TWI392855B - 轉子式方位感測器 - Google Patents

Description

轉子式方位感測器

本發明係有關於一種感測器，尤其有關一種轉子式方位感測器。

隨著手持式電子裝置如數位相機或具有照相功能之手機的普及，在其上觀看相片已成為常態。因此，一種可使相片的顯示方向隨著手持式電子裝置之旋轉而自動旋轉的相片旋轉功能，也逐漸出現於該手持式電子裝置上。

參閱第1圖，為中華民國專利申請號第95142815號所揭露之一種傾斜感測器10，可裝置於上述手持式電子裝置內以感測其旋轉，並輸出對應訊號以變換相片的顯示方向。如圖所示，該傾斜感測器10包含一界定有一V型槽道110之殼體11、一用以向該V型槽道110內發光之發光元件12、二用以接收該V型槽道110內之光線的受光元件13，以及一可滑動地設於該V型槽道110內之滑動件14。藉由相對重力方向順時針或逆時針旋轉該傾斜感測器10，該滑動件14可由下方的中央位置滑動至該V型槽道110之左右兩側之頂部位置。

當該滑動件14位於中央位置時，該滑動件14可阻擋該發光元件12，使該發光元件12無法朝該V型槽道110內發光，此時，該等受光元件13無法感測到任何光線。當該滑動件14位於該V型槽道110之左側或右側的頂部位置時，該滑動件14可阻擋其中一受光元件13而使其無法接收到V型槽道110內之光線，但另一受光元件13則可不受影響地 接收到光線。藉此，該傾斜感測器10可輸出對應之訊號，以對應控制相片的顯示方向。

然而，由於該滑動件14僅可於該中央位置及左側或右側之頂部位置三者之間來回移動，意謂該傾斜感測器10僅可對應輸出三種訊號，在應用上較為受限。舉例來說，此種傾斜感測器10僅可使相片的顯示方向在一預設位置、一左旋90度，以及一右旋90度三者之間來回變換，但無法動態地依照手持式電子裝置不斷變化的傾斜角度，而連續地改變相片的顯示方向。

本發明之一目的，在於提供一種轉子式方位感測器，可依照不斷變化的傾斜或旋轉角度，而連續地改變其所輸出之電訊號，以提供應用上更多的變化。

為達上述目的，本發明提供一種轉子式方位感測器，包含一殼體、複數發光元件、二檢光元件，以及一轉子。該殼體形成有一圓環形通道，以及連通該通道的複數第一開孔以及分別位於該等第一開孔兩側之二第二開孔。該等發光元件分別位於該等第一開孔處且分別經由該等第一開孔朝該通道內發射光線。該等檢光元件分別位於該等第二開孔處且分別經由該等第二開孔偵測該通道內之光線的強度。該轉子對應設置於該通道內且可沿該通道之延伸方向轉動，藉此，該轉子在該轉子式方位感測器傾斜時可朝重力方向轉動，以阻擋部份之該等發光元件朝該通道內發射光線，並阻擋其中一檢光元件偵測該通道內之光線的強度，使該等檢光元件分別偵測到一具 有一特定強度之光線，並對應輸出一具有一特定強度之電訊號。

有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：

參閱第二圖及第三圖，為依據本發明之第一較佳實施例之一轉子式方位感測器。該轉子式方位感測器主要包含有一殼體20、一電路板23、複數發光元件24、二檢光元件25，以及一轉子26。

該殼體20包含一第一殼體部21及一第二殼體部22。該第一殼體部21配合該第二殼體部22形成有一圓環形之通道210。該第一殼體部21具有一位於其一側之平面211，該平面211平行於該通道210之延伸方向。該平面211上形成有連通該通道210的複數第一開孔212以及二第二開孔213。該等第一開孔212以及該等第二開孔213係沿該通道210之延伸方向排列，且該二第二開孔213分別位於該等第一開孔212之兩側。在本實施例中，該等第一開孔212之數量係以五個為例，而該等發光元件24之數量與該等第一開孔212之數量相同，實際實施時，該等第一開孔212之數量為至少三個即可。

較佳地，該等第二開孔213也正好位在該圓環形通道210之相反兩側，即該等第二開孔213之連線係通過於該圓環形通道210之幾何中心。

此外，該第二殼體部22具有一環狀突出部221，用以對應 嵌設於該第一殼體部21的一環狀嵌槽215內，藉以將該第二殼體部22固定於該第一殼體部21上。

該電路板23設於該第一殼體部21之該平面211上。該電路板23可為一印刷電路板或一軟性電路板。並且，該電路板23於其相反於該第一殼體部21之一平面上形成有複數導電端子231。該等導電端子231係經由該電路板23之表面或內部延伸至該電路板23前方，用以與該等發光元件24以及該等檢光元件25電連接，以提供該等發光元件24及該等檢光元件25電源，或者作為接收該等檢光元件25輸出之訊號之用。

該等發光元件24設於該電路板23上且位於該等第一開孔212處，且分別經由該等第一開孔212朝該通道210內發射光線。在本實施例中，該等發光元件24為發光二極體(light emitting diode)，實際實施時不以此限。

該等檢光元件25設於該電路板23上且位於該等第二開孔213處，且分別經由該等第二開孔213偵測該通道210內之光線的強度。在本實施例中，該等檢光元件25為光電晶體(photo transistor)，實際實施時不以此限。

該轉子26對應設置於該通道210內，且可沿該通道210之圓環形延伸方向轉動。較佳地，該轉子26係呈半圓環形。

第四圖至第十一圖分別說明了該轉子式方位感測器實際操作時的八種不同情況。首先，參閱第四圖，假設該重力方向係朝向圖面下方，該轉子26係自然地位於該通道 210下方，也就是該轉子26的位能最小處。此時，該轉子26阻擋了所有的發光元件24以及右側檢光元件25，只有左側檢光元件25未被該轉子26所阻擋。在此情況下，由於該等發光元件24皆無法朝該通道210內發射光線，未被阻擋之左側檢光元件25偵測不到光線，右側檢光元件25也偵測不到光線，此時該等檢光元件25可各別對應輸出一電訊號，也就是該轉子式方位感測器輸出之第一種電訊號組合。此外，須說明的是，在該轉子26阻擋了左側檢光元件25以及所有的發光元件24而完整露出右側發光元件25時，或者是在該轉子26分別部分地阻擋左側及右側檢光元件25並阻擋所有的發光元件24時，此兩種情況之所有發光元件24皆無法朝該通道210發射光線，該等檢光元件25所發出之電訊號係為一致，皆屬於上述第一種電訊號組合。

參閱第五圖，將該轉子式方位感測器相對第四圖順時針旋轉45度，該轉子26會自然地轉動至該通道210下方。此時，該轉子26阻擋了三個半的發光元件24以及右側檢光元件25，左側檢光元件25則未被該轉子26所阻擋。在此情況下，一個半的該等發光元件24朝該通道210內發射光線，左側檢光元件25可偵測一特定強度之光線，右側檢光元件25則同樣偵測不到光線，此時該等檢光元件25可各別輸出一電訊號，是該轉子式方位感測器輸出之第二種電訊號組合。

參閱第六圖，將該轉子式方位感測器相對第五圖順時針旋轉45度，該轉子26亦會自然地轉動至該通道210下方。 此時，該轉子26阻擋了二個發光元件24以及下側檢光元件25，上側檢光元件25則未被該轉子26所阻擋。在此情況下，三個該等發光元件24朝該通道210內發射光線，上側檢光元件25可偵測一特定強度之光線，下側檢光元件25則同樣偵測不到光線，此時該等檢光元件25可各別輸出一電訊號，是該轉子式方位感測器輸出之第三種電訊號組合。

以此類推，該轉子式方位感測器在第七圖至第十一圖的不同情況下，可分別發出第四種至第八種不同的電訊號組合。因此，在應用上較不會受到限制，舉例來說，在動態地變化手持式電子裝置的傾斜或旋轉角度時，可使相片具有多達八種的不同顯示方向。

此外，各該第一開孔212在完全受阻擋至完全不受阻擋的情況之間連續變化時，對應的發光元件25經由該第一開孔212朝該通道內所發之光線的強度也會呈現連續地變化。因此，各該檢光元件25輸出的電訊號更可以近似於類比的效果進行變化，使得該轉子式方位感測器可輸出更多種的電訊號組合，提供應用上更多的變化性。

如第十二圖所示，為依據本發明之第二較佳實施例之一轉子式方位感測器，其構造大致與第一較佳實施例相同，不同之處在於第二較佳實施例之該轉子式方位感測器係將該等發光元件24及該等檢光元件25分別安排於該殼體20之相反二側。

該等檢光元件25依然設置於該殼體20之第一殼體部21的 一側的電路板23上。然而，該等發光元件24係設置於另一設於該殼體20之另一側的電路板27上。並且，該等第一開孔212亦係形成於第二殼體部22上，以供該等發光元件24經由該等第一開孔212朝該通道210內發射光線。

惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之實施範圍。凡依本發明申請專利範圍所作之等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利所涵蓋範圍之內。

20‧‧‧殼體

21‧‧‧第一殼體部

210‧‧‧通道

211‧‧‧平面

212‧‧‧第一開孔

213‧‧‧第二開孔

215‧‧‧環狀嵌槽

22‧‧‧第二殼體部

221‧‧‧環狀突出部

23‧‧‧電路板

231‧‧‧導電端子

24‧‧‧發光元件

25‧‧‧檢光元件

26‧‧‧轉子

27‧‧‧電路板

第一圖為習知傾斜感測器之一示意圖。

第二圖為依據本發明之第一較佳實施例之轉子式方位感測器的一元件分解圖。

第三圖為第二圖所示之轉子式方位感測器的一剖視圖。

第四圖至第十一圖為該轉子式方位感測器在各種使用狀態之示意圖。

第十二圖為依據本發明之第二較佳實施例之轉子式方位感測器的一剖視圖。

21‧‧‧第一殼體部

210‧‧‧通道

211‧‧‧平面

212‧‧‧第一開孔

213‧‧‧第二開孔

215‧‧‧環狀嵌槽

22‧‧‧第二殼體部

23‧‧‧電路板

231‧‧‧導電端子

24‧‧‧發光元件

25‧‧‧檢光元件

26‧‧‧轉子

Claims (9)

1. 一種轉子式方位感測器，包含：一殼體，形成有一圓環形通道，以及連通該通道的複數第一開孔以及分別位於該等第一開孔兩側之二第二開孔；複數發光元件，分別位於該等第一開孔處並經由該等第一開孔朝該通道內發射光線；二檢光元件，分別位於該等第二開孔處並經由該等第二開孔偵測該通道內之光線的強度；以及一轉子，對應設置於該通道內且可沿該通道之延伸方向轉動，藉此，該轉子在該轉子式方位感測器傾斜時可朝重力方向轉動，以阻擋部份之該等發光元件朝該通道內發射光線，並阻擋其中一檢光元件偵測該通道內之光線，使該等檢光元件分別偵測到一具有一特定強度之光線，並對應輸出一具有一特定強度之電訊號。
2. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，更包含一設於該殼體一側並供該等發光元件及該等檢光元件設置於其上之電路板。
3. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，更包含一設於該殼體一側並供該等檢光元件設置於其上之電路板，以及一設於該殼體另一側並供該等發光元件設置之另一電路板。
4. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，其中該等第一開孔之數量為至少三個，且該等發光元件之數量與該等第一開孔之數量相同。
5. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，其中該等第 二開孔之連線係通過該通道之幾何中心。
6. 如申請專利範圍第2項之轉子式方位感測器，其中該電路板於其相反於該殼體之表面上形成有複數個導電端子。
7. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，其中該等發光元件為發光二極體。
8. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，其中該等檢光元件為光電晶體。
9. 如申請專利範圍第1項之轉子式方位感測器，其中該轉子係呈半圓環形。