专利名称：光感测控制系统及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种多工控制系统，且特别是在部分实施例中是关于一种通过光源装置进行控制的光感测多工控制系统，以及其方法。
背景技术：
现有电子产品的控制，如果非通过手动切换开关才能打开或关闭，当使用者不使用时必须手动将灯关掉，如果需要暂时离开位置时，灯还是一直亮着浪费能源。另外一种控制方式，就是通过特定的无线遥控装置，例如射频无线电模块或是红外线遥控模块，对电子产品进行控制。无线遥控元件包含有多个按钮，而遥控机能可以通过不同的按钮对受控制装置进行不同动作的控制。不论是例如使用射频无线方式驱动或是红外线遥控驱动电子产品，其发射接收需要有固定的频道及固定的区域范围，此遥控系统的缺点是受到频率及距离的影响所限制。另外，每一装置须对应单一频率通道的一个遥控模块。另外一种控制上的运用，即为使用感测器感应使用者的动作，而藉以控制电子产品的开关，但此运用上会受限于固定的区域范围。
发明内容
在一或多个实施例中，提供一种光感测控制系统。此光感测控制系统包括一光感测装置具有包括至少一光感测单元，安排用以对应一方向性的光束产生一感测信号；一光导装置，设置于光源装置与光感测装置之间，用来导引所述光束导向所述预先安排的至少一光感测单元；以及一控制器，设计用来接收此感测信号，并且根据此感测信号提供控制信肩、ο在一或多个实施例中，也提出一种光感测控制模块，适用于一控制系统。此光感测控制模块包括一光感测装置与一光导装置。此光感测装置具有多个光感测单元。而光导装置，则是用以接收一方向性光束并导向这些光感测单元其中之一或一部分，并据以使光感测装置产生一感测信号，藉以经由感测信号传送一控制讯息至控制系统。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统架构示意图。图2为说明本发明另一实施例的光感测多工控制系统架构示意图。图3为说明本发明另一实施例的光感测多工控制系统架构示意图。图4为说明本发明另一实施例的光感测多工控制系统架构示意图。图5A为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统，所采用的具方向性的光束来源实施例，而图5B为激光光束能量分布。
图5C为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统，激光光源与光感测装置之间的距离示意图。图5D为说明在一实施例中，光感测多工控制系统采用具有控制讯息的激光光源操作流程示意图。图6是说明在一实施例中，光感测多工控制系统采用的光导装置剖面结构示意图。图7为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统的运用架构示意图。图8为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统的运用在智能型灯源控制示意图。图9为说明本发明一实施例的光感测多工控制系统的运用在控制投影装置的架构示意图。主要元件符号说明110:光源装置120:光导装置130 光感测装置140 微控制单元(Micro Control Unit，MCU)150、152、154、156 切换开关(Sff)160、162、164、166 装置210 光源装置220 光导装置220a、220b、220c、220d 与 220e 光导单元230 光感测装置230a、230b、230c、230d 与 230e 光感测单元240 微控制单元(Micro Control Unit, MCU)250,252,254,256 切换开关(SW)260、262、264、266 装置310 光源装置320 光导装置330 光感测装置340 微控制单元(Micro Control Unit，MCU)350,352,354,356 切换开关(SW)360 装置360a、360b、360c、360d 功能410:光源装置420 光导装置430 光感测装置440 微控制单元450,452,454,456 切换开关(SW)460 功能装置
460a、460b、460c、460d 功能510 激光光源520 光导装置530 光感测装置MO 微控制单元(MCU)512a 低能量强度的激光光束512b 高能量强度的激光光束620 光导装置630 光感测装置621 微透镜623 光纤波导元件的接收部分625 光纤波导元件的传导部分710 光源720:复眼光导向部件730:接收模块740 微控制单元(MCU)750a 750g 装置810a 810f 智能型光源
具体实施例方式在一个或多个实施例中，提出一种多工控制系统，使用可产生具有方向性光束的光源装置。在一个或多个实施例中，公开一种光导装置，可将所接收具有方向性的光束导向具有最少一个光感测单元的一光感测装置，并且据以使光感测装置产生感测信号，以提供给控制器。而在一个或多个实施例中，公开一种运用多工控制系统的控制方法。光感测装置在一实施例中，所述光感测装置是由多个光感测单元以一个预定的排列 (Arrangement)方式配置在一基板(Substrate)上。当将所述光束导向一或多个光感测单元时，此光感测装置产生感测信号，而由控制器产生对应感测信号的控制信息。在一实施例中，此基板可以是一个可挠式基板，或是一个半导体基板。在另一实施例中，所述光感测装置也可以是由多个光感测单元以一预定的排列方式分别配置在不同感测区域。根据光束导向所被导向的区域，此光感测装置对应分别不同的感测信号，产生分别不同的感测信息。在又一实施例中，所述光感测装置也可以将多个光感测单元配置在独立分开的元件中，例如这些元件以一特定的方法排列。根据光束被导向的不同独立的区域，光感测装置产生分别不同的感测信号，而由控制器产生分别不同的控制信息。上述建构在例如可挠式基板或是半导体基板的光感测单元，可以为一像素、一 7 ^^ (Light Receptor)(Photoreceptor) 7 ^ (Optoelectronic element)。另夕卜，在另一实施例中，光感测单元可以是互补式金属-氧化物半导体
6(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)光感测元件，或是电荷耦合元件 (Charge-coupled Device, CCD)，或是CMOS与CCD光感测元件的组合配置。光源装置上述对于光感测装置不同设计的概念，在一实施例中，是考虑光感测装置与光源装置之间可运作距离(Working Distance)而采用不同的配置。此可运作距离的设计概念上，只要可达足以让光感测装置接收光束、感测光束，与能产生感测信号的距离即可。而此可运作距离在某些实施例中，可延长达到例如光感测装置与光源装置之间超过50公尺，甚至达到数千公尺的距离。在一实施例中，所述光源装置为激光光束产生器，据以产生具有方向性且有效距离可达到数公里距离的控制光束，例如目前业界可取得的激光光束产生器可达七公里以上。上述多工控制系统中，除了考虑光感测装置与光源装置之间可运作距离而采用不同的配置外，还考虑了采用不同的光源装置，例如在一实施例中可采用激光光束作为产生具有方向性的控制光束。在另一实施例中也可以采用其他产生具有方向光束的其他光源装置，例如发光二极管(LightEmitting Diode,LEDs) 0除了采用单能量及单频率的激光光束产生器外，在一实施例中，此多工控制系统还提出具有不同控制讯息的方向性光束，例如， 在一实施例中，可以使用激光光束。而在一实施例中，采用可调整为至少具有不同高低能量强度的激光光束，而让控制器判读为不同的控制信息，例如，为方便远距离的控制，在此多工控制系统中，当激光光束为低能量强度时，此控制信息为一定位信息，而当此激光光束为高能量强度时，则控制信息为一启动信息。通过这样的配置，即使在远距离的控制时，使用者也能通过定位以及启动信息的控制而达到其目的。在另外一实施例中，可以将光源装置所产生的激光光束，调整为具有一脉冲 (Pulse)信息的非连续性光束，而控制器根据脉冲信息判读为不同的控制信息。例如，可根据此非连续性光束，将检测光感测装置上的光感测单元，在一段时间内所感应的信号转换为脉冲信号，并且根据这些脉冲信号经过判读后解为控制讯息。光导装置为了能将具有方向性的光束有效率地导向光感测装置，并据以产生感测信号，在一实施例中，此多工控制系统包括一光导装置，可配置于光束与光感测装置之间。通过光导装置。因此，可减少光束能量减弱的程度，并且能够导向光感测装置内预定感应的一或多个光感测单元。在另一实施例中，此光导装置可以包括微透镜阵列与可弯曲波导(Wave-Guide) 装置。此微透镜阵列用以将控制光束聚光而转为具有指定强度分布的光斑，以便用于光束准直(Collimation)、聚焦(Focusing)、均勻化(Homogenizing)、分束(Beam Splitting)或成像(Imaging)等操作。而波导装置则是用以对上述光班进行如上述的操作而导向光感测器，据以让一个或部分的光感测单元产生感测反应。在一实施例中，微透镜阵列为一苍蝇眼(Fly Eye Lens)，是由复眼透镜(Compound Light Directing Member)以一弯曲程度所组成。在另外一实施例中，此微透镜阵列也可由多个微镜片(Lenslets)或是由多个微透镜(Microlenticular)配置在一曲面而组成。在一实施例中，此波导装置可以是由一整捆光导管(Light Pipes)或是多个独立个体的光导管所组成，甚至可以考虑光纤管线。而这些波导装置分别用以将经由微透镜阵列其中之一或多个例如微镜片或是微透镜的光线，经由这些光导管而传向光感测装置。控制器与受控装置本实施例经由上述多工控制系统使用方向性光束所产生的感测信号，在一实施例中，可以传送到一控制器，并由此控制器判读后产生一控制信息。而此控制信息，在一实施例中，可以连接到至少一切换开关，并对应此控制信息而对此切换开关进行控制。上述的控制模式，在一实施例中，至少包括一种多目标多切换(MultipleObjects， Multiple Switches)的控制架构，或是另一种单目标多切换(SingleObject, Multiple Switches)的控制架构。在上述多目标多切换的控制架构中，多个切换开关中的每一切换开关对应独立的受控装置，例如任何电子装置，包括投影机、电视机、照明设备或是其他电器等等，并不受此限制。在一实施例中，此切换开关以开启或关闭模式(0N/0FF)切换对应的功能装置，例如可以采用肘节开关(ToggleSwitch)的切换控制。在另一实施例中，每个切换开关可以采用循环渐进(Incremental and Rotary Manner)方式切换对应的功能装置。此循环渐进方式切换可采用多阶段开关，可由最低阶段以渐进阶梯式( 印-bylt印)一个一个阶段逐步调整，而一直到最高阶段后，接着逐渐往下调整，或是回到最低阶段，如此以循环方式切换。在上述单目标多切换的控制架构中，多个切换开关都是用来控制单一装置内的多个功能。根据控制器所判读产生的控制信息，可以控制多个切换开关，以切换此装置内的不同功能，例如投影机的许多功能，通过此切换开关可以开启或关闭对应的功能，例如，投影机的开始投影或是停止投影，显示字幕或是停止显示字幕等等特定功能。除此之外，也可通过切换开关采用循环渐进(Incremental and Rotary Manner)方式切换对应的功能，例如对于投影机亮度从暗到亮，不同亮度的渐进阶梯式( 印-by-M印)调整。下文将以不同的实施例，配合图示说明运用光束进行控制的多工控制系统实施示意图。除非另外标示，相同的标号用在所有图示中，用以说明相同或是类似的元件。请参照图1，在此光感测多工控制系统100中，至少包括光源装置110、光导装置120、光感测装置130、微控制单元(Micro Control Unit, MCU) 140以及多个切换开关 (Switch, SW)。每个切换开关(SW)各有其对应的装置，例如图中所标示的切换开关150、 152、154、156 分别对应装置 160、162、164、166。此光源装置110可通过使用者的驱动而产生具有方向性且一定能量的光束112， 例如激光。而光导装置120则是配置在光源装置110与光感测装置130之间，用以将光源装置110所产生的光束导向光感测装置130。而此光感测装置130则是具有以预定排列 (Arrangement)方式配置的多个光感测单元。而经由导引的光束122则是射向这些光感测单元其中之一或一部分，并据以由产生感测信号132，传送到微控制单元(MCU) 140。在一实施例中，上述光感测装置130可以是由多个光感测单元以一个预定的排列 (Arrangement)方式配置在一基板(Substrate)上。当将光束112导向一或多个光感测单元时，此光感测装置产生感测信号132。在另一实施例中，当使用在相对比较远距离的控制时，光感测装置130也可以是由多个光感测单元以一预定的排列方式分别配置在不同感测区域，如图所示的感测区域I、 II、III、IV IX。当将光束112导向这些感测区域I、II、III、IV IX其中之一或是多个感测区域时，此光感测装置130对应产生感测信号132。每个感测区域可以包括一个或是多个光感测单元。上述用以建构光感测装置130的基板，可以是一个可挠式基板或是一个半导体基板。而此基板上的光感测单元，可以是一像素、一光接收体(LightRec印tor)、光感受器 (Photoreceptor)或光电元件(Optoelectronic element)。在另一实施例中，光感测单元也可以是互补式金属-氧化物半导体(CM0Q光感测元件，或是电荷耦合元件(CCD)，或是 CMOS与CXD光感测元件的组合配置。微控制单元(MCU) 140则是根据所接收的感测信号132，判读后产生对应的控制信息，藉以控制切换开关。此实施例所提出的多工控制系统，可直接将光束112导向光感测装置130的其中一个感测区域I、II、III、IV IX的一个或多个光感测器，例如感测区域I，此微控制单元 (MCU) 140接收到此光感测装置130所产生的感测信号132，并据以控制例如装置160内的切换开关150。当光束112被导向光感测装置130的另一个感测区域时，例如感测区域II， 此微控制单元(MCU) 140接收到此光感测装置130所产生的感测信号132，并据以控制例如装置160内的另一切换开关152。在某些实施例中，多个感测区域I、II、III、IV IX其中部分可用以产生相同的感测信号132，使微控制单元(MCU) 140据以控制相同的开关，和/或一个单一的感测信号132可以让微控制单元(MCU) 140据以控制不同的多个开关，此根据设计上的需要而定。在一实施例中，感测信号132可以采用单纯的逻辑高低信号电平，例如逻辑1代表 “有光”或“致动(activate)，，，而逻辑0代表“无光”或“不致动(deactivate) ”。在另外一实施例中，感测信号132可以采用不只是逻辑电平上的变化，也可包括对应于光不同强度的信号(例如高能量或是低能量的操作控制)而产生对应的编码信号。也就是，此微控制单元(MCU) 140可以采用不同的方式对应，例如一对一的对应方式、采用解码的方式、或是多工选择器的方式等等不同的组合达到产生控制信号控制切换开关。因此，此微控制单元 (MCU) 140的功能包括例如判别光能量强弱的判断能力，可运算处理装置的功能，例如音响音量大小、灯光暗亮的控制、或是电视频道上数或是下数的控制等等。在一实施例中，此光感测多工控制系统100将光束112导向光感测装置130而直接产生感测信号132。因此，在某些实施例中，此系统并不需要光导装置120，也就是光导装置是选择性的配备。然而，为了让此系统更有效率地将光束112导向光感测装置130，并且降低光束的衰减，可以采用光导装置120达到上述的目的。在某些实施例中，此光导装置 120可以将光束112以预先安排的方式导向光感测装置130，或是到达感测区域I、II、III、 IV IX其中之一或是多个感测区域。此光导装置120可以包括微透镜阵列与可弯曲波导(Wave-Guide)装置。此微透镜阵列用以将控制光束112聚光而转为具有指定强度分布的光班，以便用于准直 (Collimation)、聚焦(Focusing)、均勻化(Homogenizing)、分束(Beam Splitting)或成像(Imaging)等操作。而波导装置则是用以对上述光斑进行如上述的操作而导向光感测器 130，据以让一个或部分的光感测单元产生感测反应。在一实施例中，微透镜阵列为一苍蝇眼(Fly Eye Lens)，是由复眼透镜(Compound Light Directing Member)以一弯曲程度所组成。在另外一实施例中，此微透镜阵列也可由多个微镜片(Lenslets)或是由多个微透镜(Microlenticular)配置在一曲面而组成。在一实施例中，此波导装置可以是由一整捆光导管(Light Pipes)或是多个独立个体的光导管所组成，分别用以将经由微透镜阵列其中之一或多个例如微镜片或是微透镜的光线，经由这些光导管而传向光感测装置130。在某些实施例中，如果考虑光感测装置与光源装置之间不同的可运作距离 (Working Distance)，则此可运作距离(Working Distance)最大值将是此光感测装置130 可以有效地接收到光束112以便产生对应的光感测信号。在设计概念上，只要可达足以让光感测装置130接收光束112而能产生感测信号的距离即可，除此之外，另外可利用光导装置120加强其接收。在一实施例中，可让此多工控制系统达到非常远距离的控制，例如光感测装置130 与光源装置110之间距离可超过50公尺，甚至达到数千公尺的距离。例如光源装置110若是采用激光光束产生器，据以产生具有方向性且有效距离可达到数公里距离的控制光束， 例如目前业界可取得的激光光束产生器可达七公里以上。上述多工控制系统中，还可考虑采用不同的光源装置110，例如可采用目前常用到的激光笔或是其他形式的激光产生器外，在另一实施例中，也可采用特别设计具有不同控制讯息的方向性激光光束，例如，产生具有不同高低能量强度的激光光束，而让微控制单元 (MCU) 140判读为不同的控制信息，例如，为方便远距离的控制，激光光束为低能量强度时， 此控制信息为一定位信息，而当此激光光束为高能量强度时，则控制信息为一启动信息。通过这样的配置，即使在远距离的控制时，使用者也能通过定位以及启动信息的控制而达到其目的。除此之外，光源装置110所产生的激光光束，也可设计为具有一脉冲(Pulse)信息的非连续性光束，而微控制单元(MCU) 140根据脉冲信息判读为不同的控制信息。例如，可根据此非连续性光束，将检测光感测装置130上的光感测单元，在一段时间内所感应的信号转换为脉冲信号，并且根据这些脉冲信号经过判读后解为控制讯息。图1所说明的光感测多工控制系统，是一种多目标多切换(MultipleObjects， Multiple Switches)的控制架构。在上述多目标多切换的控制架构中，每一切换开关(SW) 对应独立的装置。根据微控制单元(MCU) 140所判读产生的控制信息，可以控制多个切换开关(SW)，以切换这些装置，例如投影机、电视机或是其他的电器等等。而在一实施例中，此切换开关(SW)以开启或关闭模式(0N/0FF)切换对应的装置，例如可以采用肘节开关(Toggle Switch)的切换控制。或是可以采用循环渐进(Incremental and RotaryManner)方式切换对应的装置。请参照图2所示，为说明光感测多工控制系统的另一实施例，是一种单目标多切换(Single Object, Multiple Switches)的控制架构。此光感测多工控制系统，至少包括光源装置210、光导装置220、光感测装置230、微控制单元(Micro Control Unit, MCU) 240 以及多个切换开关(SW)。这些切换开关(SW)至少部分可用以控制单一装置沈0内的不同功能切换，例如图中所标示的切换开关250、252、254、256分别对应装置260内的功能^0a、 260b、260c、260d。图2的架构与图1的光感测多工控制系统类似，其差异在于微控制单元(MCU)所控制的是单一功能装置260内不同的功能，相同部分如图1所示，不再冗述。此光源装置210可通过使用者的驱动而产生具有方向性且一定或不同能量的光束212，例如激光。而光导装置220则是配置在光源装置210与光感测装置230之间，用以将光源装置210所产生的光束导向光感测装置230。而此光感测装置230则是具有以预定排列(Arrangement)方式配置的多个光感测单元。而经由导引的光束222则是射向这些光感测单元其中之一或一部分，并据以由产生感测信号232，传送到微控制单元(MCU)240。根据所接收的感测信号232，判读后产生对应的控制信息，藉以控制切换开关，切换功能装置 260内不同的功能。例如，微控制单元(MCU) 240所接受的第一控制信息，是藉以控制切换开关250，进而控制功能装置沈0内的功能^0a。此第一控制信息是根据被导向光感测装置230的感测区域I、II、III、IV IX其中一第一个感测区域，和/或基于光束212内所包含的第一控制信息(例如是脉冲信号或是能量位阶信号)。微控制单元(MCU) 240所接受的第二控制信息控制切换开关252，进而控制功能装置沈0内的功能^K)b。此第二控制信息是根据被导向光感测装置230的感测区域I、II、III、IV IX其中的一第二个感测区域，和/或基于光束212内所包含的第二控制信息(例如是脉冲信号或是能量位阶信号)。上述功能切换的方式可以是以开启或关闭模式(0N/0FF)切换，例如可以采用肘节开关(Toggle Switch) 的切换控制，或是以采用循环渐进(Incremental and Rotary Manner)方式切换功能。在上述单目标多切换的控制架构中，多个切换开关都是用来控制单一功能装置内的多个功能。根据微控制单元(MCU) 240所判读产生的控制信息，可以控制多个切换开关 250、252、254、256，以切换此单一功能装置内的不同功能，例如投影机的许多功能，通过此切换开关可以开启或关闭对应的功能，例如，投影机的开始投影或是停止投影，显示字幕或是停止显示字幕等等特定功能。除此之外，也可通过切换开关采用循环渐进(Incremental and Rotary Manner)方式切换对应的功能，例如对于投影机亮度从暗到亮，不同亮度的渐进阶梯式( 印-by-M印)调整。也就是，此微控制单元(MCU) 240可以采用一对一的对应方式、采用解码的方式、 或是多工选择器的方式等等不同的组合达到产生控制信号控制切换开关。因此，此微控制单元(MCU) 240的功能包括例如判别光能量强弱的判断能力，可运算处理不同的功能，例如音响音量大小、灯光暗亮的控制、或是电视频道上数或是下数的控制等等。在一实施例中，可结合上述的单目标多切换(Single Object,MultipleSwitches) 的控制架构与多目标多切换(Multiple Objects, Multiple Switches)的控制架构。在此整合架构中，某些开关可以个别控制不同的装置，然而，其他开关可以连接控制相同装置的不同功能，这些都在本发明的实施范围中。请参照图3所示，为说明光感测多工控制系统的另外一实施范例示意图。此光感测多工控制系统包括光源装置310、光导装置320、光感测装置330、微控制单元(Micro Control Unit,MCU) 340以及多个切换开关(Switch，SW)。每个切换开关(SW)各有其对应的功能装置，例如图中所标示的切换开关350、352、354、356分别对应装置360、362、364、366。与图1的光感测多工控制系统差异在于光导装置320与光感测装置330的配置， 相同部分如图1所示，不再冗述。在某些实施例中，光感测装置330则是具有多个独立而分离的光感测单元，例如图中所标示的光感测单元330a、330b、330c、330d与330e。而光导装置320则是包括多个光导单元，分别对以一对一的方式对应每个光感测单元，如图示中的光导单元320a、320b、320c、320d与320e，分别对应上述的光感测单元330a、330b、330c、330d与330e。此光源装置310可通过使用者的驱动而产生具有方向性且一定能量的光束312， 例如激光。使用者可以对准其中一个光导单元320a、320b、320c、320d与320e，将光束312 传送到对应的光感测单元330a、330b、330c、330d与330e，并据以产生感测信号，传送到微控制单元(MCU)340。此光导单元与光感测单元的组合，在一实施例中，可以配置成一种特定的造型中，如不同位置的灯座上，让使用者可以自由选择控制这些灯座或是照明设备。根据所接收的感测信号，判读后产生对应的控制信息，藉以控制切换开关。例如，微控制单元 (MCU) 340所接受的控制信息，是藉以控制切换开关350，进而控制装置360。在某些实施例中，切换的方式以开启或关闭模式(0N/0FF)切换对应的功能装置，例如可以采用肘节开关(Toggle Switch)的切换控制。或是可以采用循环渐进 (Incremental and Rotary Manner)方式切换对应的功能装置。请参照图4所示，为说明光感测多工控制系统的又一实施例，也是另一种单目标多切换的控制架构。此光感测多工控制系统，至少包括光源装置410、光导装置420、光感测装置430、微控制单元440以及多个切换开关(SW)。这些切换开关(SW)至少部分可用以控制单一功能装置460内的不同功能切换，例如图中所标示的切换开关450、452、454、456分别对应功能装置460内的功能460a、460b、460c、460d。图4的架构与图2类似，其光感测多工控制系统差异在于光导装置420与光感测装置430的配置，相同部分则不再冗述。图4的架构与图3的光感测多工控制系统类似，其差异在于微控制单元440控制单一装置内的不同功能。请参照图5A，为说明本实施的光感测多工控制系统，所采用的具方向性的光束来源实施例。请参照5A，此光感测多工控制系统包括激光光源510、光导装置520、光感测装置530传送到微控制单元(MCU) 540。通过使用者的驱动而产生激光光束512。而光导装置 520则是用以将激光光束512进行导向，而经过导向的激光光束522则是射向光感测装置 530。而此光感测装置530产生感测信号532，传送到微控制单元(MCU)540。此实施例的光感测多工控制系统，是采用激光光束作为产生具有单一方向性特征的光束，但不限于此，以便用以驱动或是操作，例如致动一受控装置或是受控装置内的一功能。在一实施例中，此多工控制系统还提出具有不同控制讯息且具有方向性的激光光束 512。在某些实施例中，请参照图5B，光源装置510所产生的激光光束512，调整为至少具有不同高低能量强度的激光光束，而让控制器判读为不同的控制信息。例如，为方便远距离的控制，在此多工控制系统中，当激光光束为低能量强度的激光51 时，此控制信息在一实施例中为微控制单元(MCU) 540解读为定位信号，使用者可以对光感测装置530的感测区域进行扫描，或对多个光感测装置530进行扫描。此扫描方式是可以通过以光束直接对光感测装置的感测区域，或是通过光导装置520而将光束导向不同的感测区域，上述不同的运作或是结合运用，皆属本实施例范围。此低能量强度光束在一或多个实施例中可以是可见光用以加速使用者瞄准目标，到达预定的感测装置530的感测区域。相反地，当此激光光束为高能量强度的激光光束512b时，则控制信息为一启动信息。在一或多个实施例中，经由使用者将低能量强度激光光束瞄准在预定的感测装置
12530的感测区域或其他预定的区域时，使用者可切换到高能量强度的激光光束，藉以启动或是致动由预定的感测装置530感测区域所控制的装置或是装置的功能。因此，整个系统的远端控制方式将非常简单。在一实施例中，也可采用多阶能量(超过二阶以上)的激光光束在不同的实施例中。在另外一实施例中，可以将光源装置所产生的激光光束，调整为具有一脉冲 (Pulse)信息的非连续性光束，而控制器根据脉冲信息判读为不同的控制信息。例如，可根据此非连续性光束，将检测光感测装置上的光感测单元，在一段时间内所感应的信号转换为脉冲信号，并且根据这些脉冲信号经过判读后解为控制讯息。在一些实施例中，光源装置510可提供具有不同按钮的控制功能，如一般的远端控制装置，而这些按钮的致动可以产生不同的控制讯息，而通过不同的脉冲信息(Pulse Information)或是样式(Pulse Patterns)编码在激光光束中，藉此控制不同的装置和/或一个或多个装置内的不同功能。上述对于光感测装置不同设计的概念，是考虑光感测装置与光源装置之间距离而采用不同的配置。在设计概念上，只要可达足以让光感测装置接收光束而能产生感测信号的距离即可。而采用不同的光感测装置与光源装置，则可达到非常远距离的控制。请参照图5C所示，在激光光源510与光导装置520之间的距离D可超过数十公尺，甚至达到数千公尺的距离。在一实施例中，此激光光源510，可产生具有方向性且有效距离可达到数公里距离的控制光束，例如目前业界可取得的激光光束产生器可达七公里以上。而图5D是说明根据一或多个实施例中控制方法的流程示意图。首先，使用者启动光源装置(步骤S510)以产生具有方向性的光束，例如，低能量激光光束，以便进行扫描定位，以检测或确认光导装置或是预定的受控装置所对应的光感测装置位置，或是光感测装置的感测区域(步骤S520)。如果上述的光导装置、或是预定的受控装置所对应的光感测装置位置，或是光感测装置的感测区域无法找到(步骤S530)，则使用者重复扫描定位的步骤 (步骤S520)。而若是上述的光导装置、或是预定的受控装置所对应的光感测装置位置，或是光感测装置的感测区域找到了，则进行高能量激光切换致动(步骤S540)，通过微控制单元(MCU)540或是直接经由对应的开关来控制装置或是装置内的功能。当控制的目的达成后，结束此操作(步骤S550)。此种感测方法，是以例如低能量的激光扫描可取得的光感测装置或在特定位置的感测区域。如果是这样的光感测装置或在特定位置的感测区域可以找到，则控制系统可以产生对应的讯息以告知使用者，例如以一闪光或是其他可视的定位信号，或是发生可听见的声响等等。如果此闪光或是其他可视的定位信号，或是发生可听见的声响等等讯息是来自不要启动的装置，则此低能量的激光可扫描其他的区域，一直到预定控制的装置发出上述定位的讯息时才停止扫描。接着，在此时，可切换为高能量的激光，藉以控制已经定位的装置。此控制系统根据不同能量强度而产生不同的反应，以产生不同的控制信息。在一实施例中，多工控制系统为了能将具有方向性的光束有效率地导向光感测装置，提出加入光导装置，介于光束与光感测装置之间。通过此光导装置，可以将控制光束，高效率地导向光感测装置。请参照图6所示，为在一实施例中所提出的光导装置。在图6中， 显示光导装置620与光感测装置630。此光导装置620包括微透镜阵列与光纤波导。此微透镜阵列为一苍蝇眼(Fly Eye Lens)，是由复眼透镜(CompoundLight Directing Member)以一弯曲程度所组成，如图所示，由多个微透镜621配置在一曲面而组成。而每个微透镜621的位置分别对应一个光纤波导元件，包括接收部分623与传导部分 625。而光纤波导元件的传导部分625分别连接到光感测装置630的光感测元件631。此光导装置620可称为搜集光电路的复眼透镜(苍蝇眼，Fly eye lens)光检测器，通过前面形成的隆起凸面而集中的光线(紫外光)与树脂起反应形成一个锥状体，将光线导入深层的结构当中。当光线快速通过树脂之后它建立一个细小的管道，称之为波导 (Wave-guide)，此结构像昆虫眼中的杆状体。聚合物与光线(紫外光)的反应改变了这个材料的光学性质，这指的是所有进入波导当中的光线会沿着它的长边前进(Channel led along its length)0在一制造实施例中，可以对一树脂半球，被透镜完全盖住，然后被完美排列的波导元件刺入(Pierced)，其可将光线导入半球中央。光线(红外光)落在光检测器上的直接结果，驱动所对应的照明或其他电器装置。此高灵敏度的光感测结构上，高密度微透镜阵列如图6所示，微透镜聚光原理，透镜的光学曲面和镜片偏心度极好，可以达到较高的光角准确率，甚至可以直接聚焦到光感测元件上。激光光源聚焦在高密度微透镜阵列，在复眼透镜对应到数个不同功能的被触发装置的光感测器，当属于某装置的光感测器感应到激光光源时就触动微处理器而去处理装置的运作。单一激光光源就可以驱动很多个电器装置，且在同一环境里很多人时，只要人手一支激光笔就可以操控环境照明，不受限操控距离和/或操控频率通道。本实施例所提出光感测多工控制系统，是为一种通过光机系统控制输入接口，以达控制的目的，其整个系统实际运用架构，如图7所示。经过一光源装置710，例如激光光源，以及一接收模块730而达到传送控制讯息的目的。此接收模块730在一实施例中可以是包括例如图6实施例所示的圆球状结构的光导装置与光感测装置整合元件。在此实施例中，光源装置710可以发射的光束是具有窄频带及直束的光子，像是激光笔，且可直接用手操控使用，接收模块720包含关于放大及判断决定搜集光电路的复眼光导向部件(Compound Light DirectingMember) 720，用以放大、处理和/或收集光线以及一光检测器，例如复眼透镜与其内部的光检测器。当光束射击到光检测器上时，会产生一个相对同步符合信号，传送到微控制单元(MCU) 740。所接收的相对同步符合信号，通过电路到系统，光检测器呈现进入的每一信号指令或数据。因此，每一个指令或数据可以通过光束射击到不同的光检测器进入到系统，而达到控制的目的。一实施范例公开应用于智能型操控电器装置系统中。此复眼透镜对应到数个不同功能的被触发装置的光感测器，当属于某装置的光感测器感应到激光光源时就触动微处理器而去处理该装置运作。单一激光光源就可以驱动很多个电器装置(如图示的750a 750g)，且在同一环境里很多人时，只要人手一支激光笔就可以操控环境照明，不受限操控距离及操控频率通道。本实施例所提出光感测多工控制系统，在一运用实施例中，可参照图8所示。现有目光灯源是通过手动切换开关才将灯打开或关掉，或通过射频遥控或红外线遥控，当使用者不使用时必须手动将灯关掉，如果需要暂时离开位置时，灯还是一直亮着浪费能源。运用本实施例的光感测多工控制系统，可称为是一种节能减炭照明光源，可通过光机系统控制输入接口，以达节能照明目的。每一智能型光源810a SlOf都提供一个接收模块。此光源装置是发射窄频带及直束的光子，像是激光笔且可直接用手操控使用，而此接收模块包含关于放大及判断决定搜集光电路的复眼透镜光检测器。当光束射击到光检测器上而产生一个相对同步符合信号，接着通过电路传送到系统进行控制。光检测器呈现进入的每一信号指令或数据，因此每一个指令或数据可以通过光束射击到不同的光检测器进入到系统，而达到节能照明的目的。如图中所示的智能型光源810a SlOf，都具有本实施的光机系统控制输入接口。智能型操控电器装置系统，在复眼透镜对应到数个不同功能的被触发装置的光感测器，当属于某装置的光感测器感应到激光光源时就触动微处理器而去处理该装置运作。单一激光光源就可以驱动很多个电器装置，复眼透镜划分成数个区域，对应至不同功能的装置的光感测器，在同一环境里很多人时，只要人持一支激光笔就可以操控环境照明，不受限操控距离及操控频率通道。本实施例所提出光感测多工控制系统，在一运用实施例中，可参照图9所示。在会议室内，可以通过此手持微控制单元，利用光感测控制投影机，让投影片往前一页或往后一页切换。虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种光感测控制系统，包括一光感测装置，具有至少一预定排列方式配置的光感测单元，以对应具有方向性的光束产生一感测信号；一光导装置，用以将该具有方向性的光束导向该至少一光感测单元；以及一控制器，耦接到该光感测装置，用以根据该感测信号产生对应的控制信息。
2.如权利要求1所述的光感测控制系统，还包括一光源装置，用以提供该具有方向性的光束。
3.如权利要求1所述的光感测控制系统，还包括一装置，耦接该控制器用以被该控制器根据该控制信息加以控制操作。
4.如权利要求3所述的光感测控制系统，还包括至少一切换开关，连接在该装置与该控制器之间，用以根据从该控制器传来的该控制信息切换开启或关闭该装置。
5.如权利要求3所述的光感测控制系统，还包括至少一切换开关，连接在该装置与该控制器之间，用以根据从该控制器传来的该控制信息，选择控制该装置的一或多个功能。
6.如权利要求1所述的光感测控制系统，其中该光感测装置包括多个位于不同区域的这些光感测单元，用以对应该具有方向性的光束产生对应不同区域的这些感测信号，而该控制器用以对应来自这些光感测单元的这些感测信号产生不同的控制信息。
7.如权利要求1所述的光感测控制系统，其中该光感测单元包括由光感受器、光电元件、互补式金属-氧化物半导体CMOS及电荷耦合元件CCD所组成的群组中，选择至少其中之一所组成。
8.如权利要求1所述的光感测控制系统，其中该光导装置包括一微透镜阵列，用以将该光束聚光而转为一光斑；以及一可弯曲波导，用以将该光斑导向该光感测器，而据以让这些光感测单元其中之一或一部分产生感测反应。
9.如权利要求8所述的光感测控制系统，其中该微透镜阵列为一苍蝇眼，是由复眼透镜组成。
10.如权利要求2所述的光感测控制系统，其中该光源装置为一激光光源，用以提供激光光束当成该具有方向性的光束。
11.如权利要求10所述的光感测控制系统，其中该激光光源所产生的该激光光束至少具有一第一能量强度与一第二能量强度，其中该第一能量强度低于该第二能量强度，而该感测单元对应不同的该第一能量强度与该第二能量强度，分别产生不同的该第一感测信号与该第二感测信号，而该控制器根据该第一感测信号与该第二感测信号产生不同的该第一控制信息与该第二控制信息。
12.如权利要求11所述的光感测控制系统，其中还包括一装置，耦接该控制器用以被该控制器根据该控制信息加以控制操作，其中当该激光光束具有该第一能量强度时，该第一控制信息用以定位该装置，而当该激光光束具有该第二能量强度时，该第二控制信息用以致动该装置或该装置中的一功能。
13.如权利要求10所述的光感测控制系统，其中该激光光源所产生的该激光光束具有一脉冲信息的非连续性光束，而该控制器根据该脉冲信息判读为不同的这些控制信息。
14.一种光感测控制模块，适用于一控制系统，该光感测控制模块包括一光感测装置，具有多个光感测单元；以及一光导装置，用以将所接收具有一方向性的光束导向至少这些光感测单元其中之一或这些光感测单元其中的一群，并据以由该光感测装置产生一感测信号，藉以经由根据该方向性的光束，通过该感测信号所产生的该控制讯息传送至该控制系统。
15.如权利要求14所述的光感测控制模块，其中该光感测装置是由多个这些光感测单元分别配置在不同区域，当将该光束导向这些不同区域时，这些光感测装置分别对应产生不同的这些感测信号。
16.如权利要求14所述的光感测控制模块，其中每一该光感测单元包括由光感受器、 光电元件、互补式金属-氧化物半导体CMOS及电荷耦合元件CCD所组成的群组中，选择至少其中之一所组成。
17.如权利要求14所述的光感测控制模块，其中该光导装置包括一微透镜阵列，用以将该光束聚光而转为一光斑；以及一可弯曲波导，用以将该光斑导向该光感测器，而据以让这些光感测单元其中之一或一部分产生感测反应。
18.如权利要求17所述的光感测控制模块，其中该微透镜阵列为一苍蝇眼，是由多个微镜片或是由多个微透镜配置在一曲面而组成。
19.一种操作方法，适用于一光感测多工控制系统，该方法包括将具有一第一能量的一第一激光光束导向该光感测多工控制系统的一光感测装置上， 以定位该光感测装置，而该光感测多工控制系统在该第一激光光束对该光感测装置定位时，产生一定位确定反应；以及以具有一第二能量的一第二激光光束导向已经定位的该光感测装置，而该光感测多工控制系统启动受控的一装置或该装置的一功能。
20.如权利要求19所述的操作方法，其中该第一能量的激光光束的强度低于该第二能量的激光光束的强度，而当具有该第一能量的该第一激光光束被导向该光感测多工控制系统的光感测装置上时，该第一能量的激光光束并不为使该光感测多工控制系统启动受控的该装置或该装置的该功能。
21.如权利要求19所述的操作方法，其中该光感测多工控制系统根据不同能量的这些激光光束，产生不同的控制信号用以启动(i)由该光感测多工控制系统所控制的这些装置或(ii)该或这些装置的不同的功能。
全文摘要
光感测控制系统及其操作方法。该光感测控制系统包括一种光源装置与一光感测装置。此光源装置设定用来提供一具有方向性的光束。此光感测装置具有包括预先安排的至少一光感测单元。此光感测控制系统也包括一光导装置，设置于光源装置与光感测装置之间，用来将所述光束导向所述预先安排的至少一光感测单元，而使此光感测装置产生一感测信号。除此之外，此光感测控制系统包括一控制器，设计用来接收此感测信号，并且根据此感测信号提供控制信息。
文档编号H05B37/02GK102281050SQ20101028400
公开日2011年12月14日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年6月11日
发明者刘健群, 陈俊融 申请人:财团法人工业技术研究院