TWI413759B - 具有相異發光元件之傾斜感測器及其運作方法 - Google Patents

Description

具有相異發光元件之傾斜感測器及其運作方法

本揭示內容是有關於一種電子偵測裝置及方法，且特別是有關於一種具有相異發光元件之傾斜感測器及傾斜感測器運作方法。

具有影像擷取及顯示功能的電子產品是最受到使用者青睞的現代消費性電子產品。在使用者進行拍攝的時候，時常有直立與水平兩種拍攝的角度，在透過螢幕觀看拍攝結果時往往需要將電子裝置旋轉90度，造成使用不便。因此藉由傾斜感測器可以測知其所在之角度，並進而對螢幕或是相關之操作進行調整。

習知的技術中，常使用單一發光元件產生光，由可移動的遮蔽物在不同的位置對光造成不同的遮蔽效果，再藉由兩個感光元件的設置來偵測光量，以便於在不同的模式下判斷出傾斜感測器所處於的角度。然而如此的設計方式，在感光元件及發光元件的數目配置上，都將受限。

因此，如何設計一個新的傾斜感測器及傾斜感測器運作方法，以藉由不同的感光元件及發光元件配置方式達到感測之功效，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本揭示內容之一態樣是在提供一種具有相異發光元件之傾斜感測器，包含：複數發光元件、遮蔽物、感光元件以及判斷模組。發光元件位於基板上，用以產生相異之複數出射光。遮蔽物可根據重力於基板上之容置空間中運動。感光元件位於基板上，包含複數個接收區，分別用以對應接收出射光之其中之一者，接收區根據發光元件及可運動之遮蔽物間之相對位置偵測複數感光量，各對應於出射光之其中之一者。判斷模組用以電性連接於感光元件，以根據感光量判斷傾斜感測器之傾斜角度。

依據本揭示內容一實施例，其中發光元件包含第一發光元件以及第二發光元件，分別產生第一出射光以及異於第一出射光之第二出射光，接收區包含第一以及第二接收區，分別對應接收第一及第二出射光，俾根據第一發光元件及遮蔽物間與第二發光元件及遮蔽物間之相對位置偵測第一感光量及第二感光量。

依據本揭示內容另一實施例，其中第一發光元件為不可見光發光元件，第二發光元件為可見光發光元件。不可見光發光元件可為紅外光(infrared light)或紫外光(ultraviolet light)發光元件，以產生紅外光或紫外光之第一出射光，第一接收區為紅外光或紫外光接收區。可見光發光元件為單色光發光元件，以產生單色光之第二出射光，第二接收區為單色光接收區。其中單色光為紅光、綠光、藍光或黃光。

依據本揭示內容又一實施例，傾斜感測器更包含複數周圍容室，周圍容室與容置空間位於基板之同一平面上，以圍繞容置空間設置，並承接容置空間，發光元件以及感光元件分別位於周圍容室之其中之一者。其中遮蔽物為圓柱狀遮蔽物或圓球狀遮蔽物。

依據本揭示內容再一實施例，傾斜感測器更包含複數底部容室，底部容室位於基板及容置空間之間，發光元件以及感光元件位於底部容室中，底部容室分別具有小於遮蔽物之開口，俾以開口承接容置空間，以使遮蔽物僅於容置空間運動。其中遮蔽物為圓柱狀遮蔽物或圓球狀遮蔽物。

依據本揭示內容更具有一實施例，其中感光元件係透過底部容室之開口對發光元件所產生之反射光進行偵測。

依據本揭示內容再具有之一實施例，傾斜感測器更包含複數底部容室以及樞軸，底部容室位於基板及容置空間之間，發光元件以及感光元件位於底部容室中，底部容室分別具有開口，俾以開口承接容置空間，遮蔽物為板狀遮蔽物，遮蔽物之一端樞接於樞軸，俾根據重力於容置空間中進行轉動之運動。

依據本揭示內容之一實施例，傾斜感測器更包含複數中間容室，係與容置空間位於基板之同一平面上，容置空間環繞中間容室設置，並使中間容室承接容置空間，發光元件以及感光元件分別位於中間容室之其中之一者。

依據本揭示內容之另一實施例，其中判斷模組及感光元件形成於相同之晶片上。

本揭示內容之另一態樣是在提供一種傾斜感測器運作方法，俾應用於傾斜感測器中，傾斜感測器運作方法包含下列步驟：使傾斜感測器之基板上之複數發光元件產生相異之複數出射光；使遮蔽物於傾斜感測器之容置空間根據重力運動；使傾斜感測器之感光元件進行偵測，其中感光元件包含分別用以對應接收出射光之其中之一者之複數接收區，俾根據發光元件及可運動之遮蔽物間之相對位置偵測複數感光量；以及根據感光量判斷傾斜感測器之傾斜角度。

依據本揭示內容一實施例，其中發光元件包含第一發光元件以及第二發光元件，分別產生第一出射光以及異於第一出射光之第二出射光，接收區包含第一以及第二接收區，分別對應接收第一及第二出射光，俾根據第一發光元件及遮蔽物間與第二發光元件及遮蔽物間之相對位置偵測第一感光量及第二感光量。

依據本揭示內容另一實施例，其中第一發光元件為不可見光發光元件，第二發光元件為可見光發光元件。不可見光發光元件可為紅外光或紫外光發光元件，以產生紅外光或紫外光之第一出射光，第一接收區為紅外光或紫外光接收區。可見光發光元件為單色光發光元件，以產生單色光之第二出射光，第二接收區為單色光接收區。其中單色光為紅光、綠光、藍光或黃光。

應用本揭示內容之優點係在於藉由複數個發光元件產生不同的出射光，搭配遮蔽物與發光元件間的位置關係，由感光元件感測對應不同出射光的感光量，而達到判斷傾斜角度之功效，輕易地達到上述之目的。

請參照第1A圖、第1B圖及第1C圖。第1A圖、第1B圖及第1C圖分別為本揭示內容一實施例中，具有相異發光元件之傾斜感測器1之爆炸圖、俯視圖及方塊圖。於本實施例中，傾斜感測器1包含：第一發光元件100、第二發光元件102、遮蔽物104(未繪示於第1C圖)、感光元件以及判斷模組116(未繪示於第1A圖及第1B圖)。

第一發光元件100及第二發光元件102位於基板110上，用以產生相異之第一出射光及第二出射光(未繪示)。於一實施例中，第一發光元件100為不可見光發光元件，如紅外光或紫外光發光元件，以產生紅外光或紫外光形式之第一出射光。而第二發光元件102為單色光發光元件，以產生單色光之第二出射光。其中，單色光可為紅光、藍光、綠光、黃光或其他顏色之可見光。

遮蔽物104可根據重力於基板110上之容置空間112中運動。於本實施例中，遮蔽物104為一圓柱狀遮蔽物，以於容置空間112中以滾動之方式進行移動。於其他實施例中，係可以其他形狀形成此遮蔽物，如一圓球狀球體，或是其他易於滾動或轉動的形狀。

本實施例中的傾斜感測器1更包含周圍容室114。周圍容室114與容置空間112位於基板110之同一平面上，以圍繞容置空間112設置，並承接容置空間112。前述之第一發光元件100、第二發光元件102以及感光元件分別位於周圍容室114之其中之一者。因此，第一發光元件100及第二發光元件102所發出的第一及第二出射光可以射至容置空間112中，而遮蔽物104則可依其所在之位置遮蔽第一發光元件100及第二發光元件102所發出的第一及第二出射光。最後，如未為遮蔽物104所遮蔽，光將再傳達至感光元件的位置。

感光元件位於基板110上，包含第一接收區106及第二接收區108。對應上述之實施方式，第一接收區106可用以對應接收紅外光或紫外光，而為一紅外光或紫外光接收區，第二接收區108可用以對應接收單色光，而為一單色光接收區。實質上，第一發光元件100及第二發光元件102可由任兩個頻率不相近的不同電磁波發射器實現，以使第一接收區106與第二接收區108可以僅接收到對應的電磁波而不互相干擾。

請同時參照第2A圖至第2D圖，係為第1A圖至第1C圖中之傾斜感測器1之於不同角度時之俯視圖。於第2A圖中，遮蔽物104於容置空間112中移動至感光元件的第一接收區106及第二接收區108前，因此將第一發光元件100及第二發光元件102所發出的第一及第二出射光遮蔽住。因此，第一接收區106及第二接收區108均幾乎無法感測到光而使對應的第一感光量111及第二感光量113(繪示於第1C圖)成為極小值或為0。此時，第一接收區106及第二接收區108所感測到的第一及第二感光量113可表示為(0,0)。

於第2B圖中，遮蔽物104所在之位置遮蔽住第一發光元件100之第一出射光，然而第二發光元件102的第二出射光並未被遮蔽住。因此第一接收區106之第一感光量111將遠小於第二接收區108之第二感光量113。此時，第一接收區106及第二接收區108偵測到的第一及第二感光量111及113可表示為(0,1)。藉此方式，可以判斷出傾斜感測器1於第2B圖中的位置，是相對第2A圖相差順時針方向的90度。

於第2C圖中，遮蔽物104所在之位置均未遮蔽到第一發光元件100及第二發光元件102的第一及第二出射光。因此第一接收區106及第二接收區108將均具有較第2A圖中為大的第一及第二感光量111及113，此時，第一接收區106及第二接收區108偵測到的感光量可表示為(1,1)。故可以由此判斷出傾斜感測器1於第2C圖中的位置，是相對第2A圖相差180度。

於第2D圖中，遮蔽物104所在之位置遮蔽住第二發光元件102之第二出射光，然而第一發光元件100的第一出射光並未被遮蔽住。因此第二接收區108之第二感光量113將遠小於第一接收區106之第一感光量111。此時，第一接收區106及第二接收區108偵測到的第一及第二感光量111及113可表示為(1,0)。藉此方式，可以判斷出傾斜感測器1於第2D圖中的位置，是相對第2A圖相差逆時針方向的90度。

第1C圖中繪示之判斷模組116電性連接於感光元件的第一接收區106及第二接收區108。判斷模組116在根據上述第一發光元件100與遮蔽物104間以及第二發光元件102與遮蔽物104間之相對位置所偵測到的第一及第二感光量111及113，可以判斷傾斜感測器1之傾斜角度。於一實施例中，判斷模組116可與感光元件形成於相同之晶片上。

本實施例中的傾斜感測器1可藉由兩個產生相異之出射光的發光元件與遮蔽物間的相對關係，使感光元件進行不同出射光之感光量的感測，達到偵測傾斜角度的功效。實質上，發光元件可因應不同的實施例而可有更多的數目及種類，並搭配感光元件中相應的接收區，達到偵測之功效，不為上述實施例中所述之數目所限。

請參照第3A圖及第3B圖。第3A圖為本揭示內容另一實施例中，一傾斜感測器3之爆炸圖，而第3B圖為第3A圖之傾斜感測器3沿A方向之側視圖。傾斜感測器3包含第一發光元件300、第二發光元件302、遮蔽物304、感光元件以及判斷模組(未繪示)。

本實施例之傾斜感測器3更包含三個底部容室314，位於基板310及容置空間312之間。第一發光元件300、第二發光元件302以及包含第一及第二接收區306、308的感光元件位於底部容室314中，底部容室314分別具有小於遮蔽物304之開口，俾以開口承接容置空間312，以使遮蔽物304僅於容置空間312移動。本實施例之傾斜感測器3更包含一外蓋316，以使遮蔽物304移動於容置空間312中而不會掉出。其中感光元件的第一及第二接收區306、308可透過底部容室314之各開口，對根據第一發光元件300、第二發光元件302的第一及第二出射光產生之第一及第二反射光進行如前一實施例所述之偵測，如第3B圖所示，以使判斷模組判斷傾斜角度。

請參照第4A圖及第4B圖。第4A圖為本揭示內容另一實施例中，一傾斜感測器4之爆炸圖，而第4B圖為第 4A圖之傾斜感測器4組合後之立體透視圖。傾斜感測器4包含第一發光元件400、第二發光元件402、遮蔽物404、感光元件以及判斷模組(未繪示)。

本實施例之傾斜感測器4包含四個底部容室414，位於基板410及容置空間412之間。第一發光元件400、第二發光元件402以及包含第一及第二接收區406、408的感光元件位於底部容室414中，底部容室414分別具有開口，俾以開口承接容置空間412。於本實施例中，傾斜感測器4更具有設置於底部容室414中間的樞軸411，遮蔽物404則為板狀遮蔽物，其一端樞接於樞軸411，俾根據重力於容置空間412中進行轉動之運動。因此，當板狀遮蔽物404因重力而轉動至一特定方位時，該板狀遮蔽物404將遮蔽住此特定方位下方的底部容室414，並使第一及第二接收區406、408根據此位置所接收到的第一及第二感光量進行感測，達到偵測之效果，以使判斷模組(未繪示於第4A圖及第4B圖)判斷傾斜角度。

請參照第5圖。第5圖為本揭示內容另一實施例中，一傾斜感測器5之俯視透視圖。傾斜感測器5包含第一發光元件500、第二發光元件502、遮蔽物504、感光元件以及判斷模組(未繪示)。

本實施例之傾斜感測器5包含三個中間容室514。容置空間512與中間容室514均位於基板510上，且容置空間512環繞中間容室514設置。第一發光元件500、第二發光元件502以及包含第一及第二接收區506、508的感光元件位於中間容室514中，中間容室514分別具有開口，俾以開口承接容置空間512。遮蔽物504則為球狀遮蔽物或圓板狀遮蔽物，俾根據重力於容置空間512中進行滾動或轉動之運動。感光元件的第一及第二接收區506、508可透過中間容室514之各開口，對根據第一發光元件500、第二發光元件502的第一及第二出射光產生之第一及第二反射光進行偵測，以使判斷模組判斷傾斜角度。舉例來說，當遮蔽物504位於位置60時，第一發光元件500以及第二發光元件502所發出的光均可為第一及第二接收區506、508感測到，此時，其對應的第一及第二感光量可表示為(1,1)。當遮蔽物504位於位置62時，將使第二發光元件502所發出的光被遮蔽，因此對應的第一及第二感光量可表示為(1,0)。當遮蔽物504位於位置64時，將使第一發光元件500以及第二發光元件502所發出的光均被遮蔽，因此對應的第一及第二感光量可表示為(0,0)。當遮蔽物504位於位置66時，將使第一發光元件500所發出的光被遮蔽，因此對應的第一及第二感光量可表示為(0,1)。

需注意的是，上述之實施例中的傾斜感測器各元件之相對位置僅為其中三種可能之實施方式。實質上，傾斜感測器中發光元件之數目、各元件及模組間的相對位置、殼體之外形及容室之形狀，均可依需求具有不同之設計方式，並不為本揭示內容上述實施例所限制。

請參照第6圖。第6圖為本揭示內容又一實施例中，一種傾斜感測器運作方法之流程圖。傾斜感測器運作方法可應用於如第1A圖至第1C圖所繪示的傾斜感測器1、第3A圖至第3B圖中所繪示的傾斜感測器3、第4A圖至第4B圖中所繪示的傾斜感測器4或第5A圖至第5B圖中所繪示的傾斜感測器5。本實施例係以第1A圖至第1C圖之傾斜感測器1為例進行說明。傾斜感測器運作方法包含下列步驟。(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)

於步驟601，使傾斜感測器1之基板110上之複數發光元件，如第1A圖之第一及第二發光元件100、102產生相異之複數出射光。於步驟602，使遮蔽物104於傾斜感測器1之容置空間112根據重力運動。於步驟603，使傾斜感測器1之感光元件進行偵測，其中感光元件包含分別用以對應接收出射光之其中之一者之複數接收區，如第1A圖之第一及第二接收區106、108，俾根據第一及第二發光元件100、102及可運動之遮蔽物104間之相對位置偵測複數感光量，如第1C圖所繪示的第一及第二感光量111、113。最後，於步驟604，使判斷模組116根據第一及第二感光量111、113判斷傾斜感測器1之傾斜角度。

應用本揭示內容之優點係在於藉由複數個發光元件產生不同的出射光，搭配遮蔽物與發光元件間的位置關係，由感光元件感測對應不同出射光的感光量，而達到判斷傾斜角度之功效。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．傾斜感測器

100．．．第一發光元件

102．．．第二發光元件

104．．．遮蔽物

106．．．第一接收區

108．．．第二接收區

110．．．基板

111．．．第一感光量

112．．．容置空間

113．．．第二感光量

114．．．周圍容室

116．．．判斷模組

3．．．傾斜感測器

300．．．第一發光元件

302．．．第二發光元件

304．．．遮蔽物

306．．．第一接收區

308．．．第二接收區

310．．．基板

312．．．容置空間

314．．．底部容室

316．．．外蓋

4．．．傾斜感測器

400．．．第一發光元件

402．．．第二發光元件

404．．．遮蔽物

406．．．第一接收區

408．．．第二接收區

410．．．基板

411．．．樞軸

412．．．容置空間

414．．．底部容室

5．．．傾斜感測器

500．．．第一發光元件

502．．．第二發光元件

504．．．遮蔽物

506．．．第一接收區

508．．．第二接收區

510．．．基板

512．．．容置空間

514．．．中間容室

60、62、64、66．．．位置

601-604．．．步驟

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖為本揭示內容一實施例中，傾斜感測器之爆炸圖；

第1B圖為第1A圖之傾斜感測器之俯視圖；

第1C圖為第1A圖之傾斜感測器之方塊圖；

第2A圖至第2D圖為第1A圖至第1C圖中之傾斜感測器之於不同角度時之俯視圖；

第3A圖為本揭示內容另一實施例中，傾斜感測器之爆炸圖；

第3B圖為第3A圖之傾斜感測器沿A方向之側視圖；

第4A圖為本揭示內容另一實施例中，傾斜感測器之爆炸圖；

第4B圖為第4A圖之傾斜感測器組合後之立體透視圖；

第5圖為本揭示內容一實施例中，傾斜感測器之俯視透視圖；以及

第6圖為本揭示內容又一實施例中，一種傾斜感測器運作方法之流程圖。

1．．．傾斜感測器

100．．．第一發光元件

102．．．第二發光元件

106．．．第一接收區

108．．．第二接收區

111．．．第一感光量

113．．．第二感光量

116．．．判斷模組

Claims (20)

1. 一種具有相異發光元件之傾斜感測器，包含：複數發光元件，位於一基板上，用以產生相異之複數出射光；一遮蔽物，係可根據一重力於該基板上之一容置空間中運動；一感光元件，位於該基板上，包含複數個接收區，分別用以對應接收該等出射光之其中之一者，該等接收區根據該等發光元件及可運動之該遮蔽物間之相對位置偵測複數感光量，各對應於該等出射光之其中之一者；以及一判斷模組，用以電性連接於該感光元件，以根據該等感光量判斷該傾斜感測器之一傾斜角度。
2. 如請求項1所述之傾斜感測器，其中該等發光元件包含一第一發光元件以及一第二發光元件，分別產生一第一出射光以及異於該第一出射光之一第二出射光，該等接收區包含一第一接收區以及一第二接收區，分別對應接收該第一出射光以及該第二出射光，俾根據該第一發光元件及該遮蔽物間與該第二發光元件及該遮蔽物間之相對位置偵測一第一感光量及一第二感光量。
3. 如請求項2所述之傾斜感測器，該第一發光元件為一不可見光發光元件，該第二發光元件為一可見光發光元件。
4. 如請求項3所述之傾斜感測器，其中該不可見光發光元件為一紅外光(infrared light)或紫外光(ultraviolet light)發光元件，以產生一紅外光或紫外光之該第一出射光，該第一接收區為一紅外光或紫外光接收區。
5. 如請求項3所述之傾斜感測器，其中該可見光發光元件為一單色光發光元件，以產生一單色光之該第二出射光，該第二接收區為一單色光接收區。
6. 如請求項5所述之傾斜感測器，其中該單色光為一紅光、一藍光、一綠光或一黃光。
7. 如請求項1所述之傾斜感測器，更包含複數周圍容室，係與該容置空間位於該基板之同一平面上，以圍繞該容置空間設置，並承接該容置空間，該等發光元件以及該感光元件係分別位於該等周圍容室之其中之一者。
8. 如請求項7所述之傾斜感測器，其中該遮蔽物係為一圓柱狀遮蔽物或一圓球狀遮蔽物。
9. 如請求項1所述之傾斜感測器，更包含複數底部容室，係位於該基板及該容置空間之間，該等發光元件以及該感光元件係位於該等底部容室中，該等底部容室分別具有小於該遮蔽物之一開口，俾以該開口承接該容置空間，以使該遮蔽物僅於該容置空間運動。
10. 如請求項9所述之傾斜感測器，其中該遮蔽物係為一圓柱狀遮蔽物或一圓球狀遮蔽物。
11. 如請求項9所述之傾斜感測器，其中該感光元件係透過該等底部容室之開口對該等發光元件產生之複數反射光進行偵測。
12. 如請求項1所述之傾斜感測器，更包含複數底部容室以及一樞軸，該等底部容室係位於該基板及該容置空間之間，該等發光元件以及該感光元件係位於該等底部容室中，該等底部容室分別具有一開口，俾以該開口承接該容置空間，該遮蔽物係為一板狀遮蔽物，該遮蔽物之一端樞接於該樞軸，俾根據該重力於該容置空間中進行轉動之運動。
13. 如請求項1所述之傾斜感測器，更包含複數中間容室，係與該容置空間位於該基板之同一平面上，該容置空間係環繞該等中間容室設置，並使該等中間容室承接該容置空間，該等發光元件以及該感光元件係分別位於該等中間容室之其中之一者。
14. 如請求項1所述之傾斜感測器，其中該判斷模組及該感光元件形成於相同之一晶片上。
15. 一種傾斜感測器運作方法，俾應用於一傾斜感測器中，該傾斜感測器運作方法包含下列步驟：使該傾斜感測器之一基板上之複數發光元件產生相異之複數出射光；使一遮蔽物於該傾斜感測器之一容置空間根據一重力運動；使該傾斜感測器之一感光元件進行偵測，其中該感光元件包含分別用以對應接收該等出射光之其中之一者之複數接收區，俾根據該等發光元件及可運動之該遮蔽物間之相對位置偵測一複數感光量；以及根據該等感光量判斷該傾斜感測器之一傾斜角度。
16. 如請求項15所述之傾斜感測器運作方法，其中該等發光元件包含一第一發光元件以及一第二發光元件，分別產生一第一出射光以及異於該第一出射光之一第二出射光，該等接收區包含一第一接收區以及一第二接收區，分別對應接收該第一出射光以及該第二出射光，俾根據該第一發光元件及該遮蔽物間與該第二發光元件及該遮蔽物間之相對位置偵測一第一感光量及一第二感光量。
17. 如請求項16所述之傾斜感測器運作方法，其中該第一發光元件為一不可見光發光元件，該第二發光元件為一可見光發光元件。
18. 如請求項17所述之傾斜感測器運作方法，其中該不可見光發光元件為一紅外光或紫外光發光元件，以產生一紅外光或一紫外光之該第一出射光，該第一接收區為一紅外光或一紫外光接收區。
19. 如請求項17所述之傾斜感測器運作方法，其中該可見光發光元件為一單色光發光元件，以產生一單色光之該第二出射光，該第二接收區為一單色光接收區。
20. 如請求項19所述之傾斜感測器運作方法，其中該單色光為一紅光、一藍光、一綠光或一黃光。