TW201327267A

TW201327267A - 可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法

Info

Publication number: TW201327267A
Application number: TW100148341A
Authority: TW
Inventors: Cheng-Chung Shih; Yao-Tsung Tsai
Original assignee: Capella Microsystems Corp
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TWI479360B

Abstract

本發明係揭露一種可切換操作模式的光學感測裝置。此光學感測裝置係包含紅外線發光二極體、多工器、感測裝置驅動器及直接存取線。當處於一正常模式時，該多工器將輸出端與第一輸入端連通，使主控裝置根據外部指令，經由串列資料線及串列時脈線傳送訊號至從動裝置，使感測裝置驅動器控制紅外線發光二極體執行光感測工作。當處於直接存取模式時，多工器將輸出端與第二輸入端連通，使多工器由發光二極體驅動器切換至直接存取線，由主控裝置接收外部指令直接控制紅外線發光二極體。

Description

可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法

本發明係有關於一種光學感測裝置，特別是有關於一種能夠切換光學感測裝置之操作模式，使光學感測裝置除了具備光感測之功能外，更兼具如遙控器等其它不同功能的可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法。

近年來，光學感測裝置被大量的應用在各種電子產品上。舉凡智慧型手機(Smart Phone)、桌上型電腦(Desk Top Computer)、筆記型電腦(Note Book)、平板電腦(Tablet Computer)、液晶顯示器(Liquid Crystal Displayer，LCD)、電漿電視(Plasma TV)及多媒體導覽機(Kiosh Station)等需要偵測特定光源之電子設置，均裝備有光學感測裝置。

其中，近接感測器（Proximity Sensor）可以感測是否有物體接近感測器。以常見的智慧型手機為例，近接感測器被設置在手機上，以偵測使用者是否靠近手機，使手機能夠做出不同的反應，除此之外，此近接感測器並無其它的功能。然而，近接感測器上所配備之紅外線發光二極體其實還可以有多種用途。因此，如何開發出一種光學感測裝置，在被配置於電子裝置內時，除了執行光感測工作外，還能夠利用其配備之紅外線發光二極體執行其它不同的功能，即為本發明所欲解決之問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法，以解決習知技藝之光學感測裝置僅能執行光感測工作，功能不足等問題。

根據本發明之目的，提出一種可切換操作模式的光學感測裝置，係包含：紅外線發光二極體，係發出紅外光；多工器，具有輸出端、第一輸入端及第二輸入端，輸出端與紅外線發光二極體連結；感測裝置驅動器，係連結於多工器之第一輸入端及從動裝置，從動裝置係連結於多工器之第一輸入端，再經由串列資料線（Serial Data Line，SDA）及串列時脈線（Serial Clock Line，SCK）與主控裝置（Master Device）連結；以及；直接存取線，係將多工器之第二輸入端直接與串列資料線連結；其中，當處於正常模式時，多工器將輸出端與第一輸入端連通，使主控裝置根據外部指令，經由串列資料線及串列時脈線傳送訊號至從動裝置（Slave Device），使感測裝置驅動器控制紅外線發光二極體執行光感測工作；當處於直接存取模式時，多工器將該輸出端與第二輸入端連通，使多工器由發光二極體驅動器切換至直接存取線，由主控裝置接收外部指令直接控制紅外線發光二極體。

根據本發明之目的，再提出一種切換光學感測裝置操作模式的控制方法，係包含下列步驟：利用直接存取線將多工器之第二輸入端直接與串列資料線連結；利用主控裝置，在處於正常操作模式時，將多工器之輸出端與第一輸入端連通，再透過串列資料線及串列時脈線傳送訊號至從動裝置，使感測裝置驅動器控制紅外線發光二極體執行光感測工作；經由主控裝置接收外部指令，使多工器將輸出端與該第二輸入端連通，使多工器由發光二極體驅動器切換至直接存取線，以進入直接存取模式；以及藉由主控裝置接收外部指令，直接控制紅外線發光二極體。

其中，當從動裝置偵測到串列時脈線傳輸之訊號停止時，則切換為直接存取模式。

其中，當從動裝置偵測到串列時脈線之電壓固定於電源電壓（Vcc）或零，則判斷串列時脈線傳輸訊號停止。

其中，可經由主控裝置接收外部指令，驅動串列時脈線重新傳送訊號，從動裝置感測到完整的指令訊號由串列時脈線輸入時，則將直接存取模式切換為正常操作模式。

其中，當從動裝置感測到複數個時序週期的訊號由串列時脈線輸入時，則將直接存取模式切換為正常操作模式。

其中，當主動裝置及從動裝置可使用內部整合電路（Inter-Integrated Circuit，I²C）通訊協定或系統管理匯流排（System Management Bus，SMBUS）通訊協定。

其中，光學感測裝置可為近接感測器（Proximity Sensor）。

承上所述，依本發明之可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法，其可具有一或多個下述優點：

(1) 此可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法可藉由切換光學感測裝置之操作模式，使光學感測裝置除了執行光感測的工作外，還能夠做為其它的用途，因此實用性極佳。

(2) 此可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法不需要增加太多額外的電路，故能夠以很低的成本，即能夠達到切換光學感測裝置操作模式的目的，因此很有效率。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法之實施例，為使便於理解，下列所述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之方塊圖。如圖所示，光學感測裝置1包含感測裝置驅動器12、多工器13、紅外線發光二極體14、直接存取線15及切換信號線18。

在正常操作模式時，多工器13將輸出端133與第一輪入端131連通。主控裝置（Master Device）係透過串列資料線16（Serial Data Line，SDA），傳送串列資料至從動裝置（Slave Device）11，再經由感測裝置驅動器12處理後，經多工器13傳送至紅外線發光二極體14。同時，主控裝置係透過串列時脈線16（Serial Clock Line，SCK）傳送時脈訊號至從動裝置11。因此，感測裝置驅動器12可根據上述各訊號來操作發光二極體14執行一般的光感測工作。

其中，此主控裝置與從動裝置11可以使用內部整合電路（Inter-Integrated Circuit，I²C）通訊協定或系統管理匯流排（System Management Bus，SMBUS）通訊協定等。

而此光學感測裝置11更包含一直接存取線15。當串列時脈線訊號停止時則進入直接存取模式（Direct Access Mode）時，為了能夠讓使用者藉由直接輸入訊號來控制紅外線發光二極體14，串列時脈線17也需要停止傳送時脈訊號102。而當從動裝置11偵測到該串列時脈線17之訊號停止時，則透過切換信號線18傳送切換信號至多工器13，使其將輸出端133與第二輸入端132連通。此時，多工器13已由感測裝置驅動器12切換至直接存取線115。這樣一來，使用者則可以直接輸入訊號來控制紅外線發光二極體14。而在實際的應用上，可將串列時脈線17接地或是將串列時脈線17連結電源（Vcc），使串列時脈線12之電壓固定在電源電壓Vcc或零，以停止其傳送時脈訊號102。

使用者若欲使此光學感測裝置1回到正常操作模式，即可經由輸入外部指令，控制從動裝置11將該直接存取模式切換為正常操作模式。除此之外，使用者也可以利用驅動串列時脈線12重新傳送時脈訊號102，當從動裝置11感測到複數個時脈週期的時脈訊號102時，會透過切換信號線18傳送切換信號至多工器13，將直接存取模式切換為正常操作模式。

其中，當使用者輸入外部指令以切換光學感測裝置1至正常操作模式時，從動裝置11必須要接收到此外部指令之完整的指令訊號，才能夠透過切換信號線18傳送切換信號至多工器13，使光學感測裝置能夠回到正常作模式。在此同時，此外部指令之部份內容則會透過紅外線發光二極體14傳送出去，因此會產生無法辨識的訊號。當然，使用者也能夠經由切換串列時脈線17，使從動裝置11偵測到串列時脈線17有數個時序週期的訊號，如此則能夠切換至正常操作模式。

因此，利用本發明所提出的概念，可以利用於任何具備紅外線發光二極體之光學感測裝置。例如，近接感測器（Proximity Sensor）等，藉由切換光學感測裝置的操作模式，使光學感測裝置除了能夠執行一般的光感測工作外，更能夠執行其它不同的功能。

舉例而言，將一具備本發明之構造的近接感測器設置於智慧手機中，經由軟體的控制，使其可以做為條碼產生器（Barcode Generator）或是遙控器（Remote Controller）等不同的用途。

請參閱第2A圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之示意圖。如圖所示，當使用者輸入指令將光學感測裝置切換至直接存取模式後，即可經由串列資料線（SDA）直接控制紅外線發光二極體。而當使用者輸入指令欲將光學感測裝置切換回正常操作模式時，由於從動裝置必須要接收到完整的指令訊號，才能夠使光學感測裝置能夠回到正常操作模式，因此，會有部份的指令內容經由紅外線發光二極體傳送出去，故紅外線發光二極體此時則會發出無意義的訊號。

請參閱第2B圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之示意圖。在本實施例中，使用者透過切換串列時脈線，使其產生數個時序週期的訊號，而當從動裝置接收到此訊號時，即可將光學感測裝置切換為正常操作模式。

請參閱第3圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之流程圖。

在步驟S31中，利用主控裝置在正常操作模式時，透過串列資料線及串列時脈線分別傳輸串列資料及時脈訊號至從動裝置，以透過感測裝置驅動器控制紅外線發光二極體執行光感測工作。

在步驟S32中，由主控裝置接受外部指令，使多工器由感測裝置驅動器切換為直接存取線，並將串列時脈線接地，以進入直接存取模式。

在步驟S33中，透過主控裝置接收外部指令，直接控制紅外線發光二極體。

請參閱第4圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第二實施例之電路圖。在本實施例中，近接感測器4被設置於手機。此近接感測器4包含內部整合電路（I²C）從動裝置41、近接感測器驅動器42、多工器43、紅外線發光二極體44及切換信號線48。

同樣的，當近接感測器4在正常操作模式中執行光感測工作時，多工器43將輸出端433與第一輸入端431連通。由I²C主控裝置40經由串列資料線46傳輸串列資料至I²C從動裝置41。同時，I²C主控裝置40並經由串列時脈線47傳輸時脈信號至I²C從動裝置41。而近接感測器驅動器42則可根據上述訊號來操作紅外線發光二極體44，使近接感測器4能執行正常的光感測工作。

而當手機的使用者欲使用近接感測器4來執行不同的功能時，經由I²C主控裝置40輸入指令，將正常操作模式切換為直接存取模式。此時，串列時脈線47接地，近接感測器驅動器42偵測到串列時脈線47之訊號停止時，透過切換信號線48傳送切換訊號至多工器43，多工器43則將近接感測器驅動器42切換成直接存取線45。這樣一來，使用者即可直接控制紅外線發光二極體44。

請參閱第5圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第三實施例之示意圖。如圖所示，使用者欲使用手機51之近接感測器5來做為條碼產生器使用。使用者輸入指令，啟動手機之條碼產生器之功能。而手機5內儲存之條碼可利用軟體，將其轉換為相應於條碼之黑白相間條紋的數位訊號，近接感測器5則根據此數位訊號，發出相應的明暗訊號。這樣一來，即可將手機51之近接感測器5來做為條碼產生器使用。

請參閱第6圖，係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第四實施例之示意圖。如圖所示，使用者欲使用手機61之近接感測器6來做為遙控器來控制電視62。使用者先將近接感測器6之操作模式切換為直接存取模式，此時則可藉由軟體來控制近接感測器6之紅外線發光二極體模擬與紅外線遙控器相同的光訊號，使手機也能夠做為一般市面上常見的紅外線遙控器來使用。

儘管前述在說明本發明之可切換操作模式的光感測器的過程中，亦已同時說明本發明之切換光感測器操作模式之控制方法的概念，但為求清楚起見，以下仍另繪示流程圖詳細說明。

請參閱第7圖，係為本發明之切換光學感測裝置操作模式之控制方法之流程圖。

在步驟S71中，利用直接存取線將串列資料線，經由多工器，直接連結至紅外線發光二極體。

在步驟S72中，利用主控裝置，在處於正常操作模式時，透過串列資料線及串列時脈線傳送訊號至從動裝置，以透過感測裝置驅動器控制紅外線發光二極體執行光感測工作。

在步驟S73中，經由主控裝置接收外部指令，將多工器由感測裝置驅動器切換至直接存取線，並停止串列時脈線傳輸訊號，以進入直接存取模式。

在步驟S74中，藉由主控裝置接收外部指令，直接控制紅外線發光二極體。

本發明之切換光學感測裝置操作模式之控制方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之可切換操作模式的光學感測裝置時描述過，在此為了簡略說明便不再重覆敘述。

綜上所述，本發明之可切換操作模式的光學感測裝置及其控制方法可藉由切換光學感測裝置之操作模式，使光學感測裝置除了執行光感測的工作外，還能夠做為其它的用途，因此實用性極佳。在另一方面，本發明在不需要在光學感測裝置中增加太多額外的電路元件，故能夠以很低的成本，達到切換光學感測裝置操作模式的目的，因此很有效率。可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，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。

1．．．光學感測裝置

4~6．．．近接感測器

11．．．從動裝置

12．．．感測裝置驅動器

13．．．多工器

131、431．．．第一輸入端

132、432．．．第二輸入端

133、433．．．輸出端

14、44．．．紅外線發光二極體

15．．．直接存取線

16．．．串列資料線

17．．．串列時脈線

18、48．．．切換信號線

40．．．I²C主控裝置

41．．．I²C從動裝置

42．．．近接感測器驅動器

43．．．多工器

45．．．直接存取線

46．．．串列資料線

47．．．串列時脈線

51、61．．．手機

62．．．電視

V_DD．．．電源

S31~S33、S71~S74．．．步驟流程

第1圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之方塊圖。
第2A及2B圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之示意圖。
第3圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第一實施例之流程圖。
第4圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第二實施例之電路圖。
第5圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第三實施例之示意圖。
第6圖係為本發明之可切換操作模式的光學感測裝置之第四實施例之示意圖。
第7圖係為本發明之切換光學感測裝置操作模式之控制方法之流程圖。

1．．．光學感測裝置

11．．．從動裝置

12．．．感測裝置驅動器

13．．．多工器

131．．．第一輸入端

132．．．第二輸入端

133．．．輸出端

14．．．紅外線發光二極體

15．．．直接存取線

16．．．串列資料線

17．．．串列時脈線

18．．．切換信號線

Claims

一種可切換操作模式的光學感測裝置，係包含：
一紅外線發光二極體，係發出紅外光；
一多工器，具有一輸出端、一第一輸入端及一第二輸入端，該輸出端與該紅外線發光二極體連結；
一感測裝置驅動器，係連結於該多工器之該第一輸入端及一從動裝置（Slave Device），該從動裝置係連結於該多工器之該第一輸入端，再經由一串列資料線（Serial Data Line，SDA）及一串列時脈線（Serial Clock Line，SCK）與一主控裝置（Master Device）連結；以及；
一直接存取線，係將該多工器之該第二輸入端直接與該串列資料線連結；
其中，當處於一正常模式時，該多工器將該輸出端與該第一輸入端連通，使該主控裝置根據外部指令，經由該串列資料線及該串列時脈線傳送訊號至該從動裝置，使該感測裝置驅動器控制該紅外線發光二極體執行光感測工作；當處於一直接存取模式時，該多工器將該輸出端與該第二輸入端連通，使該多工器由該感測裝置驅動器切換至該直接存取線，由該主控裝置接收外部指令直接控制該紅外線發光二極體。
如申請專利範圍第1項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中當該從動裝置偵測到該串列時脈線傳輸之訊號停止時，則切換為該直接存取模式。
如申請專利範圍第2項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中當該從動裝置偵測到該串列時脈線之電壓固定於電源電壓（Vcc）或零，則判斷該串列時脈線傳輸訊號停止。
如申請專利範圍第1項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中經由該主控裝置接收外部指令，驅動該串列時脈線重新傳送訊號，該從動裝置感測到完整的指令訊號由該串列時脈線輸入時，則將該直接存取模式切換為該正常操作模式。
如申請專利範圍第1項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中當該從動裝置感測到複數個時序週期的訊號由該串列時脈線輸入時，則將該直接存取模式切換為該正常操作模式。
如申請專利範圍第1項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中當該主動裝置及該從動裝置係使用內部整合電路（Inter-Integrated Circuit，I²C）通訊協定或系統管理匯流排（System Management Bus，SMBUS）通訊協定。
如申請專利範圍第1項所述之可切換操作模式的光學感測裝置，其中該光學感測裝置為一近接感測器（Proximity Sensor）。
一種切換光學感測裝置操作模式的控制方法，係包含下列步驟：
利用一直接存取線將一多工器之一第二輸入端直接與一串列資料線連結；
利用一主控裝置，在處於一正常操作模式時，將該多工器之一輸出端與一第一輸入端連通，再透過該串列資料線及一串列時脈線傳送訊號至一從動裝置，使一感測裝置驅動器控制該紅外線發光二極體執行光感測工作；
經由該主控裝置接收外部指令，使該多工器將該輸出端與該第二輸入端連通，使該多工器由該感測裝置驅動器切換至該直接存取線，以進入一直接存取模式；以及
藉由該主控裝置接收外部指令，直接控制該紅外線發光二極體。
如申請專利範圍第8項所述之可切換光學感測裝置操作模式的控制方法，更包含下列步驟：
藉由該感測裝置驅動器在偵測到該串列時脈線傳輸之訊號停止時，切換為該直接存取模式。
如申請專利範圍第9項所述之切換光學感測裝置操作模式的控制方法，其中當該從動裝置偵測到該串列時脈線之電壓固定於電源電壓（Vcc）或零，則判斷該串列時脈線傳輸訊號停止。
如申請專利範圍第8項所述之切換光學感測裝置操作模式的控制方法，更包含下列步驟：
經由該主控裝置接收外部指令，驅動該串列時脈線重新傳送訊號，該從動裝置感測到完整的指令訊號由該串列時脈線輸入時，則將該直接存取模式切換為該正常操作模式，並透過一切換信號線傳送一切換信號予該多工器。
如申請專利範圍第8項所述之切換光學感測裝置操作模式的控制方法，其中更包含下列步驟：
利用該從動裝置在感測到複數個時序週期的訊號由該串列時脈線輸入時，將該直接存取模式切換為該正常操作模式。
如申請專利範圍第8項所述之切換光學感測裝置操作模式的控制方法，其中該主動裝置及該從動裝置係使用內部整合電路通訊協定或系統管理匯流排通訊協定。
如申請專利範圍第8項所述之切換光學感測裝置操作模式的控制方法，其中該光學感測裝置為一近接感測器。