TW201715212A - 一種偵測熱源方位的設備及方法 - Google Patents

Abstract

一種偵測熱源方位的設備及方法，包括：準備步驟與外部熱源進入紅外線感應設備掃描範圍內所實施的方位判斷步驟。準備步驟包含：偵測紅外線感應設備的目標定位部旋轉一圈所需的單位時段(Tc)，並將目標定位部對位於基準判斷件。方位判斷步驟包含：驅動目標定位部進行旋轉，並進行下述判斷：基準判斷件位置定義為基準方位；自外部熱源所發出之紅外線信號經由目標定位部而傳遞至紅外線感測器時，其對應於單位時段的時間點定義為熱源時間點(Ts)，此時之目標定位部相對於基準方位的角度定義為熱源方位角(θ x)，其由下述方程式得知：θ x=(Ts/Tc)x 360°。

Description

一種偵測熱源方位的設備及方法

本發明是有關一種偵測熱源方位的設備及方法，且特別是有關於一種可對靜態與動態熱源進行方位偵測之紅外線感應設備及偵測方法。

對於現今使用紅外線感測器的紅外線感應設備來說，通常只能運用來檢測是否有熱源進入其掃描範圍內。也就是說，現今紅外線感應設備所能應用的層面較窄，無法檢測熱源是否仍存在，亦或進一步確認其相對於感應設備之方位；因而如何透過紅外線感應設備來實施熱源方位之檢測，實為本領域研發人員所欲達成的目標之一。於是，本發明人有感上述問題之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述問題之本發明。

本發明實施例在於提供一種偵測熱源方位的設備及方法，其能有效地改善以往無法透過配備單一紅外線感應器之設備來實施熱源方位檢測之問題。

本發明實施例提供一種偵測熱源方位的設備，其特徵在於，包括：一控制裝置，包含有：一電路板；一微控制器，其電性連接於該電路板；及一驅動模組，其電性連接於該電路板，並且該驅動模組經由該電路板而與該控制器達成電性連接；以及一偵測裝置，包含有：一轉盤，其相接於該驅動模組；一基準件，其設 置於該轉盤；一定位件，其安裝於該轉盤，並且該轉盤能經由該驅動模組之驅動而以一軸線為軸心自體旋轉；其中，該定位件設有一目標定位部；一紅外線感測器，其電性連接於該電路板，用以接收經由該定位件而傳遞入該偵測裝置之一紅外線信號，並且該紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度，其異於該紅外線信號經由該目標定位部以外的該定位件部位而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度；及一基準判斷件，其電性連接於該控制裝置，並且搭配設置於該轉盤之該基準件作為該目標定位部在旋轉時的一起始時間點之參考基準。

本發明實施例更提供一種偵測熱源方位的方法，其特徵在於，包括：提供一紅外線感應設備，其具有一控制裝置及電性連接於該控制裝置的一偵測裝置；其中，該偵測裝置包含有：一目標定位部，其能以一軸線為軸心自體旋轉；一紅外線感測器；及一基準判斷件，其電性連接於該控制裝置，並且該基準判斷件用以作為該目標定位部在旋轉時的一起始時間點之參考基準；實施偵測步驟如下：步驟一：該控制裝置透過該基準判斷件偵測出該目標定位部旋轉一圈所需的一單位時段(Tc)，並使該目標定位部停止旋轉，並對位於該基準判斷件；步驟二：以該紅外線感應設備在其一掃描範圍內進行熱源偵測；以及步驟三：當該紅外線感應設備偵測到一外部熱源進入其掃描範圍內時，該控制裝置驅動該目標定位部進行旋轉，並進行下述之該外部熱源之方位判斷動作：以該軸線為法線的一平面定義為一方位面，而在以該軸線為中心的該方位面上，該基準判斷件對應於該方位面的位置定義為一基準方位(0°)；自該外部熱源所發出之一紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器時，其對應於該單位時段的一時間點定義為一熱源時間點(Ts)；當該外部熱源於該熱源時間點時，該目標定位部正投影於該方位面的位置，其相對於該基準方位的角度定義為一熱源方位角(θ x)，並且該熱源方位角經由該控制裝置運 算下述方程式而得知：θ x=(Ts/Tc)x 360°；及步驟四：當該紅外線感應設備偵測到該外部熱源離開其掃描範圍內時，該目標定位部可選擇性地停止旋轉，並對位於該基準判斷件。

綜上所述，本發明實施例所提供之偵測熱源方位的設備及方法，可有效地利用紅外線信號經由目標定位部而傳遞至紅外線感測器所產生的信號強度異於經由目標定位部以外的定位件部位而傳遞至紅外線感測器所產生的信號強度、及紅外線感應設備之基準判斷件與目標定位部之配合，使所述外部熱源於特定時間點(即熱源時間點)所在的熱源方位角能夠被迅速地測得。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

100‧‧‧紅外線感應設備

1‧‧‧控制裝置

11‧‧‧電路板

12‧‧‧微控制器

13‧‧‧驅動模組

131‧‧‧驅動馬達

132‧‧‧驅動齒輪

2‧‧‧偵測裝置

21‧‧‧紅外線感測器

211‧‧‧檢測面

22‧‧‧軸承

23‧‧‧轉盤

231‧‧‧第一環體

232‧‧‧第二環體

233‧‧‧傳動齒輪

24‧‧‧定位件

241‧‧‧目標定位部

242‧‧‧聚光部

243‧‧‧環繞部

2431‧‧‧聚光環繞部

2432‧‧‧遮蔽環繞部

25‧‧‧基準判斷件

251‧‧‧光接收器

26‧‧‧聚焦件

261‧‧‧聚光部

27‧‧‧基準件

271‧‧‧反光片

3‧‧‧殼體

31‧‧‧方向標示

32‧‧‧偵測元件

C‧‧‧軸線

θ x‧‧‧熱源方位角

S‧‧‧掃描範圍

P‧‧‧方位面

200‧‧‧外部熱源

300‧‧‧出入口

S110‧‧‧步驟一

S120‧‧‧步驟二

S130‧‧‧步驟三

S140‧‧‧步驟四

圖1A為本發明偵測熱源方位的方法所使用的紅外線感應設備第一實施例之立體示意圖。

圖1B為圖1A之紅外線感應設備的另一安裝型態示意圖。

圖1C本發明偵測熱源方位的方法之步驟流程示意圖。

圖2為圖1A中紅外線感應設備的分解示意圖。

圖3為圖1A中紅外線感應設備的另一視角分解示意圖。

圖4為圖2中轉盤與定位件的分解示意圖。

圖5為圖4中的定位件俯視示意圖。

圖6為圖1A中紅外線感應設備的剖視示意圖。

圖7為本發明偵測熱源方位的方法之第一實施例的步驟三示意圖。

圖8為圖7中紅外線感應設備的作動示意圖(一)。

圖9為圖7中紅外線感應設備的作動示意圖(二)。

圖10為本發明偵測熱源方位的方法所使用的紅外線感應設備第二實施例之定位件示意圖。

圖11為本發明偵測熱源方位的方法所使用的紅外線感應設備第三 實施例之立體示意圖。

圖12為圖11中紅外線感應設備之定位件與聚焦件的示意圖。

圖13為本發明偵測熱源方位的方法所使用的紅外線感應設備第四實施例之局部立體示意圖。

圖14為本發明偵測熱源方位的方法所使用的紅外線感應設備第五實施例之局部立體示意圖。

[第一實施例]

請參閱圖1A至圖9，其為本發明的第一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關數量與外型，僅用以具體地說明本發明的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本發明的權利範圍。

本實施例提供一種偵測熱源方位的設備100(亦即紅外線感應設備100)以及一種偵測熱源方位的方法，並且上述偵測熱源方位的方法於本實施例中主要是透過上述紅外線感應設備100來實施，而上述紅外線感應設備100具有一殼體3、安裝於上述殼體3內的一控制裝置1、及安裝於殼體3內且電性連接於控制裝置1的一偵測裝置2。以下將先就紅外線感應設備100的各個元件作一簡要說明，而後再接著介紹運用紅外線感應設備100之偵測熱源方位的方法。

請參閱圖2和圖3，並於介紹元件之間的連接關係時，適時參酌圖6。所述控制裝置1包含有一電路板11、裝設於電路板11的一微控制器12、及裝設於電路板11且電性連接於微控制器12的一驅動模組13。其中，上述微控制器12是用以控制紅外線感應設備100內之各個元件的運作。所述驅動模組13於本實施例中包含一驅動馬達131及連接於驅動馬達131的一傳動齒輪132。

所述偵測裝置2包含有固設於電路板11的一紅外線感測器21、套設於紅外線感測器21外緣的一軸承22、裝設於上述軸承22的一轉盤23、裝設於上述轉盤23的一定位件24、及電性連接於上述控制裝置1的一基準判斷件25。

所述紅外線感測器21具有遠離上述電路板11的一檢測面211，並且紅外線感測器21電性連接於控制裝置1的微控制器12。亦即，紅外線感測器21之檢測面211所接收到的信號能夠傳送至微控制器12，以供微控制器12進行相對應之判斷。再者，所述紅外線感測器21的中心線於本實施例中定義為一軸線C，並且本實施例之紅外線感應設備100所採用的紅外線感測器21數量只需為單個，亦即，本發明的紅外線感應設備100之較佳實施態樣是排除使用兩個以上之紅外線感測器21；此外紅外線感測器21可為一焦電式紅外線感應元件，亦可為一熱像感測元件，可依偵測精準需求斟酌實施。

所述轉盤23具有一第一環體231、組接於第一環體231的一第二環體232、及相連於上述第二環體232的一傳動齒輪233，並且上述第一環體231與第二環體232的外徑大致相同，而上述傳動齒輪233的外徑小於第二環體232的外徑。其中，所述轉盤23的傳動齒輪233內緣套設於軸承22外緣，並且傳動齒輪233的中心與第二環體232的中心皆座落於上述軸線C。再者，所述傳動齒輪233嚙合於驅動模組13的驅動齒輪132，藉以使轉盤23能經由驅動模組13之驅動，而以上述軸線C為軸心自體旋轉。

如圖4和圖5，所述定位件24為大致呈半球狀之殼體，定位件24裝設於轉盤23的第一環體231與第二環體232之間，並且突伸出上述轉盤23，藉以使驅動模組13驅動轉盤23旋轉時，定 位件24能隨同轉盤23以上述軸線C為軸心而自體旋轉。進一步地說，所述定位件24的外表面為圓滑狀，而定位件24之內表面形成有一目標定位部241與數個聚光部242。其中，上述目標定位部241的構造相異於任一聚光部242之構造，並且任一聚光部242可為半透光或不透光，其於本實施例中是以單個凸透鏡構造呈現，而目標定位部241於本實施例中則是以數個半凸透鏡構造及遮蔽構造之組合呈現，本發明之定位件24之所以設計呈半球狀之殼體，係為使其偵測區域能趨近二分之一之任意空間，換言之，使本發明之紅外線感應設備100設置於立方空間內之一壁面，即可偵測到整個立方空間內的狀態。

再者，所述該些聚光部242與目標定位部241具有共同的一焦點，該焦點大致位於軸線C上，並且該焦點落於紅外線感測器21的檢測面211上。據此，透過目標定位部241的構造相異於任一聚光部242之構造，能夠使紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211所產生的信號強度，其小於外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部242而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211所產生的信號強度。

進一步地說，由於任一聚光部242於本實施例中是以單個凸透鏡構造呈現，而目標定位部241於本實施例中則是以數個半凸透鏡構造及遮蔽構造之組合呈現；所以當紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211時，其所產生的信號強度大致為紅外線信號經由任一聚光部242而傳遞至紅外線感測器21檢測面211所產生的信號強度之一半。

依上所述，由於所述定位件24為半球狀之構造，以使紅外線感測器21的檢測面211能夠以設置於定位件24焦點上之方式，令紅外線感應設備100外部之紅外線信號經由半球狀定位件24而聚焦於紅外線感測器21檢測面211，藉以透過半球狀定位件24達到提升信號接收範圍之效果。也就是說，半球狀定位件24能夠將 自任何位置傳遞至其上的紅外線信號聚集在紅外線感測器21，以使紅外線感測器21透過半球狀定位件24之設置而具備有較廣之信號接收範圍。

此外，所述定位件24於本實施例中是以凸透鏡型式達到聚焦於紅外線感測器21檢測面211之效果，但於實際應用時，定位件24的構造並不以此為限。舉例來說，定位件24亦得以圖式所未呈現的反射鏡型式或菲涅耳鏡(Fresnel’s lens)型式達到聚焦於紅外線感測器21之檢測面211的效果。

如圖6，所述基準判斷件25是用以偵測定位件24之目標定位部241旋轉一圈所需的時間，並將該時間定義為一單位時段(Tc)。換言之，基準判斷件25的作用在於提供定位件24旋轉的起始時間點之參考基準。而基準判斷件25於本實施例中是包含有安裝在電路板11且電性連接於微控制器12的一光接收器251。所述轉盤23的第二環體232上設有對應於目標定位部241的一基準件27，於本實施例中是一反光片271，並且當反光片271面向光接受器251時，光接收器251適於接收自反光片271反射之光信號。因此，當反光片271(目標定位部241)對位於光接收器251之後，轉盤23旋轉一圈而使光接受器251收到來自反光片271的光信號時，微控制器12經由光接受器251所傳輸之信號，即能得知轉盤23(或目標定位部241)旋轉一圈所需的單位時段(Tc)。

此外，本實施例中是以反光片271作為基準件27，並搭配作為基準判斷件25的光接收器251，以達到提供定位件24旋轉起始參考時間點之參考基準效果，但於實際應用時，基準判斷件25並不以光接收器251為限。舉例來說，所述基準判斷件25亦可使用微動開關搭配設置於第二環體232上的”凸點結構”(即凸點結構作為基準件27)，以提供定位件24旋轉起始參考時間點(圖略)；或為光遮斷器搭配設置於第二環體232上的”遮斷結構”(即遮斷結 構作為基準件27)，以提供定位件24旋轉起始參考時間點(圖略)；再者反光片271係提供定位件24旋轉起始參考時間點，亦即作為旋轉一圈中0°及360°之重疊點，故，基準件27亦可於90°、180°以及270°增設反光片271以提高校正準確度。

以上即為本實施例之紅外線感應設備100的簡要說明，以下接著介紹本實施例之偵測熱源方位的方法，其方法如下(請參閱圖1C、圖7至圖9)：提供上述之紅外線感應設備100，有關紅外線感應設備100的具體構造在此則不加以復述，當下述說明提及紅外線感應設備100的元件時，請適時參酌相對應之圖式，其包括步驟如下：

步驟一(S110)：所述控制裝置1的微控制器12命令驅動模組13運作，以驅動轉盤23及其上的定位件24(目標定位部241)進行旋轉，並於目標定位部241旋轉的過程中，透過基準判斷件25偵測出目標定位部241旋轉一圈所需的單位時段(Tc)，同時記錄紅外線感應設備100之一掃描範圍S內的暫態熱源狀況。該暫態熱源狀況與預設參數所界定之環境溫度均值比對後，若無既存之外部熱源200，則紅外線感應設備100，更新暫態熱源狀況，作為後續之比對依據，並進入一備便狀態，使轉盤23及其上的定位件24(目標定位部241)停止旋轉，並將定位件24上的目標定位部241對位於基準判斷件25作為停止位置。反之，則進行步驟三之方位判斷動作。

須說明的是，當紅外線感應設備100被裝設在設有至少一出入口300的環境時(如圖1B)，該出入口300可視為一外部熱源200出現點，紅外線感應設備100的掃描範圍S較佳為涵蓋上述出入口300。並且使處於備便狀態的紅外線感應設備100，其目標定位部241之遮蔽構造以非朝向上述出入口300之方式設置，藉以避 免外部熱源200自該出入口300進出時，其所發出的紅外線信號無法自遮蔽構造傳遞入紅外線感測器21，進而提升紅外線感應設備100偵測動態之外部熱源200的反應速度。

再者，所述紅外線感應設備100能在對應目標定位部241之遮蔽構造的殼體3部位上設置有一方向標示31，藉以便於使用者安裝紅外線感應設備100時，安排所需偵測方位之定位，亦即安排受偵測之區域與紅外線感應設備100兩者間方位之關聯，亦可藉由該方向標示31，將處於備便狀態的紅外線感應設備100之目標定位部241遮蔽構造以非朝向上述出入口之方式設置。

步驟二(S120)：處於備便狀態的紅外線感應設備100於其掃描範圍S內持續進行熱源偵測，此時的定位件24為未旋轉之狀態。需補充說明的是，本實施例中圖式所呈現的紅外線感應設備100掃描範圍S僅為示意之用，並不局限於此。

步驟三(S130)：當紅外線感應設備100偵測到一外部熱源200(如：人)進入其掃描範圍S內時(如圖7)，實施一方位判斷動作，並且所述控制裝置1可選擇性地發出一電性訊號，以控制一外部裝置(例如：警報裝置或散熱裝置)。實際應用上，紅外線感應設備100亦可於偵測出外部熱源200(如：人)進入掃描範圍S內時，進行環境溫度之偵測比對，當環境溫度高於30℃時，使掃描範圍S內之散熱裝置(圖略)進入備便狀態。

其中，本實施例中判斷外部熱源200是否進入掃描範圍S的方式，是透過紅外線感測器21所收到的信號強度來判斷。進一步地說，當紅外線感測器21所收到的信號強度分布異於步驟一(S110)中所更新的暫態熱源狀況時，微控制器即判斷為外部熱源200進入紅外線感應設備100的掃描範圍S。

再者，上述方位判斷動作包含：所述控制裝置1的微控制器 12命令驅動模組13運作，以驅動轉盤23及其上的定位件24(目標定位部241)進行旋轉(如圖8和圖9)。而在目標定位部241旋轉的過程中，控制上述目標定位部241的旋轉速度小於紅外線感測器21的信號接收頻率，以避免紅外線感應器21來不及反應而造成定位偏移或訊號振幅不足的情形。於本實施例中，控制裝置1是控制所述目標定位部241每轉一圈需20秒，但不以此為限。其中，當控制裝置1驅動定位件24進行旋轉時，外部熱源200所發出之紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211所產生的信號強度，其小於外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部242而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211所產生的信號強度。

所述方位判斷動作接著進行下述之外部熱源200方位判斷：以所述軸線C為法線的一平面(如：地面)定義為一方位面P，而在以軸線C為中心的方位面P上，基準判斷件25對應於方位面P的位置定義為一基準方位(0°)。

自外部熱源200所發出之紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211時，其對應於單位時段(Tc)的一時間點定義為一熱源時間點(Ts)。也就是說，在熱源時間點之前，外部熱源200所發出之紅外線信號並未經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21之檢測面211。

其中，當外部熱源200於熱源時間點時，目標定位部241正投影於方位面P的位置，其相對於基準方位的角度定義為一熱源方位角θ x，並且熱源方位角θ x經由控制裝置1之微控制器12運算下述方程式而得知：θ x=(Ts/Tc)x 360°。再者，當得知上述熱源方位角θ x時，所述控制裝置1可選擇性地發出一電性訊號，以控制所述外部裝置。而實際應用上，紅外線感應設備100可於偵測出外部熱源200(如：人)處於某一方位時間超過一設定值 時，啟動該方位之散熱裝置。

步驟四(S140)：當外部熱源200離開掃描範圍S後，更新暫態熱源狀況，並使所述紅外線感應設備100進入備便狀態；使轉盤23及其上的定位件24(目標定位部241)停止旋轉，並將定位件24上的目標定位部241對位於基準判斷件25。再者，當外部熱源200離開掃描範圍S後，控制裝置1可選擇性地發出一電性訊號，以控制所述外部裝置。而實際應用上，紅外線感應設備100可於偵測出外部熱源200(如：人)離開掃描範圍S後，關閉掃描範圍S內之散熱裝置。

其中，本實施例判斷外部熱源200是否已離開掃描範圍S的方式，是透過紅外線感測器21所收到的信號強度來判斷。進一步地說，當紅外線感測器21所收到的信號強度分布等同於紅外線感測器21在步驟一(S110)中所更新的暫態熱源狀況時，微控制器12即判斷為外部熱源200已離開紅外線感應設備100的掃描範圍S。

藉此，本發明實施例所提供之紅外線感應設備100及其偵測熱源方位的方法，其有效地利用紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度異於經由目標定位部241以外的定位件24部位(如：聚光部242)而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度、及紅外線感應設備100之基準判斷件25與目標定位部241之配合，以使所述外部熱源200於特定時間點(即熱源時間點)所在的熱源方位角θ x能夠被迅速地測得。

再者，由於判斷外部熱源200進入或離開紅外線感應設備100掃描範圍S的方式，是透過單個紅外線感測器21在步驟一(S110)中所更新的暫態熱源狀況為基準，所以只要紅外線感應設備100掃描範圍S內存在外部熱源，即能夠被探知。據此，所述紅外線 感應設備100及其偵測熱源方位的方法是能夠針對靜態或是動態的外部熱源200進行熱源方位角θ x之偵測。

此外，步驟一至步驟四中，該目標定位部241在被驅動旋轉後，亦可將其設定為維持旋轉之狀態直至斷電或關閉，亦即紅外線感應設備100處於備便狀態時，仍使轉盤23及其上的定位件24(目標定位部241)旋轉，以增加偵測外部熱源200反應速度並維持最為即時之暫態熱源狀況。

需補充說明的是，上述各步驟中並未具體限定所述單位時段(Tc)的時間單位，也就是說，單位時段(Tc)的時間單位可以依設計者需求而加以調整。舉例而言，在步驟一(S110)中，可將透過基準判斷件25偵測目標定位部241旋轉一圈時，所需耗費的總秒數定義為該單位時段，並且單位時段為M秒；而在方位判斷動作中，熱源時間點為第N秒，並且M大於等於N，方程式則進一步限定為：θ x=(N/M)x 360°。或者，在步驟一(S110)中，可將透過基準判斷件25偵測目標定位部241旋轉一圈時，經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21的時脈總數定義為該單位時段，並且單位時段為R個時脈；而在方位判斷動作中，熱源時間點為第Q個時脈，R與Q皆為正整數，且R大於等於Q，該方程式進一步限定為：θ x=(Q/R)x 360°。

此外，本實施例所描述的紅外線感應設備100之構造僅作為理解本發明偵測熱源方位的方法之用，亦即，於符合本發明偵測熱源方位的方法之前提下，紅外線感應設備100的構造能夠依據設計者需求而加以調整，並不侷限本發明所提出之偵測熱源方位的方法。

[第二實施例]

請參閱圖10，其為本發明的第二實施例，本實施例大致與第 一實施例類似，相同處則不再贅述，而兩者的差異主要在於偵測裝置2的定位件24，具體差異說明如下。

本實施例定位件24的內表面形成有目標定位部241及圍繞於目標定位部241的一環繞部243。其中，目標定位部241的構造異於環繞部243之構造，並能使紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度，其大於紅外線信號經由環繞部243而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。

進一步地說，所述目標定位部241可為半透光或不透光，其於本實施例中是以數個半凸透鏡構造及遮蔽構造之組合呈現，而環繞部243於本實施例中則包含有一C型的聚光環繞部2431及位於上述聚光環繞部2431內的一遮蔽環繞部2432。其中，所述聚光環繞部2431的兩末端相連於目標定位部241的最外端，亦即，聚光環繞部2431為定位件24中的最外圈凸透鏡構造，藉以作為偵測外部熱源200出現與否之偵測。再者，所述目標定位部241具有一焦點，並且該焦點落於紅外線感測器21的檢測面211上。

而於步驟三(S130)中，當控制裝置1驅動定位件24進行旋轉時，外部熱源200所發出之紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度，其異於外部熱源200所發出之紅外線信號經由環繞部243而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。更進一步地說，於本實施例中，外部熱源200所發出之紅外線信號僅能經由目標定位部241或聚光環繞部2431而傳遞至紅外線感測器21，而無法經由遮蔽環繞部2432而傳遞至紅外線感測器21。而實際應用上，紅外線感應設備100是以本實施例之定位件24，來進行熱源方位偵測，當控制裝置1驅動定位件24進行旋轉時，只需將紀錄旋轉一圈之完整訊號波型，核定單位時段(Tc)相對之波型區段中振幅最高處，視為一熱源時間點(Ts)，即可推算熱源方位。

[第三實施例]

請參閱圖11和圖12，其為本發明的第三實施例，本實施例大致與第二實施例類似，相同處則不再贅述，而兩者的差異主要在於偵測裝置2的定位件24，並且本實施例進一步包含有對應於定位件24的一聚焦件26，具體差異說明如下。

所述聚焦件26安裝於殼體3並且罩設於定位件24外，聚焦件26形成有數個聚光部261，而定位件24形成有目標定位部241及圍繞於目標定位部241的一環繞部243。其中，任一聚光部261於本實施例中是以單個凸透鏡構造呈現，而目標定位部241的構造異於環繞部243之構造，並能使紅外線信號經由任一聚光部261與目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度，其小於外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部261與環繞部243而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。

進一步地說，所述目標定位部241可為半透光或不透光，其於本實施例中是以半凸透光構造呈現，亦即，目標定位部241會遮蔽上述聚光部261的半個凸透鏡構造，而環繞部243於本實施例中則是以透光構造呈現。再者，該些聚光部242具有共同的一焦點，該焦點落於紅外線感測器21上。

而於步驟三(S130)中，當控制裝置1驅動定位件24進行旋轉時，聚焦件26保持不動，而外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部261與目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度，其小於外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部261與環繞部243而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。更進一步地說，於本實施例中，外部熱源200所發出之紅外線信號穿過聚焦件26的任一聚光部261後，當經過目標定位部241時會有一半的信號被遮蔽，但經過環繞部243時會直接穿過，因而使得信號強度不同。

據此，本實施例所提供的紅外線感應設備100之最大優點在 於固定住聚焦件26，使紅外線感測器21所接收之紅外線訊號更為穩定。

[第四實施例]

請參閱圖13，其為本發明的第四實施例，本實施例大致與第三實施例類似，相同處則不再贅述，而兩者的差異主要在於本實施例的目標定位部241是以鏤空或完全透光構造呈現，而環繞部243則是以半透光構造呈現。

進一步地說，透過目標定位部241以鏤空或完全透光構造呈現，可使穿透任一聚光部261與目標定位部241之紅外線訊號，完全聚焦傳遞於紅外線感測器21上。再者，透過環繞部243以半透光構造呈現，可使所述外部熱源200所發出之紅外線信號經由聚光部261與目標定位部241而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度，遠大於外部熱源200所發出之紅外線信號經由任一聚光部261與環繞部243而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。

因此，本實施例在實際應用上，當有外部熱源200進入掃描範圍S時，紅外線信號經由聚焦件26與環繞部243而傳遞至紅外線感測器21的信號強度較小，但控制裝置1仍可辨識判斷，進而驅動定位件24進行旋轉，並利用目標定位部241來追蹤外部熱源200。

本實施例最大之優點在於：紅外線感應設備100可精準判斷多重外部熱源200之方位，或是進一步偵測出外部熱源200的強度。進一步地說，紅外線感應設備100可針對外部熱源200靜止與移動的狀態來加以界定外部熱源200之方位，或是利用紅外線信號之振幅大小來界定外部熱源200之強度。

前述各實施例中，紅外線信號均須透過定位件24傳遞至紅外 線感測器21，其中定位件24又設有目標定位部241，作為定位追蹤外部熱源200之用。而定位件24上除了目標定位部241外，還可設有環繞部243(第三、第四實施例)、聚光環繞部2431(第二實施例)、或是聚光部242(第一實施例)，藉以將上述進入或已存在於掃描範圍S時之外部熱源200所發出的紅外線信號，傳遞給紅外線感測器21，進而啟動步驟三(S130)之方位判斷動作。在實際使用上，可於殼體3上另增設一個與控制裝置1電性連接之偵測元件32，藉以實現偵測角度或偵測條件的需求，並達到避免誤判及可更為精準地偵測到外部熱源200是否進入掃描範圍S。而上述偵測元件32之感測媒介可為紅外線、超音波、或可見光，在此不加以限制。

[第五實施例]

請參閱圖14，其為本發明的第五實施例，本實施例大致與第三實施例類似，相同處則不再贅述，而兩者的差異主要在於本實施例的定位件24的結構設計。

具體來說，本實施例的定位件24具有一目標定位部241及數個圍繞於目標定位部241的聚光部242，上述目標定位部241是以數個相鄰排列的凸透鏡構造呈現，而每個聚光部242是以單個凸透鏡構造呈現。再者，每個聚光部242的尺寸小於目標定位部241中任一個凸透鏡尺寸，該些聚光部242圍繞於目標定位部241而排列成數個相疊的C型態樣，並且上述C型態樣的數量大於目標定位部241所包含的凸透鏡構造數量。

藉此，透過本實施例的定位件24設計，能使紅外線信號經由目標定位部241而傳遞至該紅外線感測器21所產生的信號強度，其大於紅外線信號經由任一聚光部242而傳遞至紅外線感測器21所產生的信號強度。

[本發明實施例的可能效果]

綜上所述，本發明實施例所提供之偵測熱源方位的設備及方法，其有效地利用紅外線信號經由目標定位部而傳遞至紅外線感測器所產生的信號強度異於經由目標定位部以外的定位件部位而傳遞至紅外線感測器所產生的信號強度、及紅外線感應設備之基準判斷件與目標定位部之配合，以使所述外部熱源於特定時間點(即熱源時間點)所在的熱源方位角能夠被迅速地測得。

再者，由於判斷外部熱源進入或離開紅外線感應設備掃描範圍的方式，是透過單個紅外線感測器在步驟一(S110)中所更新的暫態熱源狀況為基準，所以只要紅外線感應設備掃描範圍內存在外部熱源，即能夠被探知。據此，所述偵測熱源方位的設備及方法是能夠針對靜態或是動態的外部熱源進行熱源方位角之偵測及追蹤，進而適時發出控制訊號，以啟閉外部裝置，如：燈具、電扇或警示聲響....等。

另，本實施例所提供的半球狀定位件，其能夠將自任何位置傳遞至其上的紅外線信號聚集在紅外線感測器，以使紅外線感測器透過半球狀定位件之設置而具備有較廣之信號接收範圍，且設置簡便無礙空間美觀。

又，本發明實施例所提供之偵測熱源方位的設備及方法，透過無需轉動紅外線感測器之架構，藉以大幅減低訊號傳遞之雜訊。所述偵測熱源方位的設備亦可透過紅外線感測器與轉盤之間設置有軸承，來減少轉盤旋轉時所產生之摩擦，藉以降低驅動耗電，並提高接收紅外線訊號之穩定性，進而有效地提高所述偵測熱源方位的設備之使用壽命。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧紅外線感應設備

C‧‧‧軸線

θ x‧‧‧熱源方位角

S‧‧‧掃描範圍

P‧‧‧方位面

200‧‧‧外部熱源

Claims (13)

1. 一種偵測熱源方位的設備，其特徵在於，包括：一控制裝置，包含有：一電路板；一微控制器，其電性連接於該電路板；及一驅動模組，其電性連接於該電路板，並且該驅動模組經由該電路板而與該控制器達成電性連接；以及一偵測裝置，包含有：一轉盤，其相接於該驅動模組；一基準件，其設置於該轉盤；一定位件，其安裝於該轉盤，並且該轉盤能經由該驅動模組之驅動而以一軸線為軸心自體旋轉；其中，該定位件設有一目標定位部；一紅外線感測器，其電性連接於該電路板，用以接收經由該定位件而傳遞入該偵測裝置之一紅外線信號，並且該紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度，其異於該紅外線信號經由該目標定位部以外的該定位件部位而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度；及一基準判斷件，其電性連接於該控制裝置，並且搭配設置於該轉盤之該基準件作為該目標定位部在旋轉時的一起始時間點之參考基準。
2. 如請求項1所述之偵測熱源方位的設備，其中，該定位件形成有圍繞於該目標定位部的數個聚光部，該些聚光部與該目標定位部具有共同的一焦點，該焦點落於該紅外線感測器上；且該目標定位部的構造相異於任一聚光部之構造，並能使該紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度，其異於該紅外線信號經由任一聚光部而傳遞至該紅外線 感測器所產生的信號強度。
3. 如請求項1所述之偵測熱源方位的設備，其中，該定位件形成有圍繞於該目標定位部的一環繞部，該目標定位部具有一焦點，該焦點落於該紅外線感測器上；該目標定位部的構造相異於該環繞部之構造，並能使該紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度，其異於該紅外線信號經由該環繞部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度。
4. 如請求項1所述之偵測熱源方位的設備，其中，該偵測裝置包含有對應於該定位件的一聚焦件，該聚焦件形成有數個聚光部，而該定位件形成有圍繞於該目標定位部的一環繞部，該些聚光部具有共同的一焦點，該焦點落於該紅外線感測器上；並且該目標定位部的構造相異於任一聚光部之構造，並能使該紅外線信號經由任一聚光部與該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度，其小於該紅外線信號經由任一聚光部與該環繞部而傳遞至該紅外線感測器所產生的信號強度。
5. 如請求項1所述之偵測熱源方位的設備，其定義有一掃描範圍並且更包括有一偵測元件；其中，該控制裝置電性連接該偵測元件，用以偵測是否有外部熱源進入該掃描範圍。
6. 如請求項1所述之偵測熱源方位的設備，其中，更包括一殼體，該殼體設有一方向標示，用以在安裝該偵測熱源方位的設備時，能便於安排偵測方位之定位。
7. 一種偵測熱源方位的方法，其特徵在於，包括：提供一紅外線感應設備，其具有一控制裝置及電性連接於該控制裝置的一偵測裝置；其中，該偵測裝置包含有：一目標定位部，其能以一軸線為軸心自體旋轉；一紅外線感測器；及 一基準判斷件，其電性連接於該控制裝置，並且該基準判斷件用以作為該目標定位部在旋轉時的一起始時間點之參考基準；實施偵測步驟如下：步驟一：該控制裝置透過該基準判斷件偵測出該目標定位部旋轉一圈所需的一單位時段(Tc)，並使該目標定位部停止旋轉，並對位於該基準判斷件；步驟二：以該紅外線感應設備在其一掃描範圍內進行熱源偵測；以及步驟三：當該紅外線感應設備偵測到一外部熱源進入其掃描範圍內時，該控制裝置驅動該目標定位部進行旋轉，並進行下述之該外部熱源之方位判斷動作：以該軸線為法線的一平面定義為一方位面，而在以該軸線為中心的該方位面上，該基準判斷件對應於該方位面的位置定義為一基準方位(0°)；自該外部熱源所發出之一紅外線信號經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器時，其對應於該單位時段的一時間點定義為一熱源時間點(Ts)；當該外部熱源於該熱源時間點時，該目標定位部正投影於該方位面的位置，其相對於該基準方位的角度定義為一熱源方位角(θ x)，並且該熱源方位角經由該控制裝置運算下述方程式而得知：θ x=(Ts/Tc)x 360°；及步驟四：當該紅外線感應設備偵測到該外部熱源離開其掃描範圍內時，該目標定位部可選擇性地停止旋轉，並對位於該基準判斷件。
8. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其中，該步驟一包含：記錄該紅外線感應設備之該掃描範圍內的暫態熱源狀況。
9. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其在該步驟三中，當該紅外線感應設備偵測到一外部熱源進入其掃描範圍時，該控 制裝置可選擇性地發出一電性訊號，以控制一外部裝置。
10. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其在該步驟三中，當得知該熱源方位角時，該控制裝置可選擇性地發出一電性訊號，以控制一外部裝置。
11. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其在該步驟四中，當該紅外線感應設備偵測到該外部熱源離開其掃描範圍內時，該控制裝置可選擇性地發出一電性訊號，以控制一外部裝置。
12. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其在該步驟一至四中，該目標定位部於被驅動後，維持旋轉之狀態。
13. 如請求項7所述之偵測熱源方位的方法，其在該步驟一中，透過該基準判斷件偵測該目標定位部旋轉一圈時，經由該目標定位部而傳遞至該紅外線感測器的時脈總數定義為該單位時段，並且該單位時段為R個時脈；而於該步驟三中，該熱源時間點為第Q個時脈，R大於等於Q，該方程式進一步限定為：θ x=(Q/R)x 360°。