體不單能於三軸方位設置 觸發元件，故整體可感測的位置或角度數量能顯著增加 ，對應呈現的功能種類亦可有效提升，加之本發明之多 方位感測模組製程簡單，設計容易，不需搭配繁複的電 路配置，應用上較傳統的方位感測器具有更高的多樣性 與實用性。 【實施方式】 [0022] 以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之多 方位感測模組及其應用之電子裝置，其中相同的元件將 以相同的參照符號加以說明。 [0023] 請同時參照圖1 A及圖1B所示，分別為依據本發明第一實 施例之一種多方位感測模組之立體圖及剖面圖。多方位 感測模組10包含一球型殼體11以及一導電元件12。先需 說明的是，在本說明書中所使用之「球型」一詞並非限 於球徑完全相同的形狀，而可涵蓋因製作條件限制或在 100103989 表單編號A0101 第6頁/共23頁 1002007141-0 201233980 [0024] [0025] Ο [0026] ο [0027] [0028] 可接受之誤差範_不為完全球財，當然，亦可涵蓋 其他近似球麥而僅有部分表面至_心距離不同者，例如 橢圓型、卵梨或雞蛋型。 球型殼體11可以由兩半球型部分組合而成，亦或是利用 模製方式直接一體成形《球型殼體u之殼層U1本身具有 一厚度，且其内具有一内腔112。球型殼體丨丨之殼層m 上設置有複數觸發元件13。 在本實施例中，於每一方位或角度上，球型殼體u之殼 層111僅設置單一觸發元件13。然而，在其他實施例中， 每一方位或角度上，球型殼蟫11之殼層U1可緊鄰設置 個觸發元件13 ’例如兩個或忘個觸發元件13。另外，本 發明亦不以各方位或角度設置之觸發元:件13均要相等為 限，其可以在數目、種類上有所差異》 該等觸發元件13分別包含一第一電極131與一第二電極 132 (如圖1C所示）。在圖1Α及圖1Β中，由於係以巨觀 方式示意本實施例，故第一電極131與第二電極132等較 細部結構，將於後磺的圖式表示》導電元件12容置於内 腔112，且導電元件12接觸相對位置較低之觸發元件13Α 〇 導電元件12可例如為一金屬球’特別係為導電性佳的金 屬球，如銅球或銀球，但不以此為限，在能順暢移動之 前提下，其他形狀或材質的導電物件亦可取代之，例如 水銀或石墨球等。 再參照同時圖1C所示，其係為依據本發明第/實施例之 100103989 表單編號Α0101 第7 1/共23頁 100200714^0 201233980 觸發元件與導電元件接觸時的示意圖。第—電極ΐ3ι與第 二電極132相對地嵌置於球型殼體丨丨。其中，第一電極 ⑶與第二電極m係共同設置並固定於球独如之殼 層iu的一孔洞113令，且所稱之相對，係指第一電極 131與第二電極132在彼此*接觸的情況下，分別抵靠孔 洞113的相對兩側設置。第一電極131與第二電極132的 尺寸、形狀及設置方位並無特別限制，端視觸發元件13 的總數目、間距以及導電元件12的大小等因素需求而 能在接觸時確實導通，卻不會引起錯誤判斷為原則。本 實施例中，第一電極i 3丨與第二電極132係以構型相同的 半圓柱形，且高度略高於殼層lu之旱度為例。 剛觸發元件13中第-電極13m第士電極似原本並未導通 ，然而，隨著球形殼體11的轉動，導電元件12沿球型殼 體11之内表面114滑動及/或滾動至球型般體丨丨中相對位 置較低處，一般而·Τ，即，球型殼體n中最低位置處。 從而導電το件12會接觸此一設置於相對位置較低處之觸 發兀件13 (以下以標號13令稱之，便於與其他未接觸之觸 發元件區別），也就是相對於其他觸發元件]3而相對位 置較低者。其後，透過導電元件12的導電性質，將不論 通入第一電極131或第二電極132之電流，導通至另一方 ，簡單而言，即導通第一電極131與第二電極132。需特 別強調的是，在本實施例中，所稱之相對位置較低之觸 發元件13 A因係指相對於其他觸發元件1 3而位於垂直於水 平線之軸向上相對位置較低者。依此，相對位置較低之 觸發元件1 3A可例如但不限於為位於最低處之觸發元件j 3 100103989 表單編號A0101 第8頁/共23頁 100200714卜0 201233980 [0030] 紐形成通路後會輸出一訊號 ▲再藉由外接線路或其他電路配置提供出去，以啟動、 停止或調整對應之功 此。在本實施例中，第一電極131與 第二電極132相對於内脸+ 、内腔之一端133、134外露於殼層111 外，透過例如焊接笙 哥万式’得以與輸出線路連接。 [0031]
[0032] 以下，將配合圖2，推 ^ 進—步說明上述實施例之另一種不同 態樣的觸發元件〇培春全土 清无參考圖2所示，球型殼體21之内表 面214具有複數凹陷部215，以對應容置觸發元件以。凹 陷部215有助於將導電元件22固定於當時球形殼體21之低 點’限制導電元件22在球形殼體21低點之内表面214上來 回滾動’維持與觸發元件23的揍觸，避免受移動慣性影 響而脫離，強化感測的準確度。凹陷部215之形狀可為半 球形、圓錐形或圓筒形。在本實施例中，凹陷部215之形 狀係以圓筒形為例。、丨, 請同時參照圖3A及圓3B所示，圖3A係麥發明第二實施例 之觸發元件與導電先件接觸時的^意圖，圖3B為圖3A所 示之觸發元件之上視圖。在本實施例中，第一電極331貼 合球型殼體31之内表面314，而第二電極332嵌置於球型 殼體31之殼層311，且至少一部分露出内表面314。具體 而言，第一電極331與第二電極332之關係可如圖3B所示 ，第一電極331可例如環設於對應之第二電極332之部分 ，在本實施例中，係以第一電極331完全環設於對應之第 二電極332為例，即第二電極332係被第一電極331包圍 。此外，第一電極331係可例如以塗佈或電鍍方式而一體 100103989 表單編號 A0101 第 9 頁/共 23 頁 1002007141-0 201233980 成形地佈滿整個球型殼體31之内表面3 1 4，接著，利用在 球型殼體31之殼層311上穿孔的方式，一方面將第一電極 331連接輸出線路’另一方面將第二電極332嵌置於球型 殼體31之殼層311。由於’第二電極332至少一部分露出 内表面314，利於導電元件32導通第—電極331與第二電 極332。 [0033] 請再參考圖3B所示，在本實施例中，觸發元件33具有— 絕緣部333，絕緣部333係設置於第一電極331與第二電 極332間，以避免第一電極331與第二電極332之間互相 導通。當然，絕緣部333亦適用於其他實施例之觸發元件 ，例如圖2之觸發元件23，而夾設於第一電極231與第二 電極232之間。 [0034] 本發明另揭露一種應用多方位感測模組&電子裝置，以 下，將以此為例’說明上述多方位感測模組的實際應用 。圖4 A係為依據本發明實施例之一種電子裝置之立體圖 ，圖4B係為圖4 A所示之電子裝置之系統方塊圖。請同時 參照圖4A與圖4B所示，本發明之轉隹實施例之電子裝置 ，其係與例如上述之多方位感測模組40搭配使用。電子 裝置4包含一多方位感測模組40、一外殼體44、一儲存單 元45以及一處理單元46。其中，多方位感測模組4〇固定 於外殼體4 4内，例如先將多方位感測模組4 0置於模具内 ，使兩者得以一體成形而固定於外殼體44内。 多方位感測模組40包含一球型殼體41及一導電元件42， 球型殼體41具有一内腔，且設置複數觸發元件43 ;導電 元件42容置於内腔，且當導電元件42接觸相對位置較低 100103989 表單編號A0101 第10頁/共23頁 1002007141-0 [0035] 201233980 [0036] Ο [0037] Ο [0038] [0039] 的鹎發元件43時，觸發元件43輸出一訊號。然而，其作 動方式與元件結構均與前述實施例大致相同’故以下將 針對外殼體44以及其他未說明的地方說明’相似者則不 再贅述。 外彀體44具有複數表面441，各表面441分別對應觸發元 件4 3至少其中之一。在本實施例中，係以每一表面4 41對 應一個觸發元件43為例，但不以此為限’在其他實施例 中’亦可以一個表面441對應多個觸發元件43 ’或者不同 表面441分別對應不同數目之觸發元件43。需說明的是， 在本說明書中所稱之「表面」一詞並非限於完全水平的 平面，而可涵蓋例如具有弧度的弧面，或是具有波浪形 、皺摺、凹陷或凸起之結構者。 具體而言，例如外殼體44之一表面441 (以下稱為441Α ’以與其他表面441區別）對應觸發元件43 (以下稱為 “A，以與其他觸發元件43區別），而外殼體44之另一表 面441Β對應觸發元件43Β (理由同上）。依此類推，在本 實施例中，外殼艘44為一六面體故對應設置六個觸發 元件43 » 儲存單元45儲存複數指令，該些指令可分別具有相似或 不同功能。處理單元46接收觸發元件43輸出之訊號S0， 而向儲存單元45發出一訊號S1，以呼叫該等指令其中之 一 ’接著輸出一控制訊號S2至後續電路47，以驅動對應 之單元執行相似或不同功能。 在本實施例中，隨著電子裝置4的翻轉，導電元件42亦會 100103989 表單編St A0101 第11頁/共23頁 1002007141-0 201233980 對應而於球型殼體41内滾動。當導電元件42靜止昉备 滾動至相對位置最低之觸發元件43A，如圖4 " 不。此時 ’導電元件42與觸發元件43Α之第一電極及第_ . 氺—％極互相 接觸並形成通路，導通觸發元件43Α，偻之鈐山 之之輸出—訊號S0 。接著’處理單元46接收觸發元件43A輪出之訊號別，、、, 據此向儲存單元45發出一訊號S1，呼叫儲存於儲存單元’ 45的指令。處理單元46則再依據該指令送出控制訊號= 至後續電路4 7，驅動對應之單元執行特定功能。 [0040] [0041] 舉例來說’外殼體44之表面441A可以加裝一顯示營幕， 其與多方位感測模組妨具有特定的電路設計。當導電 元件42與觸發元件43A接觸時，觸發元件43A導通並輸出 訊號，透過配合的電路，使裝於外教'體表面44U之螢幕 可顯示例如時間及日期。而當使用者翻轉並重新放置電 子裝置4後，導電元件42會受重力影響而移動至與觸發元 件43B接觸，此時，外殼體44改以表面441七為朝上的表
面，再同樣透過對應的電路設計，而使裝於此表面441B 之另一螢幕可顯示例如溫度及天氣預報。如此，當外殼 體44經由轉動再置放的過程，使朝上或朝使用者方向之 表面改變的同時，也讓多方位感測模組40中的導電元件 42移動，從而觸發不同的觸發元件43，輸出不同的對應 訊號，俾使表面顯示之晝面可依電子裝置4的翻轉而更換 。當然，本發明之電子裝置4應用範圍極廣，其透過觸發 所執行的功能則可依產品需求替換’不以上述内容為限 〇 '、vT'上所述’因依據本發明之—種多方位感測模組及其應 100103989 表單編號Α0101 第12頁/共23頁 1002007141*0 201233980 用之電子裝置’利用球型殼體内腔之特性，可不限角度 及/或軸向地設置觸發元件，使得所能感測的位置亦突破 傳統三軸的限制。實際作動時，由於球型殼體内配合容 置一導電元件於内腔，因此當多方位感測模組轉動時， 導電元件會受重力或慣性作用移動至相對較低之位置， 一般為球型殼體内最低之位置，與該處之觸發元件接觸 並觸發之。是以’隨著轉動角度之不同，導電元件會引 發不同之觸發元件輸出訊號，從而對應執行不同種功能 〇
[0042] 與習知技術相較，本發明不僅能精確偵測物體位置或相 對角度，且重妻的是，球型殼體不單铤於三轴方位設置 觸發元件，故整體可感測的位.置或确攻數量能顯著增加 ’對應呈現的功能種類亦可有效提升，加之本發明之多 方位感測模組製程簡單，設計容易，不需搭配繁複的電 路配置，應用上較傳統的方位感測器具有更高的多樣性 與實用性。 ' [0043] 以上所述僅為舉柄牲*而非為限制性者。任何未脫離本 發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 [0044] 圖1A及圖1B分別為本發明第一實施例之一種多方位感^到 模組之立體圖及剖面圖； 圖1C為本發明第一實施例之觸發元件與導電元件接觸時 的示意圖； 圖2為本發明之第一實施例之另一態樣的觸發元件示音圖 100103989 表單編號A0101 第13頁/共23頁 1002007141-0 201233980 圖3A為本發明第二實施例之觸發元件與導電球接觸時的 示意圖； 圖3B為圖3A所示之觸發元件之上視圖； 圖4A係為本發明一實施例之一種電子裝置之立體圖；以 及 圖4B係為圖4A所示之電子裝置之系統方塊圖。 【主要元件符號說明】 [0045] 1 0、4 0 :多方位感測模組 II、 21、31、41 :球禮殼體 III、 211、311 :殼層 .， 112 :内腔 113 :孔洞 " 114、214、314:内表面 12、 22、32、42 :導電元件 13、 13A、23、33、43 ' 43A、43B :觸發元件 131、 231、331 :第一電極 132、 232、332 :第二電極 133 :第一電極之一端 134 :第二電極之一端 215 :凹陷部 333 :絕緣部 4:電子裝置 44 :外殼體 441、441A、441B :表面 45 :儲存單元 100103989 表單編號A0101 第14頁/共23頁 1002007141-0 201233980 4 6 :處理單元 47 :後續電路 5 0、S1 :訊號 S2 :控制訊號 Ο
100103989 表單編號A0101 第15頁/共23頁 1002007141-0