TWI480524B

TWI480524B - Electrical equipment and light sensing method

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Publication number: TWI480524B
Application number: TW103115714A
Authority: TW
Original assignee: Univ Chaoyang Technology
Priority date: 2014-05-01
Filing date: 2014-05-01
Publication date: 2015-04-11
Also published as: TW201543009A

Description

電器設備及光感控方法

本發明是有關於一種設備及方法，特別是指一種電器設備及光感控方法。

隨著科技的發展，生活中需要人們手動操作的裝置將越來越少，其中，光線感應裝置即被廣泛的應用在生活中取代手動操作，例如使用光線感應裝置控制電子產品的開關、調整電子產品的功能、或是控制光線的亮度等。

參閱圖1，現有的光線感應裝置1與一電子產品(圖未示)結合，用光線感應以控制該電子產品，該光線感應裝置1包含一發光元件11、一光偵測元件12，及一單晶片13。該發光元件11具有一接地的第一端及一電連接該單晶片13的第二端，目前普遍都使用一發光二極體作為該發光元件11。該光偵測元件12具有一接地的第一端及一電連接該單晶片13的第二端，可使用例如一光敏電阻或一光二極體作為該光偵測元件。在操作上，該單晶片13輸出一直流電壓給該發光元件11使該發光元件11發出光源用以指示狀態，該光偵測元件12感測外在的光源產生一信號，該單晶片13接收該信號並加以判斷，以控制該電子產品。

然而，現有的光線感應裝置1具有以下缺點：成本較高，需額外花費該光偵測元件12及該光偵測元件12與該單晶片13之間的線路，因此額外增加了整個系統的成本。

因此，本發明之第一目的，即在提供一種節省成本的電器設備。

於是，本發明電器設備，包含：一發光二極體，可切換於一發光模式及一感測模式，在該發光模式時，該發光二極體用以指示使用狀態；在該感測模式時，該發光二極體感測環境亮度並產生一相關環境亮度的感應電壓；一光感控裝置，包括：一傳輸閘，電連接該發光二極體且接收一切換信號，並受該切換信號控制使該發光二極體切換於該發光模式及該感測模式，在該感測模式時，該傳輸閘接收該發光二極體的感應電壓，及一控制單元，電連接該傳輸閘並於每一工作週期中產生該切換信號給該傳輸閘，且根據該感應電壓的大小來判斷環境亮度的變化時間是否超過一內存的預定時間值，若該變化時間超過該預定時間值，並產生一控制信號；及一電器主體，電連接該光感控裝置以接收該控制信號，並根據該控制信號產生做動。

本發明之第二目的，即在提供另一種節省成本的電器設備。

該電器設備包含：一發光二極體，可切換於一發光模式及一感測模式，在該發光模式時，該發光二極體用以指示使用狀態；在該感測模式時，該發光二極體感測環境亮度並產生一相關環境亮度的感應電壓；一光感控裝置，包括：一傳輸閘，電連接該發光二極體且接收一切換信號，並受該切換信號控制使該發光二極體切換於該發光模式及該感測模式，在該感測模式時，該傳輸閘接收該發光二極體的感應電壓，及一控制單元，電連接該傳輸閘並於每一工作週期中產生該切換信號給該傳輸閘，並根據該感應電壓的大小產生一控制信號；及一電器主體，電連接該光感控裝置以接收該控制信號，並根據該控制信號產生做動。

本發明之第三目的，即在提供一種節省成本的光感控方法。

該光感控方法適用於一電器設備中，該電器設備包含一切換於一發光模式及一感測模式的發光二極體、一電連接該發光二極體的光感控裝置，及一電連接該光感控裝置的電器主體，且該光感控方法包含：(A)利用該光感控裝置於每一工作週期中提供一切換信號來控制該發光二極體切換於該發光模式及該感測模式；(B)當該發光二極體在該感測模式時，該發光二極體感測環境亮度並產生一相關環境亮度的感應電壓；(C)利用該光感控裝置接收來自該發光二極體的該感應電壓，並根據該感應電壓的大小來判斷環境亮度的變化時間是否超過一內存的預定時間值；及(D)若步驟(C)的判斷結果為是，則利用該光感控裝置產生一指示該電器主體做動的控制信號，並傳送到該電器主體。

本發明之第四目的，即在提供另一種節省成本的光感控方法。

該光感控方法適用於一電器設備中，該電器設備包含一切換於一發光模式及一感測模式的發光二極體、一電連接該發光二極體的光感控裝置，及一電連接該光感控裝置的電器主體，且該光感控方法包含：(A)利用該光感控裝置於每一工作週期中提供一切換信號來控制該發光二極體切換於該發光模式及該感測模式；(B)當該發光二極體在該感測模式時，該發光二極體感測環境亮度並產生一相關環境亮度的感應電壓；(H)利用該光感控裝置接收來自該發光二極體的該感應電壓，並根據該感應電壓的大小產生一指示該電器主體做動的控制信號；及 (E)利用該電器主體接收該控制信號，並根據該控制信號產生做動。

本發明不需額外設置一光偵測元件及相關線路用以感測環境亮度來控制一電子產品，相較於先前技術具有降低成本的功效。

1‧‧‧光線感應裝置

11‧‧‧發光元件

12‧‧‧光偵測元件

13‧‧‧單晶片

2‧‧‧發光二極體

3‧‧‧光感控裝置

31‧‧‧傳輸閘

310‧‧‧控制端

311‧‧‧第一端

312‧‧‧第二端

313‧‧‧第三端

32‧‧‧類比數位轉換單元

33‧‧‧控制單元

331‧‧‧計數器

332‧‧‧對照表

34‧‧‧輸出介面

4‧‧‧發光二極體明滅控制單元

5‧‧‧電器主體

51‧‧‧背光模組

T‧‧‧工作週期

t1‧‧‧第一段時間

t2‧‧‧第二段時間

A‧‧‧切換步驟

B‧‧‧感測步驟

C‧‧‧判斷步驟

C1‧‧‧數位轉換步驟

C2‧‧‧比較大小步驟

C3‧‧‧增加一統計結果步驟

C4‧‧‧比較一更新統計結果大小步驟

C5‧‧‧歸零步驟

D‧‧‧產生步驟

E‧‧‧做動步驟

F‧‧‧不做動步驟

G‧‧‧發光

H‧‧‧控制步驟

H1‧‧‧數位轉換步驟

H2‧‧‧查表步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明現有的光線感應裝置；圖2是一電路圖，說明本發明電器設備之一第一較佳實施例；圖3是一流程圖，說明該第一較佳實施例執行一種光感控方法；圖4是一示意圖，說明該第一較佳實施例的一發光二極體被控制於每一工作週期中切換於一發光模式及一感測模式；圖5是一電路圖，說明本發明電器設備之一第二較佳實施例；及圖6是一流程圖，說明該第二較佳實施例執行另一種光感控方法。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明電器設備之第一較佳實施例藉由感測環境亮度來控制該電器設備的做動，且該電器設備包含一發光二極體2、一光感控裝置3、一發光二極體明滅控制單元4，及一電器主體5。在本例中，該電器設備為一電風扇。

該發光二極體2包括一陽極，及一接地的陰極，且可切換於一發光模式及一感測模式。當該發光二極體2在該發光模式時，接收一電壓且發光，並用以指示使用狀態，在本例中，該發光二極體2發光以指示該電風扇為開啟的狀態。當該發光二極體2在該感測模式時，不會發光，且用以感測環境亮度，並產生一相關環境亮度的感應電壓，該感應電壓與遮光程度成反比，與環境亮度成正比，以一紅色發光二極體為例：當該紅色發光二極體沒有被遮蔽時，感測到環境的亮度，則該感應電壓為1.4伏特；當該紅色發光二極體完全被遮蔽時，感測不到環境的亮度，則該感應電壓為0伏特，因此，該紅色發光二極體的感應電壓根據遮蔽程度有從0伏特到1.4伏特之間的變化。

該光感控裝置3包括一傳輸閘31、一類比數位轉換單元32、一控制單元33，及一輸出介面34。

該傳輸閘31具有一控制端310、一第一端311、一第二端312，及一第三端313。該控制端310接收一切換信號，並受該切換信號控制以切換線路，使該第一端311與該第二端312導通，或該第一端311與該第三端313導通。該第一端311電連接該發光二極體2的陽極。

該類比數位轉換單元32電連接該傳輸閘31的第三端313。

該控制單元33電連接該傳輸閘31的控制端310及該類比數位轉換單元32，且具有一計數器331。該控制單元33內部儲存一相關環境亮度變化且數位的預定值，及一相關環境亮度變化的時間量的預定時間值。該計數器331儲存一相關該發光二極體2感測環境亮度變化的時間的統計結果。

該輸出介面34電連接該控制單元33。

該發光二極體明滅控制單元4電連接該傳輸閘31的第二端312。

該電器主體5電連接該輸出介面34及該發光二極體明滅控制單元4。在本例中，該電器主體5為該電風扇的內部機械結構。

參閱圖2與圖3，該電器設備執行一種光感控方法，該光感控方法包含以下步驟：

步驟A：參閱圖4，利用該控制單元33於每一工作週期T中提供該切換信號給該傳輸閘31，來控制該發光二極體2切換於該發光模式及該感測模式，也就是說，在每一工作週期T中，該傳輸閘31在一第一段時間t₁ 時，使該第一端311與該第二端312導通，若該電器主體5是運轉的狀態，則來自該電器主體5的該電壓，經由該發光二極體明滅控制單元4、該傳輸閘31，傳遞到該發光二極體2，使該發光二極體2發亮，為該發光模式，即為步驟G；該傳輸閘31在一第二段時間t₂ 時，使該第一端311與該第三端313導通，該發光二極體2為暗態並開始感測環境亮度，為該感測模式，即為步驟B。在本例中，該電器主體5是運轉的狀態，使用該紅色發光二極體指示狀態及感測環境亮度，該控制單元33輸出該切換信號，控制該傳輸閘31以該第一段時間t₁ 為15/16秒、該第二段時間t₂ 為1/16秒做切換，讓人的眼睛察覺不出該紅色發光二極體用以感測環境亮度的狀態。

步驟B：當該發光二極體2在該感測模式時，該發光二極體2感測環境亮度並產生相關環境亮度的該感應電壓，亦即在該第二段時間t₂ 時，利用該發光二極體2開始感測環境亮度，並產生該感應電壓。

步驟C：利用該傳輸閘31接收來自該發光二極體2的該感應電壓，讓該控制單元33根據該感應電壓的大小來判斷環境亮度的變化時間是否超過該預定時間值。且步驟C更包括以下子步驟：

子步驟C1：利用該傳輸閘31接收該感應電壓並將該感應電壓傳送給該類比數位轉換單元32，該類比數位轉換單元32將該感應電壓進行類比至數位轉換成一正比於該感應電壓大小的數位值信號。在本例中，該類比數位轉換單元32將該紅色發光二極體的感應電壓為從0伏特到1.4伏特之間的變化，轉換成0到100的該數位值信號。

子步驟C2：利用該控制單元33接收該數位值信號並將該數位值信號與該預定值比較，來判斷環境亮度是否有變化。在本例中，環境為亮態，藉由遮蔽該發光二極體，讓該發光二極體2感測到環境亮度發生變化，設定該預定值為7，等同於該感應電壓為0.098伏特，約為0.1伏特，當該數位值信號小於7時，該控制單元33判斷環境亮度發生變化，即執行子步驟C3；反之，當該數位值信號大於7時，該控制單元33判斷環境亮度沒有發生變化，即執行子步驟C5。

子步驟C3：當該控制單元33判斷環境亮度有變化時，利用該控制單元33的計數器331將該統計結果增加以得到一更新統計結果。在本例中，當該發光二極體2被遮蔽，該感應電壓小於0.1伏特時，該計數器331將該統計結果加一以得到該更新統計結果。

子步驟C4：利用該控制單元33判斷該更新統計結果是否大於該預定時間值，若該更新統計結果大於該預定時間值，則執行步驟D。在本例中，設定該預定時間值為48，亦即連續遮蔽該發光二極體2到3秒，使該感應電壓連續3秒小於0.1伏特：3/(1/16)=48。

子步驟C5：當該控制單元33判斷環境亮度沒有變化時，利用該控制單元33的計數器331將該統計結果歸零。在本例中，當該發光二極體2沒被遮蔽，該感應電壓大於0.1伏特時，該計數器331將該統計結果重新歸零。

步驟D：若在子步驟C4中，該更新統計結果大於該預定時間值，則利用該控制單元33產生一指示該電器主體5做動的控制信號。在本例中，當連續遮蔽該發光二極體2超過3秒後，該控制單元33產生控制該電器主體5開始運轉或停止運轉的該控制信號。

步驟E：利用該電器主體5接收來自該控制單元33並經由該輸出介面34傳送的該控制信號，並根據該控制信號而開始做動。在本例中，該電器主體5接收該控制信號而受控制開始運轉或停止運轉。

步驟F：若在子步驟C4中，該更新統計結果小於該預定時間值，則該控制單元33不會產生該控制信號，該電器主體5不做動。在本例中，沒有遮蔽該發光二極體2或遮蔽該發光二極體2不超過3秒，該電器主體5不會接收到該控制信號，因而不產生做動。

此外，本例更可藉由該控制信號與該輸出介面34配合，控制該電器主體5多種的做動，例如控制該電風扇搖擺或改變轉速等。再要補充說明的是，本例的方法亦可應用在控制一智慧型手機內的一應用程式，該電器設備為該智慧型手機，利用遮蔽該智慧型手機內的發光二極體2，使該發光二極體2感測到不同的感應電壓，進而控制該智慧型手機內的該應用程式。

參閱圖5，本發明電器設備之第二較佳實施例，與該第一較佳實施例類似，不同處在於該控制單元33內部儲存一對照表332(表一)，且不具有該計數器331，及沒有儲存該預定值及該預定時間值，並該電器主體5具有一背光模組51。此外，該對照表332記錄多個控制信號與對應每一控制信號的數位值。在本例中，該電器設備為一手機，該發光二極體2用以指示是否有來電：當有來電時，該電器主體5將該電壓經由該發光二極體明滅控制單元4、該傳輸閘31，傳遞到該發光二極體2，使該發光二極體2發光；當沒有來電時，該電器主體5不將該電壓傳送給該發光二極體2，使該發光二極體2不發光，並且使用該發光二極體2感測環境亮度來控制該手機的背光亮度。該對照表332記錄的每一數位值正比且對應到每一感應電壓，該紅色發光二極體的感應電壓為從0伏特到1.4伏特之間的變化，則該數位值對應成0到100之間的變化。

參閱圖5與圖6，與該第一較佳實施例類似，該第二較佳實施例的電器設備執行該光感控方法，不同處在該步驟H。

步驟H：利用該傳輸閘31接收來自該發光二極體2的該感應電壓，利用該控制單元33根據該感應電壓的大小產生指示該電器主體5做動的該控制信號。且步驟H更包括以下子步驟：

子步驟H1：利用該傳輸閘31接收來自該發光二極體2的該感應電壓，並傳送給該類比數位轉換單元32，利用該類比數位轉換單元32將接收的該感應電壓進行類比至數位轉換成正比於該感應電壓大小的該數位值信號。

子步驟H2：利用該控制單元33接收該數位值信號，且根據該數位值信號在該對照表332中進行查表以找到與該數位值信號相同的數位值，並產生對應該數位值的該控制信號。執行完步驟H，接著執行步驟E。

在該第二較佳實施例中，該對照表332如表一所示，該控制信號為一電流，該電器主體5的背光模組51接收來自該控制單元33且經由該輸出介面34傳送的該控制信號，以調整該手機的背光亮度。因此，該發光二極體2自行感測環境亮度，並利用該控制單元33輸出該控制信號自動調整該手機的背光亮度。

綜上所述，上述實施例具有以下優點：降低成本，可藉由使用該發光二極體2與控制該傳輸閘31的切換配合，而讓該發光二極體2於兩種模式：發光以指示狀態的發光模式及感測環境亮度而產生該感應電壓的感測模式，並再藉由該控制單元33根據該感應電壓控制該電器主體5，相較於現有的技術中，不需額外設置一光偵測元件及相關線路用以感測環境亮度以控制一電子產品，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。