用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置的制造方法
【专利摘要】一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置，此辨识方法包括步骤如下。调校一光感测模块，以致光感测模块的感测工作点落于主动区内；由光发射模块发射光线至受驱动的透光介质；由光感测模块感测经由透光介质而来的光线，并依据同一时间点下所感测的光线，产生第一光强信号，并将第一光强信号进行分压及稳压处理而成为第二光强信号；比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及通过此比较结果，来判定透光介质的一特定区域是否恰位于光发射模块与光感测模块之间。如此，此辨识方法与装置不需另外的搭配信号放大器与数字/模拟转换电路，不仅节省设备取得成本，也降低电路配置的复杂度。
【专利说明】
用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置
技术领域
[0001]本发明有关于一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置，且特别关于一种依据在同一时间点下所感测的光感测强度的自我比较结果，来侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置。
【背景技术】
[0002]由于透光介质，例如透明卡片或透明投影片，具有光可穿透特性，感应机器不易区别透光介质是否已通过，进而无法侦测到透光介质的相对位置。对此，为了使感应机器能侦测到透光介质，传统作法是在透光介质的特定位置设置可遮光的图案层或红外线透明油墨，以协助感应机器在透光介质的移动下仍可侦测到透光介质的特定位置。
[0003]另外，另一传统作法是在透光介质的移动下，通过光感应器在不同时间点下所分别侦测到的信号进行比较，以作为透光介质的特定位置(如透光介质侧边边缘)的判定依据。
[0004]然而，上述各方式需要另外制作符合规格种类的透光介质，而且还需要搭配另外的信号放大器与数字/模拟转换电路，不仅提高了感应机器的设备取得成本，也提高了透光介质的制作成本。
[0005]由此可见，上述方式仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改良。因此，如何能有效地解决上述不便与缺陷，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法与装置，用以解决以上先前技术所提到的困难。
[0007]为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，此种用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置包含一驱动单元、一光发射模块、一光感测模块与一处理单元。驱动单元用以驱动一透光介质沿一方向位移。光发射模块用以发射通过此方向的光线。光感测模块用以依据在同一时间点下感测经由透光介质而来的光线，产生第一光强信号，将第一光强信号分别进行分压及稳压处理以成为第二光强信号后，再将第一光强信号与第二光强信号进行比较，以产生一比较结果。处理单元用以通过比较结果，来判定透光介质的其中一特定区域是否恰位于光发射模块与光感测模块之间。光发射模块或光感测模块受调校后，以致光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于电流电压特性曲线的一主动区内。
[0008]在本发明一或多个实施方式中，光感测模块包含一比较元件、一电压调整电路与一光侦测晶体管。比较元件具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端，用以比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小并产生上述比较结果。电压调整电路电连接比较元件的第二输入端，用以将第一光强信号进行分压及稳压处理成第二光强信号后，再将第二光强信号传送至比较元件的第二输入端。光侦测晶体管电连接比较元件的第一输入端与电压调整电路，用以在同一时间点下感测光线以产生第一光强信号，将第一光强信号分别传送至比较元件的第一输入端以及电压调整电路。在本发明一或多个实施方式中，电压调整电路包含一分压电路与一电压缓和电路。分压电路电连接光侦测晶体管，用以让第一光强信号进行分压处理，其中进行分压处理后的第一光信号的电压准位小于第一光信号的电压准位。电压缓和电路电连接分压电路与比较元件的第二输入端，用以让进行分压处理后的第一光信号进行稳压处理。
[0009]在本发明一或多个实施方式中，分压电路包含相互串联的至少二电阻。
[0010]在本发明一或多个实施方式中，电压缓和电路包含一电容。
[0011]在本发明一或多个实施方式中，光发射模块包含一发光二极管与一驱动电阻。驱动电阻电连接发光二极管，其中驱动电阻为一可变电阻。可变电阻受调校后，以致光侦测晶体管于电流电压特性曲线(1-V特性曲线)的感测工作点得以落于电流电压特性曲线的主动区内。
[0012]在本发明一或多个实施方式中，光感测模块还包含一偏压电阻。偏压电阻电连接光侦测晶体管与电压调整电路，其中偏压电阻为一可变电阻。可变电阻受调校后，以致光侦测晶体管于电流电压特性曲线(1-V特性曲线)的感测工作点得以落于电流电压特性曲线的主动区内。
[0013]在本发明一或多个实施方式中，光发射模块与光感测模块位于透光介质的二相对侧。
[0014]在本发明一或多个实施方式中，光发射模块与该光感测模块位于该透光介质的同侧。
[0015]此种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法中，包含数个步骤如下。(A)调校一光发射模块或一光感测模块，以致光感测模块于一电流电压特性曲线(1-V特性曲线)的一感测工作点得以落于电流电压特性曲线的一主动区内；(B)驱动一透光介质；(C)通过光发射模块发射光线至受驱动的一透光介质；(D)通过光感测模块感测经由透光介质而来的光线，并依据在同一时间点下所感测的光线，产生第一光强信号，并将第一光强信号进行分压及稳压处理；(E)比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小的电压准位大小，并产生一比较结果；以及(F)通过比较结果，来判定透光介质的其中一特定区域是否恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0016]在本发明一或多个实施方式中，当透光介质的特定区域为透光介质的一侧边边缘时，上述(F)还包含:当第一光强信号的电压准位小于第二光强信号的电压准位时，判定透光介质的侧边边缘恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0017]在本发明一或多个实施方式中，当透光介质的特定区域为透光介质上的多个光栅凸透镜其中一者时，上述(F)还包含:当第一光强信号的电压准位大于第二光强信号的电压准位时，判定透光介质的光栅凸透镜其中一者恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0018]在本发明一或多个实施方式中，当透光介质的特定区域为透光介质上的多个光栅凸透镜之间的一凹处时，上述(F)还包含:当第一光强信号的电压准位小于第二光强信号的电压准位时，判定透光介质的任二相邻的光栅凸透镜之间的一凹处恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0019]在本发明一或多个实施方式中，上述(A)还包含:调校光发射模块的发光强度。
[0020]在本发明一或多个实施方式中，上述(A)还包含:调校该光感测模块的一偏压电阻的阻值高低。
[0021]依据本发明的一实施方式，此种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，包含数个步骤如下。调校一光发射模块或一光感测模块，以致光感测模块于一电流电压特性曲线(1-V特性曲线)的一感测工作点得以落于电流电压特性曲线的一主动区内；驱动一透光介质；通过光发射模块发射光线至受驱动的透光介质；通过光感测模块感测经由透光介质而来的光线，并依据在同一时间点下所感测的光线产生第一光强信号，并将第一光强信号进行分压及稳压处理以成为第二光强信号；比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小的电压准位大小，并产生一比较结果；以及当比较结果为第一光强信号的电压准位小于第二光强信号的电压准位时，判定透光介质的一侧边边缘恰位于光发射模块与光感测模块之间，反的，当比较结果为第一光强信号的电压准位大于第二光强信号的电压准位时，判定透光介质的一介质本体恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0022]依据本发明的一实施方式，此种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，包含数个步骤如下。调校一光发射模块或一光感测模块，以致光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于电流电压特性曲线的一主动区内；驱动一透光光栅结构；通过光发射模块发射光线至受驱动的透光光栅结构；通过光感测模块感测经由透光光栅结构而来的光线，并依据在同一时间点下所感测的光线而产生第一光强信号，并将第一光强信号进行分压及稳压处理而成为一第二光强信号；比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及当比较结果为第一光强信号的电压准位小于第二光强信号的电压准位时，判定透光光栅结构的多个光栅凸透镜的任二相邻者之间的一凹处恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0023]在本发明一或多个实施方式中，此辨识方法还包含:当首次产生的比较结果为第一光强信号的电压准位小于第二光强信号的电压准位时，则判定透光光栅结构的一侧边边缘恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0024]在本发明一或多个实施方式中，此辨识方法还包含:当比较结果为第一光强信号的电压准位大于第二光强信号的电压准位时，判定透光光栅结构的多个光栅凸透镜的其中一者恰位于光发射模块与光感测模块之间。
[0025]如此，相较于先前技术，由于本发明的辨识方法与装置只需对同一时间点下所感测的光强信号做分压及稳压处理的前后进行自我信号比较，不需另外的搭配信号放大器与数字/模拟转换电路，不仅节省设备取得成本，也降低电路配置的复杂度。
[0026]以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
【附图说明】
[0027]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:
[0028]图1绘示依据本发明第一实施方式的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置的方块图；
[0029]图2绘示图1的光发射模块与光感测模块的电路示意图；
[0030]图3绘示依据图1的辨识装置所进行的辨识方法的流程图；
[0031]图4A至图4C绘示依据本发明第二实施方式的光发射模块、光感测模块与透光介质于不同相对位置的操作示意图以及其所对应的信号变化；
[0032]图5A至图5C绘示依据本发明第三实施方式的光发射模块、光感测模块与透光介质于不同相对位置的操作示意图以及其所对应的信号变化；
[0033]图6绘示依据本发明第四实施方式的光发射模块、反射式光光感测模块与透光介质的操作示意图；
[0034]图7A至图7C绘示依据光感测模块对应光发射模块所得的电流电压特性曲线图；
[0035]图8绘示依据本发明第五实施方式的光感测模块对应光发射模块所得的电流电压特性曲线图；以及
[0036]图9绘示依据本发明第六实施方式的光感测模块对应光发射模块所得的电流电压特性曲线图。
【具体实施方式】
[0037]以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
[0038]有鉴于传统感应机器侦测移动的透光介质的侦测方法必须提高感应机器的设备取得成本或透光介质的制作成本，对此，本发明的辨识方法与装置是基于光线通过透光介质不同特定区域会改变所感测的光线强度的原理，对同一时间点下所感测经由透光介质而来的光线，产生一光强信号，再对此光强信号于分压及稳压处理的前后进行自我信号比较，以对应地辨识出透光介质的其中一特定区域是否恰位于光发射模块与光感测模块之间，借以作为定位的依据。
[0039]第一实施方式
[0040]图1绘示依据本发明第一实施方式的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置100的方块图。如图1所示，本发明用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置100包含一驱动单元110、一光发射模块120、一光感测模块130与一处理单元190。驱动单元110用以驱动透光介质200沿一方向进行线性移动。光发射模块120用以发射通过此方向的光线。光感测模块130用以接收光发射模块120所发出的光线并产生相应此光线强度的第一光强信号。每当光感测模块130在同一时间点下接收并感测出第一光强信号时，光感测模块130将第一光强信号分别进行分压及稳压处理以成为第二光强信号后，再将第二光强信号与第一光强信号进行比较，以产生一比较结果。处理单元190电连接光感测模块130与驱动单元110，用以根据比较结果，辨识出透光介质的特定区域是否恰好位于光发射模块120与光感测模块130之间，借以作为定位的依据。
[0041]在本实施方式中，图2绘示依据图1的光发射模块120与光感测模块130的电路示意图。如图1与图2所示，更具体地，光发射模块120包含一发光二极管121与一驱动电阻122。驱动电阻122电连接发光二极管121。光感测模块130包含一比较元件140、一光侦测晶体管150、一电压调整电路160与一偏压电阻151。偏压电阻151电连接光侦测晶体管150。电压调整电路160电连接比较元件140与光侦测晶体管150。比较元件140电连接处理单元190、光侦测晶体管150与电压调整电路160。举例来说，比较元件140具有一第一输入端141 (+)、一第二输入端142(-)与一输出端143。比较元件140的第一输入端141电连接光侦测晶体管150。比较元件140的第二输入端142(-)电连接电压调整电路160。比较元件140的输出端143电连接处理单元190。每当光侦测晶体管150在同一时间点下感测光线以产生第一光强信号后，光侦测晶体管150将第一光强信号分别传送至比较元件的第一输入端以及电压调整电路。电压调整电路160将光侦测晶体管150所送来的第一光强信号进行分压与稳压处理后而形成第二光强信号。第二光强信号并经比较元件140的第二输入端142被传送至比较元件140内。当比较元件140比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小后，比较元件140产生一比较结果。如此，处理单元190便可从比较元件140的输出端143取得比较结果后，通过比较结果，来判定透光介质的特定区域是否恰位于光发射模块120与光感测模块130之间，借以作为定位的依据。
[0042]在本实施方式中，电压调整电路160包含一分压电路170与一电压缓和电路180。分压电路170电连接光侦测晶体管150，用以让第一光强信号进行分压处理。进行分压处理后的第一光信号的电压准位小于第一光信号的电压准位。电压缓和电路180电连接分压电路170与比较元件140的第二输入端142，用以让进行分压处理后的第一光信号进行稳压处理以成为第二光强信号。
[0043]举例来说，在本实施方式中，分压电路170包含相互串联的至少二电阻171。这二电阻171用以降低第一光强信号的电压位准，以便与朝比较元件140的第一输入端141传递的第一光强信号产生区隔。电压缓和电路180包含至少一电容181。当光线通过透光介质的特定区域(如侧边边缘)使得第一光强信号的电压位准突然产生明显降低时，由于电容181得以进行放电，使得第二光强信号的下降幅度不致过大，使得第二光强信号的电压位准不致过低。由于电容181需要进行放电，反而让第一光强度信号下降幅度明显大于第二光强度信号下降幅度，因而第一光强度信号与第二光强度信号之间产生交叉点；同理，当光线通过透光介质本身，使得第一光强度信号瞬间拉高时，因电容181需要进行充电，使得第一光强度信号上升幅度明显大于第二光强度信号上升幅度，因而第一光强度信号与第二光强度信号之间产生交叉点。
[0044]需了解到，光侦测晶体管150所发出的第一光强信号是不经处理(位准变化)而被直接传送至比较元件140的第一输入端141，且第二光强信号等于第一光强信号进行分压与稳压处理。此外，在本实施方式中，第一光强信号与第二光强信号仍为模拟格式，而比较结果为二进位数字格式(I或O)。
[0045]图3绘示依据本发明用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法的流程图。如图1与图3所示，本发明用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法包含数个步骤如下。在步骤(301)中，驱动一透光介质；在步骤(302)中，通过光发射模块120发射光线至受驱动的透光介质；在步骤(303)中，通过光感测模块130感测经由透光介质而来的光线，并依据在同一时间点下所感测的光线产生第一光强信号，并将第一光强信号分别进行分压及稳压处理而成为第二光强信号；在步骤(304)中，比较第一光强信号与第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及，在步骤(305)中，通过比较结果，来判定透光介质的特定区域是否恰位于光发射模块120与光感测模块130之间，借以作为定位的依据。
[0046]如此，相较于先前技术，本发明只需于光侦测晶体管感测到透光介质影响了瞬间光线变化而做自我信号比较，故，不需另外的搭配信号放大器与数字/模拟转换电路，不仅节省设备取得成本，也降低电路配置的复杂度。
[0047]第二实施方式
[0048]本实施方式中，本发明用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置100与辨识方法是用来侦测一透光介质的一侧边边缘，借以作为定位的依据。举例来说，透光介质为一透明卡片，且当透明卡片被侦测到时，可进行后续打印卡片或读取卡片数据的动作，如自动柜员机可辨识到透明卡片通过，进而启动读取卡片的相关功能等。
[0049]图4A至图4C绘示依据本发明第二实施方式的光发射模块120、光感测模块130与透光介质200于不同相对位置的操作示意图以及其所对应的信号变化。如图4A所示，当透光介质200受驱动而朝第一方向X移动时，发光二极管121朝第二方向Z发射光线L至光侦测晶体管150，其中第一方向X实质上垂直第二方向Z。在本实施方式，光侦测晶体管150为一遮断式光感应器，故，光发射模块120、光感测模块130分别设置于透光介质200的二相对侧。
[0050]如图4A与图2，当透光介质200朝第一方向X移动，但透光介质200的侧边边缘202尚未位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，由于发光二极管121与光侦测晶体管150之间并无任何遮蔽物，发光二极管121所发射的光线L可被光侦测晶体管150全部接收，意即光侦测晶体管150可感应到发光二极管121全部(约100% )的光线强度。
[0051]更详细地，如图4A与图2，由于光侦测晶体管150可感应到发光二极管121全部(约100% )的光线强度，在透光介质200的侧边边缘202尚未位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间前，光侦测晶体管150持续接收发光二极管121的光线L，使得经由电压调整电路160的作用后，第一光强信号SI的电压准位大于第二光强信号S2的电压准位，且第一光强信号SI与第二光强信号S2是稳定地呈平行线。故，比较元件140比较出第一光强信号SI的电压准位大于第二光强信号S2的电压准位后，便从输出端143输出“I”的数字信号G至处理单元190。处理单元190读取“I”的数字信号G后，则判定透光介质200的侧边边缘202尚未位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间。
[0052]接着，如图4B，当透光介质200朝第一方向X移动，但透光介质200的侧边边缘202恰位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，因为透光介质200的侧边边缘202不平整且位于不同介质的交界处，故，发光二极管121所发射的光线L会受到透光介质200的侧边边缘202的干涉而往其他方向散射，进而让光侦测晶体管150在此时间点下所感测出的光线强度突然减少，光侦测晶体管150可感应到发光二极管121约例如达96%的光线强度，然而，所述光线强度百分比并不作为本发明的任何限制。
[0053]更详细地，如图4B与图2，由于光侦测晶体管150接收的光线强度突然下降，使得第一光强信号SI具有明显的下降幅度。然而，因为第二光强信号S2受到电压缓和电路180(如电容181)的放电，使得第二光强信号S2的下降幅度不致如同第一光强信号SI的下降幅度，而小于第一光强信号SI的下降幅度，导致第二光强信号S2的电压准位反而大于第一光强信号SI的电压准位。故，比较元件140比较出第一光强信号SI的电压准位小于第二光强信号S2的电压准位后，便从输出端143输出“O”的数字信号G至处理单元190。处理单元190读取“O”的数字信号G后，便判定透光介质200的侧边边缘202尚未位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间。
[0054]接着，如图4C，当透光介质200继续朝第一方向X移动，但透光介质200的侧边边缘202已通过发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，因为透光介质200的介质本体201具有透光性质，故，发光二极管121所发射的光线L皆可穿过透光介质200的介质本体201而被光侦测晶体管150所感应。因此，光侦测晶体管150在此时间点下所感测出的光线强度是稍微上升，光侦测晶体管150可感应到发光二极管121约达例如98%的光线强度，但仍小于透光介质200未到达前所感测出的光线强度，然而，所述光线强度百分比并不作为本发明的任何限制。
[0055]同理，如图4C与图2，在透光介质200的侧边边缘202已通过发光二极管121与光侦测晶体管150之间后，光侦测晶体管150持续接收发光二极管121的光线L，使得经由电压调整电路160的作用后，第一光强信号SI的电压准位回到大于第二光强信号S2的电压准位，且第一光强信号SI与第二光强信号S2是稳定地呈平行线。
[0056]故，比较元件140比较出第一光强信号SI的电压准位大于第二光强信号S2的电压准位后，便从输出端143输出“I”的数字信号G至处理单元190。当处理单元190在读取“O”的数字信号G之后，又自比较元件140的输出端143读取“I”的数字信号G，处理单元190则判定透光介质200的介质本体201恰位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间。
[0057]以上同理，可知当处理单元190又读取了“O”的数字信号G之后，处理单元190则判定透光介质200的另一侧边边缘恰位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间。
[0058]第三实施方式
[0059]本实施方式中，本发明用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置与辨识方法，是用来侦测一透光光栅结构，特别是，用来侦测此透光光栅结构的各光栅位置，借以作为后续打印定位的依据。
[0060]图5A至图5C绘示依据本发明第二实施方式的光发射模块120、光感测模块130与透光光栅结构210于不同相对位置的操作示意图以及其所对应的信号变化。由于透光光栅结构210具有透光性质，故发光二极管121所发射的光线L是可穿过透光光栅结构210而被光侦测晶体管150所感应。举例来说，如图5A所示，透光光栅结构210由透光材质(如压克力、PVC、PET等材质)所组成，且透光光栅结构210具有一平面侧211与一圆柱侧212。平面侧211上可直接印制有立体影像数据，如交错影像数据等。圆柱侧212上形成有多个光栅凸透镜220与凹处223。这些光栅凸透镜220是以等间距设置，每一凹处223形成于任二相邻光栅凸透镜220之间。这些光栅凸透镜220借以于不同观察角度呈现不同立体视觉效果。
[0061]如图5A所示，当驱动单元110驱动透光光栅结构210朝第一方向X移动时，使得透光光栅结构210的各光栅凸透镜220逐一通过发光二极管121与光侦测晶体管150之间，发光二极管121朝第二方向Z发射光线L至光侦测晶体管150，其中第一方向X实质上垂直第二方向Z。在本实施方式，光侦测晶体管150为一遮断式光感应器，故，光发射模块120、光感测模块130分别设置于透光光栅结构210的二相对侧，特别是，光发射模块120的发光二极管121面向透光光栅结构210的圆柱侧212，光感测模块130的光侦测晶体管150面向透光光栅结构210的平面侧211。
[0062]如图5A与图2，当透光光栅结构210朝第一方向X移动，且当透光光栅结构210的其中一光栅凸透镜220的非顶缘表面221恰位发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，由于透光光栅结构210的其中一光栅凸透镜220的非顶缘表面221会使得发光二极管121所发射的光线L产生折射，故光侦测晶体管150感应到大部分(即不至100% )光线强度的光线L。接着，如图5B与图2，当透光光栅结构210的其中一光栅凸透镜220的顶缘恰位发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，由于发光二极管121所发射的光线L会大致全部直接穿透透光光栅结构210的其中一光栅凸透镜220的顶缘222而几乎不会产生折射(可能仍有些许微折射)，故，光侦测晶体管150可感应到发光二极管121所发射的大致全部(100% )光线强度的光线L。
[0063]更详细地，如图5B与图2，光侦测晶体管150接收发光二极管121的光线L，经由电压调整电路160的作用后，第一光强信号SI的电压准位大于第二光强信号S2的电压准位，且第一光强信号SI的起伏大于第二光强信号S2的起伏。故，比较元件140比较出第一光强信号SI的电压准位大于第二光强信号S2的电压准位后，便从输出端143输出“I”的数字信号G至处理单元190。处理单元190读取“I”的数字信号G后，则判定透光光栅结构210的其中一光栅凸透镜恰位于光发射模块120与光感测模块130之间。
[0064]如图5C与图2所不，当透光光栅结构210朝第一方向X移动，且透光光栅结构210的其中一凹处223位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间时，因为透光光栅结构210的凹处223不平整且位于不同介质的交界处，故，发光二极管121所发射的光线L会受到透光光栅结构210的凹处223的干涉而往其他方向散射，进而让光侦测晶体管150在此时间点下所感测出的光线强度突然减少，例如光侦测晶体管150可感应到发光二极管121例如约96%的光线强度，然而，所述光线强度百分比并不作为本发明的任何限制。
[0065]更详细地，如图5C与图2，由于光侦测晶体管150接收的光线强度突然下降，使得第一光强信号SI具有明显的下降幅度。然而，因为第二光强信号S2受到电压缓和电路180(如电容181)的放电，使得第二光强信号S2的下降幅度小于第一光强信号SI的下降幅度，导致第二光强信号S2的电压准位反而大于第一光强信号SI的电压准位。故，比较元件140比较出第一光强信号SI的电压准位小于第二光强信号S2的电压准位后，便从输出端143输出“O”的数字信号G至处理单元190。处理单元190读取“O”的数字信号G后，便判定透光光栅结构210的其中一凹处223位于发光二极管121与光侦测晶体管150之间。
[0066]此外，除了侦测透光光栅结构210的光栅凸透镜与凹处的位置，本实施方式还可以用来侦测透光光栅结构210的侧边边缘202，借以作为后续应用的依据。举例来说，当处理单元190收到首次产生的比较结果为第一光强信号SI的电压准位小于第二光强信号S2的电压准位时，则判定处理单元190透光介质200的一侧边边缘202恰位于光发射模块120与光感测模块130之间。
[0067]第四实施方式
[0068]图6绘示依据本发明第四实施方式的反射式光光感测模块的结构101与透光介质200的操作示意图。如图6，此第四实施方式与前述第二实施方式之间的主要差异在于:在本实施方式中，光侦测晶体管150为一反射式光感应器。光发射模块与光感测模块位于透光介质200的同侧，例如，发光二极管121与光侦测晶体管150分别设置于透光介质200的同侧，光侦测晶体管150与一反射板123分别设置于透光介质200的二相对侧。在本实施方式中，但不限于此，发光二极管121与光侦测晶体管150皆设置同一结构101中。
[0069]如此，当发光二极管121的光线L经由透光介质200的侧边边缘202的反射后，光侦测晶体管150可收到反射后的光线L，以便电压调整电路160、比较元件140与处理单元190便可进行上述对应的数据处理，在此不再加以赘述。
[0070]需了解到，本实施方式的反射式光光感测模块也可应用于第三实施方式上，在此不再加以赘述。
[0071]图7A至图7C绘示依据光感测模块130对应光发射模块120所得的电流电压(1-V)特性曲线图。如图7A，电流-电压特性曲线是表示通过光侦测晶体管的电流与电压两者之间的关系，以便透过这图表去确定光侦测晶体管的基本参数及电路的特性，他们常称这些图表作“电流电压特性曲线图”。
[0072]更进一步地，在电流电压特性曲线IV中，纵轴IC为集极偏压电压(VCC) /对应电阻值(R)的大小，横轴VCE为集极-射极电压(VCE)。此外，在图7A中，这些实线BLl?BL4为光侦测晶体管150所接收光线强度(即发光二极管121的光线强度)而形成的曲线。这些虚线DL是光侦测晶体管150的偏压负载线L。不同的偏压负载线L(代表不同的电阻值)与不同的光强度(不同的基极电流所对应的集极电流)会产生唯一的感测工作点OP (Operat1n point)。如此，从纵轴IC与横轴VCE的交点O沿这些实线BLl?BL4未弯曲的线段的线性延长线形成一分界线D。此分界线D是将此电流-电压特性曲线IV区分为饱和区 S (Saturat1n Reg1n)与主动区 A (Active Reg1n) ο
[0073]然而，如图7B，由于光侦测晶体管150于电流电压特性曲线IV的感测工作点OP仍落于饱和区S(包含饱和区S与主动区A的分界线D)上，即使所收集的光线产生微小的变化(如实线BL至虚线DM)，在饱和区S (包含饱和区S与主动区A的分界线D)中，光侦测晶体管150的输出电压不会有变化，故，光侦测晶体管150仍无法判断出所述的微小的光源变化，进而无法查觉第一光强信号与第二光强信号之间的差异，因此无法针对透光介质的特定区域进行侦测。
[0074]反观，如图7C，当光侦测晶体管150所侦测的光线(实线BL)信号的电压准位即使产生微小的光源变化(如虚线DM)时，由于光侦测晶体管150的感测工作点OP落于主动区A内，光侦测晶体管150便可判断出所述的微小的光源变化，进而从上述第一光强信号与第二光强信号之间查觉出差异，因此可以针对透光介质的特定区域进行侦测。
[0075]如此，由上可知，为了使光侦测晶体管150于电流电压特性曲线IV的感测工作点OP落于主动区A内，经本案发明人研究，在上述用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法的图3的步骤(301)之前，先调校光发射模块或光感测模块，以致光感测模块(如光侦测晶体管)于电流电压特性曲线IV的感测工作点OP得以移至电流电压特性曲线IV的主动区A内。
[0076]第五实施方式
[0077]图8绘示依据本发明第五实施方式的光感测模块对应光发射模块所得的电流电压特性曲线图。如图2与图8，本实施方式调校光发射模块或光感测模块的步骤，还包含的具体步骤为:调校光发射模块120的发光二极管121的发光强度，例如降低光发射模块120的发光强度，使得光感测模块130于饱和区S(包含饱和区S与主动区A的分界线D)内的感测工作点OPl得以移至主动区A内成为感测工作点0P2。
[0078]更具体地，为了降低光发射模块120的发光强度，其实现方式为固定光感测模块130的偏压电阻151的阻值，例如将驱动电阻122可改为可变电阻，将驱动电阻122被变动地调整，以调整光发射模块120的发光强度，进而使光感测模块130于电流电压特性曲线的感测工作点0P2移至主动区A内。
[0079]此外，为了降低光发射模块120的发光强度，其实现方式也可降低光发射模块120的电压源V的强度。
[0080]第六实施方式
[0081]图9绘示依据本发明第六实施方式的光感测模块对应光发射模块所得的电流电压(1-V)特性曲线图。如图2与图9，本实施方式调校光发射模块或光感测模块的步骤，还包含的具体步骤为:调校光感测模块130的偏压电阻151的阻值高低，使得光感测模块130于电流电压特性曲线IV的饱和区S(包含饱和区S与主动区A的分界线D)的感测工作点OPl得以成为主动区A内的感测工作点0P2。
[0082]更具体地，其中一实现方式，固定光发射模块120的驱动电阻122的阻值，例如将偏压电阻151可改为可变电阻，使得偏压电阻151可被变动地调整，以便光感测模块130于电流电压特性曲线IV的感测工作点0P2移至主动区A内。
[0083]最后，上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，包含: 一驱动单元，用以驱动一透光介质沿一方向位移； 一光发射模块，用以发射通过该方向的光线； 一光感测模块，用以依据在同一时间点下感测经由该透光介质而来的光线而产生一第一光强信号，将该第一光强信号分别进行分压及稳压处理以成为一第二光强信号后，再将该第二光强信号与该第一光强信号进行比较，以产生一比较结果；以及 一处理单元，用以通过该比较结果，来判定该透光介质的其中一特定区域是否恰位于该光发射模块与该光感测模块之间， 其中该光发射模块或该光感测模块受调校后，以致该光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的一主动区内。2.根据权利要求1所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该光感测模块包含: 一比较元件，具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端，用以比较该第一光强信号与该第二光强信号的电压准位大小并产生该比较结果； 一电压调整电路，电连接该比较元件的该第二输入端，用以将该第一光强信号进行分压及稳压处理以成为该第二光强信号后，再将该第二光强信号传送至该比较元件的该第二输入端；以及 一光侦测晶体管，电连接该比较元件的该第一输入端与该电压调整电路，用以在同一时间点下感测该光线以产生该第一光强信号，将该第一光强信号分别传送至该比较元件的该第一输入端以及该电压调整电路。3.根据权利要求2所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该电压调整电路包含: 一分压电路，电连接该光侦测晶体管，用以让该第一光强信号进行分压处理，其中进行分压处理后的该第一光信号的电压准位小于该第一光信号的电压准位；以及 一电压缓和电路，电连接该分压电路与该比较元件的该第二输入端，用以让进行分压处理后的该第一光信号进行稳压处理。4.根据权利要求3所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该分压电路包含相互串联的至少二电阻。5.根据权利要求3所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该电压缓和电路包含一电容。6.根据权利要求2所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该光发射模块包含一发光二极管与一驱动电阻，该驱动电阻电连接该发光二极管，其中该驱动电阻为一可变电阻，该可变电阻受调校后，以致该光侦测晶体管于该电流电压特性曲线的该感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的该主动区内。7.根据权利要求2所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该光感测模块还包含一偏压电阻，该偏压电阻电连接该光侦测晶体管与该电压调整电路，其中该偏压电阻为一可变电阻，该可变电阻受调校后，以致该光侦测晶体管于该电流电压特性曲线的该感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的该主动区内。8.根据权利要求1所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该光发射模块与该光感测模块位于该透光介质的二相对侧。9.根据权利要求1所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识装置，其特征在于，该光发射模块与该光感测模块位于该透光介质的同侧。10.一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，包含: 调校一光发射模块或一光感测模块，以致该光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的一主动区内； 驱动一透光介质； 通过该光发射模块发射光线至受驱动的该透光介质； 通过该光感测模块感测经由该透光介质而来的该光线，并依据在同一时间点下所感测的该光线产生一第一光强信号，将该第一光强信号分别进行分压及稳压处理而成为一第二光强信号； 比较该第一光强信号与该第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及 通过该比较结果，来判定该透光介质的其中一特定区域是否恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。11.根据权利要求10所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，当该透光介质的该特定区域为该透光介质的一侧边边缘时，通过该比较结果，来判定该透光介质的该特定区域是否恰位于该光发射模块与该光感测模块之间，还包含: 当该第一光强信号的电压准位小于该第二光强信号的电压准位时，判定该透光介质的该侧边边缘恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。12.根据权利要求10所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，当该透光介质的该特定区域为该透光介质的多个光栅凸透镜其中一者时，通过该比较结果，来判定该透光介质的该特定区域是否恰位于该光发射模块与该光感测模块之间，还包含: 当该第一光强信号的电压准位小于该第二光强信号的电压准位时，判定该透光介质的所述光栅凸透镜其中一者恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。13.根据权利要求12所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，当该第一光强信号的电压准位小于该第二光强信号的电压准位时，判定该透光介质的任二相邻的所述光栅凸透镜之间的一凹处恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。14.根据权利要求10所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，调校该光发射模块或该光感测模块，以致该光感测模块于该电流电压特性曲线的该感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的该主动区内，还包含: 调校该光发射模块的发光强度。15.根据权利要求10所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，调校该光发射模块或该光感测模块，以致该光感测模块于该电流电压特性曲线的该感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的该主动区内，还包含: 调校该光感测模块的一偏压电阻的阻值高低。16.一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，包含: 调校一光发射模块或一光感测模块，以致该光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的一主动区内； 驱动一透明卡片； 通过该光发射模块发射光线至受驱动的该透明卡片； 通过该光感测模块感测经由该透明卡片而来的该光线，并依据在同一时间点下所感测的该光线产生一第一光强信号，并将该第一光强信号分别进行分压及稳压处理而成为一第二光强信号； 比较该第一光强信号与该第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及 当该比较结果为该第一光强信号的电压准位小于进行该第二光强信号的电压准位时，判定该透明卡片的一侧边边缘恰位于该光发射模块与该光感测模块之间， 当该比较结果为该第一光强信号的电压准位大于该第二光强信号的电压准位时，判定该透明卡片的一介质本体恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。17.一种用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，包含: 调校一光发射模块或一光感测模块，以致该光感测模块于一电流电压特性曲线的一感测工作点得以落于该电流电压特性曲线的一主动区内； 驱动一透光光栅结构； 通过该光发射模块发射光线至受驱动的该透光光栅结构； 通过该光感测模块感测经由该透光光栅结构而来的该光线，并依据在同一时间点下所感测的该光线产生一第一光强信号，并将该第一光强信号分别进行分压及稳压处理而成为一第二光强信号; 比较该第一光强信号与该第二光强信号的电压准位大小，并产生一比较结果；以及 当该比较结果为该第一光强信号的电压准位小于该第二光强信号的电压准位时，判定该透光光栅结构的多个光栅凸透镜的任二相邻者之间的凹处恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。18.根据权利要求17所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，还包含: 当首次产生的比较结果为该第一光强信号的电压准位小于该第二光强信号的电压准位时，则判定该透光光栅结构的一侧边边缘恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。19.根据权利要求17所述的用以侦测出透光介质特定区域的辨识方法，其特征在于，还包含: 当该比较结果为该第一光强信号的电压准位大于该第二光强信号的电压准位时，判定该透光光栅结构的多个光栅凸透镜的其中一者恰位于该光发射模块与该光感测模块之间。
【文档编号】G01N21/59GK106033056SQ201510112802
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月16日
【发明人】陈聪岳, 王家宏
【申请人】诚研科技股份有限公司