动作传感器检测系统以及方法与流程

本发明涉及一种传感器检测系统以及方法，特别是涉及一种动作传感器检测系统以及方法。

背景技术：

目前，包括红外光发光二极管(irled)的动作传感器(motionsensor，ms，或称gesturesensor，gs)已被广泛用于携带型电子产品及穿戴型电子产品内，包括智能型手机、平板、喇叭(audiospeakers)、耳机及智能型手表等，以提供非接触式(touchless)的控制应用。另外，现有的三合一检测器(3in1tester)已在传感器的生产线被用于检测环境光传感器(ambientlightsensor，als)、近距离传感器(proximitysensor)及动作传感器。在检测动作传感器时，现有的三合一检测器是利用一张反射率18％的灰卡(graycard)于动作传感器的上方以东西向及南北向来回移动，使得由动作传感器的发光单元产生的光源经由灰卡反射而投射至动作传感器的光感测单元，借此获得检测信号。电性连接于动作传感器的处理器得以依据灰卡在不同位置时，动作传感器的光感测单元所接收到的检测信号进行数据运算及处理，以得到动作传感器的检测结果。

请参阅图1，图1为现有的三合一检测器中用于检测动作传感器的检测装置1的示意图。具体来说，使用现有检测装置1所进行的检测处理步骤至少包括下列步骤：(a)将一张反射率18％的灰卡11直接设置于待检测的动作传感器10上方约2至5公分处的一个固定位置，以控制模块12驱动动作传感器10的发光单元101产生一道射向灰卡11的光束，光束经灰卡11反射后投射于动作传感器10的光感测单元102，得到初始检测信号；(b)通过驱动装置13由东向西、由西向东、由南向北以及由北向南移动灰卡11，并将在多个时间点下由灰卡11反射并由光感测单元10接收的检测信号以数字形式存储于存储器(未显示)中；以及(c)通过处理器14对上述初始检测信号以及检测信号进行演算以得到检测结果。

使用包括灰卡11的三合一检测器在应用上的优点是可以模拟实际应用上的感应模式。然而，使用此现有的三合一检测器的缺点包含，为驱动灰卡11在动作传感器10的上方以东西向及南北向来回移动，需要配备有驱动装置13(例如自动装入器，auto-handler)，如此一来，增加了三合一检测器的结构复杂度及制造成本。另外，为检测动作传感器10在不同方向下的感测效能，须将灰卡11往复来回移动，如此一来，增加了检测时间而使得使用三合一检测器中的检测装置1的检测处理步骤的效率降低。一般的检测装置1需要花费9至10秒的时间完成检测处理步骤。

因此，仍有需要提供一种经改良的动作传感器检测系统以及方法，以解决前述现有的三合一检测器中检测装置1的缺点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，需要提供一种经改良的动作传感器检测系统以及方法，以解决前述现有的三合一检测器中检测装置的缺点。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，公开一种动作传感器检测系统，其用于检测包含有一发光单元以及一光感测单元的一动作传感器，所述动作传感器检测系统包含一检测光束产生模块、一控制模块，以及一处理器模块。所述检测光束产生模块设置于所述动作传感器的上方，其中所述检测光束产生模块间歇性投射一检测光束至所述光感测单元。所述控制模块电性连接于所述检测光束产生模块，用以控制所述检测光束产生模块间歇性投射所述检测光束至所述光感测单元的时程。所述处理器模块电性连接于所述光感测单元，其中所述处理器模块根据所述光感测单元所接收到的所述检测光束，以产生一检测结果。其中，所述检测光束产生模块包括多个沿一第一方向排列的第一方向检测光束产生器、多个沿一第二方向排列的第二方向检测光束产生器、多个沿一第三方向排列的第三方向检测光束产生器以及多个沿一第四方向排列的第四方向检测光束产生器，所述第一方向与所述第二方向为两相反方向，所述第三方向与所述第四方向为两相反方向，所述第一方向与所述第二方向垂直于所述第三方向与所述第四方向。其中，所述第一方向检测光束产生器、所述第二方向检测光束产生器、所述第三方向检测光束产生器以及所述第四方向检测光束产生器分别间歇性投射一第一检测光束、一第二检测光束、一第三检测光束以及一第四检测光束至所述光感测单元。

更进一步地，所述控制模块用以控制多个所述第一方向检测光束产生器、多个所述第二方向检测光束产生器、多个所述第三方向检测光束产生器以及多个所述第四方向检测光束产生器分别依次投射所述第一检测光束、所述第二检测光束、所述第三检测光束以及所述第四检测光束至所述光感测单元的时程。

更进一步地，所述发光单元为一红外光发光二极管，且所述第一方向检测光束产生器、所述第二方向检测光束产生器、所述第三方向检测光束产生器以及所述第四方向检测光束产生器都为红外光发光二极管组件。

更进一步地，所述控制模块电性连接于所述检测光束产生模块，用以控制所述检测光束的强度。

根据本发明的另一种方案，公开一种动作传感器的检测方法，其包含下列步骤：(a)将包含有一发光单元以及一光感测单元的一动作传感器设置于一检测光束产生模块的下方；(b)所述检测光束产生模块间歇性投射一检测光束至所述光感测单元；(c)通过电性连接于所述检测光束产生模块的一控制模块，以控制所述检测光束产生模块间歇性投射所述检测光束至所述光感测单元的时程；以及(d)通过电性连接于所述光感测单元的一处理器模块，根据所述光感测单元所接收到的所述检测光束，以产生一检测结果。其中，所述检测光束产生模块包括多个沿一第一方向排列的第一方向检测光束产生器、多个沿一第二方向排列的第二方向检测光束产生器、多个沿一第三方向排列的第三方向检测光束产生器以及多个沿一第四方向排列的第四方向检测光束产生器，所述第一方向与所述第二方向为两相反方向，所述第三方向与所述第四方向为两相反方向，所述第一方向与所述第二方向垂直于所述第三方向与所述第四方向。其中，所述第一方向检测光束产生器、所述第二方向检测光束产生器、所述第三方向检测光束产生器以及所述第四方向检测光束产生器分别间歇性投射一第一检测光束、一第二检测光束、一第三检测光束以及一第四检测光束至所述光感测单元。

更进一步地，所述控制模块控制多个所述第一方向检测光束产生器、多个所述第二方向检测光束产生器、多个所述第三方向检测光束产生器以及多个所述第四方向检测光束产生器分别依次投射所述第一检测光束、所述第二检测光束、所述第三检测光束以及所述第四检测光束至所述光感测单元的时程。

更进一步地，所述控制模块电性连接于所述检测光束产生模块，用以控制所述检测光束的强度。

本发明的主要技术手段在于，本发明所公开的动作传感器检测系统以及方法，是以一设置在固定位置的检测光束产生模块来取代现有技术中动作传感器的发光单元以及灰卡所提供的功能。具体来说，有别于现有技术的三合一传感器是利用待检测的动作传感器的发光单元来投射光源至灰卡，再通过灰卡将光源反射而投射至动作感应其的光感测单元，本发明是以检测光束产生模块来模拟由不同方向反射而来的光源，达到测试的效果。

由于本发明以检测光束产生模块进行检测的系统以及方法不须额外使用传统上用来移动灰卡的驱动装置，动作传感器检测系统的结构复杂度以及制造成本可被大幅降低。再者，由于省去往复移动灰卡的处理步骤，本发明所公开的动作传感器检测系统以及方法的操作处理步骤可被简化，而操作时间也被显著的减少。再者，由于现有的三合一检测器中，用于检测环境光传感器的装置是包含有一片光源板，本发明的检测光束产生模块可以与此光源板相互整合，借此还进一步降低检测器的生产及维护成本。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有的三合一检测器中用于检测动作传感器的检测装置的示意图；

图2为本发明实施例所公开的动作传感器检测系统与动作传感器的示意图；

图3为本发明实施例所公开的动作传感器检测系统的检测光束产生模块的仰视示意图；

图4为本发明实施例所公开的检测光束产生模块与动作传感器在第一时间点的情况下的剖面示意图；

图5为本发明实施例所公开的检测光束产生模块与动作传感器在第二时间点的情况下的剖面示意图；

图6为本发明实施例所公开的检测光束产生模块与动作传感器在第三时间点的情况下的剖面示意图；

图7为本发明实施例所公开的检测光束产生模块与动作传感器在第四时间点下的情况的剖面示意图；以及

图8为本发明实施例所公开的动作传感器检测方法的流程图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“动作传感器检测系统以及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与技术效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范畴。

首先，请参阅图2。图2为本发明实施例所公开的动作传感器检测系统与动作传感器的示意图。动作传感器检测系统2是用于检测包含发光单元31以及光感测单元32的动作传感器3。动作传感器3通常包含单一个红外光发光二极管作为发光单元31，而光感测单元32包含整合至同一个积体芯片(ic)上的四个定向检测器(directionaldetector)。前述四个定向检测器分别为用于检测东、西、南、北向动作的二极管。

请再次参阅图2，本发明实施例所公开的动作传感器检测系统2包含检测光束产生模块21、控制模块22，以及处理器模块23。检测光束产生模块21设置于动作传感器3的上方。如图2所示，于本发明的实施例中，检测光束产生模块21具有发光面211，发光面211朝向动作传感器3的光感测单元32以间歇性投射检测光束s至光感测单元32。发光面211与光感测单元32之间的距离可为8-10公分。然而，本发明不受限于此。

承上述，控制模块22电性连接于检测光束产生模块21，用以控制检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32的时程。如图2所示，控制模块22也可同时电性连接于动作传感器3的光感测单元32。处理器模块23电性连接于光感测单元32，其中处理器模块23根据光感测单元32所接收到的检测光束s，以产生检测结果。于图2所示的实施例中，处理器模块23是通过控制模块22电性连接至光感测单元32。

接下来，请参阅图3。图3为本发明实施例所公开的动作传感器检测系统的检测光束产生模块的仰视示意图。于本发明实施例中，检测光束产生模块21的发光面211上设置多个沿第一方向l1排列的第一方向检测光束产生器212、多个沿第二方向排列l2的第二方向检测光束产生器213、多个沿第三方向l3排列的第三方向检测光束产生器214以及多个沿第四方向l4排列的第四方向检测光束产生器215。第一方向l1与第二方l2向为两相反方向，第三方向l3与第四方向l4为两相反方向，第一方向l1与第二方向l2垂直于第三方向l3与第四方向l4。若以发光面211平行于地表面的方式设置检测光束产生模块21，第一方向l1可为朝向东边的方向，第二方向l2可为朝向西边的方向，第三方向l3可为朝向南边的方向，而第四方向l4可为朝向北边的方向，然而，本发明的检测光束产生模块21的设置方式不限于此。

举例而言，于图3中，发光面211上包含四个沿第一方向l1排列的第一方向检测光束产生器212、四个沿第二方向排列l2的第二方向检测光束产生器213、四个沿第三方向l3排列的第三方向检测光束产生器214以及四个沿第四方向l4排列的第四方向检测光束产生器215。换句话说，当以发光面211平行于地表的方式设置检测光束产生模块21，发光面211上的东西方向及南北方向上各自设置有八个检测光束产生器。于本发明的实施例中，第一方向检测光束产生器212、第二方向检测光束产生器213、第三方向检测光束产生器214以及第四方向检测光束产生器215皆为红外光发光二极管组件。如此一来，检测光束产生器212所产生的检测光束s可模拟由发光单元31(其是红外光发光二极管)所发出并由灰卡11所反射的光源。

承上述，在进行动作传感器3的检测处理步骤时，控制模块22在每个时间点下控制检测光束产生模块21的多个第一方向检测光束产生器212、多个第二方向检测光束产生器213、多个第三方向检测光束产生器214以及多个第四方向检测光束产生器215的其中一个投射检测光束s至光感测单元32。换句话说，在一个时间点下，检测光束产生模块21只会产生一道检测光束s。检测光束s为红外线光束。

请参阅图4及图5并同时参阅图3。图4及图5为本发明实施例所公开的检测光束产生模块与动作传感器在两个连续的时间点下，沿着第一方向l1及第二方向l2的剖面示意图。控制模块22在如图3所示的第一时间点下控制检测光束产生模块21的多个第一方向检测光束产生器212中，最靠近控制检测光束产生模块21的外侧的第一方向检测光束产生器212a产生投射至光感测单元32的检测光束s。

接着，在如图4所示的第二时间点下，控制模块22控制检测光束产生模块21的多个第一方向检测光束产生器212中第二靠近检测光束产生模块21的外侧的第一方向检测光束产生器212b(其邻近于在第一时间点下产生检测光束s的第一方向检测光束产生器212a)产生投射至光感测单元32的检测光束s。依此类推，在下一个时间点下，控制模块22继续依次控制其他第一方向检测光束产生器212产生检测光束s。

承上述，多个第一方向检测光束产生器212依次产生检测光束s后，控制模块22控制多个第二方向检测光束产生器213中最靠近检测光束产生模块21的中央的第二方向检测光束产生器213a产生投射至光感测单元32的检测光束s。接着，控制模块22控制检测光束产生模块21的多个第二方向检测光束产生器213中第二靠近检测光束产生模块21的中央的第二方向检测光束产生器213b产生投射至光感测单元32的检测光束s。依此类推，在下一个时间点下，控制模块22继续依次控制其他第二方向检测光束产生器213产生检测光束s。

如此一来，本发明可以利用检测光束产生模块21模拟灰卡在动作传感器3上方朝向第二方向l2移动而产生的光源。相似地，可令控制模块21以与上述叙述相反的方式，依次控制第二方向检测光束产生器213及第一方向检测光束产生器212产生检测光束s，借此模拟灰卡在动作传感器3上方朝向第一方向l1移动而产生的光源。

接下来，请参阅图6及图7，并同时参阅图3。图6及图7为本发明实施例所公开的动作传感器检测系统与动作传感器在两个连续的时间点下，沿着第三方向l3及第四方向l4的剖面示意图。控制模块22在如图6所示的第三时间点下控制检测光束产生模块21的多个第三方向检测光束产生器214中，最靠近控制检测光束产生模块21的外侧的第三方向检测光束产生器214a产生投射至光感测单元32的检测光束s。于本发明实施例中，第三时间点与前述第二时间点并非彼此连续的时间点。

接着，在如图5所示的第四时间点下，控制模块22控制检测光束产生模块21的多个第四方向检测光束产生器212中第二靠近检测光束产生模块21的外侧的第三方向检测光束产生器214b(其邻近于在第三时间点下产生检测光束s的第三方向检测光束产生器214a)产生投射至光感测单元32的检测光束s。依此类推，在下一个时间点下，控制模块22继续依次控制其他第三方向检测光束产生器214产生检测光束s。

承上述，多个第三方向检测光束产生器214依次产生检测光束s后，控制模块22控制多个第四方向检测光束产生器215中最靠近检测光束产生模块21的中央的第四方向检测光束产生器215a产生投射至光感测单元32的检测光束s。接着，控制模块22控制检测光束产生模块21的多个第四方向检测光束产生器215中第二靠近检测光束产生模块21的中央的第四方向检测光束产生器215b产生投射至光感测单元32的检测光束s。依此类推，在下一个时间点下，控制模块22继续依次控制其他第四方向检测光束产生器215产生检测光束s。

如此一来，本发明可以利用检测光束产生模块21模拟灰卡在动作传感器3上方朝向第四方向l4移动而产生的光源。相似地，可令控制模块21以与上述叙述相反的方式，依次控制第四方向检测光束产生器215及第三方向检测光束产生器214产生检测光束s，借此模拟灰卡在动作传感器3上方朝向第三方向l3移动而产生的光源。

综上所述，通过控制模块22而控制检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32的时程，本发明的动作传感器检测系统2得以模拟现有的三合一检测器1利用灰卡11达到的检测效果。换句话说，在同一时间点下，检测光束产生模块21的多个第一方向检测光束产生器212、多个第二方向检测光束产生器213、多个第三方向检测光束产生器214以及多个第四方向检测光束产生器215中，只有一个产生投射至动作传感器3的光感测单元32，因此，可以模拟现有的三合一检测器1的灰卡11设置在动作传感器3上方的不同位置时，通过反射而投射至光感测单元32的光束。

另外，为精确模拟实际使用上的感应模式，还可通过控制模块22而控制检测光束s的强度。具体来说，检测光束产生模块21可通过控制模块22进行校正，使得检测光束产生模块21中的多个第一方向检测光束产生器212、多个第二方向检测光束产生器213、多个第三方向检测光束产生器214及多个第四方向检测光束产生器215产生具有相同或不同强度的检测光束s。请再次参照图4，以第一方向l1而言，多个第一方向检测光束产生器212可在不同时间点下分别产生具有不同强度的检测光束s。

具体来说，上述进行校正的处理步骤可以包括将传统上用以进行检测的灰卡11(或是一物体)设置于动作传感器3上方相距约2-4公分的一固定位置，再通过发光单元1投射光束至灰卡11的表面，并由光感测单元32接收由灰卡11的表面所反射的光束信号。接下来，将灰卡11移除，以检测光束产生模块21取代灰卡11，将其设置于动作传感器3上方相距约8-10公分的另一固定位置。根据于前述测得的光束信号，通过控制模块22调整检测光束产生模块21所产生的检测光束s的强度(或亮度)，可以模拟传统上使用灰卡21进行检测而得到的反射光束的效果。

在利用检测光束产生模块21的多个第一方向检测光束产生器212、多个第二方向检测光束产生器213、多个第三方向检测光束产生器214及多个第四方向检测光束产生器215依次且分别地对动作传感器3的光感测单元32投射检测光源s的过程中，投射至光感测单元32的检测光源s经由控制模块22存储，并被传送至处理器模块23进行运算，以得到检测结果。处理器模块23可为一种微处理器(microprocessor)。

另外，请参阅图8，本发明另外公开一种动作传感器的检测方法。本发明所公开的动作传感器的检测方法包含下列步骤。

首先，将包含有发光单元31以及光感测单元32的动作传感器3设置于检测光束产生模块21的下方(步骤(a)，图8中s100)。检测光束产生模块21具有发光面211，发光面211朝向动作传感器3的光感测单元32。发光面211与光感测单元32之间的距离可为2-5公分。然而，本发明不受限于此。

然后，检测光束产生模块211包括多个沿第一方向l1排列的第一方向检测光束产生器212、多个沿第二方向l2排列的第二方向检测光束产生器213、多个沿第三方向l3排列的第三方向检测光束产生器214以及多个沿第四方向l4排列的第四方向检测光束产生器215。第一方向l1与第二方向l2为两相反方向，第三方向l3与第四方向l4为两相反方向，且第一方向l1与第二方向l2垂直于第三方向l3与第四方向l4。

接下来，检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32(步骤(b)，图8中s102)，以及通过电性连接于检测光束产生模块21的控制模块22，以控制检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32的时程(步骤(c)，图8中s104)。通过检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32的执行细节如前针对动作传感器的检测系统2，以及使用控制模块22的操作方式相同，在此不再赘述。

接着，通过电性连接于光感测单元32的处理器模块23，根据光感测单元32所接收到的检测光束s，以产生检测结果(步骤(c)，图8中s106)。使用处理器模块23进行运算的方式及内容如前针对动作传感器的检测系统2的叙述相同，再此也不再次说明。

综上所述，本发明的有益效果在于，本发明实施例所公开的动作传感器的检测系统2以及方法，其可分别通过「检测光束产生模块21，其设置于动作传感器3的上方，其中检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32」以及「将包含有发光单元31以及光感测单元32的动作传感器3设置于检测光束产生模块21的下方…检测光束产生模块21间歇性投射检测光束s至光感测单元32」的技术手段，来实现减低检测系统的复杂性并降低检测所需的时间。

具体来说，通过利用本发明的检测光束产生模块21，动作传感器3不须通过其内部的发光单元3产生光源，且可以省略现有技术中设置灰卡11的必要性，因此不需要在系统中设置用于移动灰卡11的驱动模块13。如此一来，本发明的动作传感器检测系统2相较于现有技术的三合一检测器，无论是在结构复杂度及操作处理步骤上都有很大的改良。举例而言，相对于现有的三合一检测器须花费9至10秒来完成检测，本发明的动作传感器检测可在5秒左右即完成检测。换句话说，本发明的动作传感器检测系统2以及方法可将检测时间降低约50％。

再者，由于现有的三合一检测器中，用于检测环境光传感器的装置是包含有一片光源板，本发明所公开的动作传感器的检测系统2可以通过将检测光束产生模块21与此光源板相互整合，借此还进一步降低三合一检测器的生产及维护成本。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求的保护范围内。