专利名称：电子装置的感应式控制系统及感应式控制方法
技术领域：
本发明是关于感应式控制系统，尤指一种可依据周围亮度来启动一电子装置并且调整该电子装置的亮度的光感应式控制系统。
背景技术：
相对于白炽光源(incandescent light)与大部分的突光源(fluorescent light)来说，发光二极管(light emitting diode,LED)具有较佳的光电转换效率,此外,在制备发光二极管的过程中，几乎不会造成温室效应。因此，发光二极管为节能灯具中不可或缺的光源。一般来说，电子灯具(例如，发光二极管灯具)仍需仰赖机械式的控制元件来进行启动、关闭及调整亮度等操作。举例来说，在书房阅读书籍时，可通过旋钮来开启书房的电灯，并且将亮度调整至眼睛感到舒适的程度。由于周围的光线可能随着不同的时刻改变，故阅读者可能会需要起身，通过旋钮来调整亮度。假若周围的光线变暗，而阅读者忘记调整电灯亮度时，阅读者的眼睛会容易疲劳；假若周围的光线变亮，而阅读者忘记调整电灯亮度时，即使电灯是发光二极管灯具，仍然会造成不必要的能源浪费。但是通过手动的方式来调整电灯亮度，阅读者需要中断阅读，造成阅读质量下降。因此，需要一种创新的电子装置的控制系统，以提供舒适的使用体验予使用者，并且兼顾节约能源的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种可依据周围亮度来启动一电子装置并且调整该电子装置的亮度的光感应式控制系统，来解决上述问题。依据本发明的一实施例，其揭示一种电子装置的感应式控制系统。该感应式控制系统包含至少一信号产生元件、至少一感测单元以及至少一控制单元。该至少一感测单元用以于该至少一信号产生元件启用时，检测反射自一物体的反射信号，并据以输出一第一感测信号。该至少一控制单元耦接于该至少一信号产生元件与该至少一感测单元，用以依据该第一感测信号来控制该电子装置的操作。依据本发明的另一实施例，其还揭示一种电子装置的感应式控制系统。该电子装置包含至少一发光单元。该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态。该感应式控制系统包含至少一感测单元以及至少一控制单元。该至少一感测单元用以于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一感测信号。该至少一控制单元耦接于该至少一感测单元，用以依据该感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。依据本发明的一实施例，其揭示一种用于一电子装置的感应式控制方法。该方法包含以下步骤:启用该至少一信号产生元件以产生一检测信号；于该至少一信号产生元件启用时，检测反射回来的该检测信号，并依照反射回来的该检测信号对应输出一第一感测信号；以及依据该第一感测信号来控制该电子装置的操作。依据本发明的另一实施例，其还揭示一种用于一电子装置的感应式控制方法。该电子装置包含至少一发光单元。该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态。该方法包含以下步骤:于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一感测信号；以及依据该感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。本发明所提供的感应式控制系统将电子装置的发光单元的亮暗状态的周期控制在人眼的视觉暂留时间内，并且在电子装置的发光单元未发光的期间，利用感测器(例如，近接感测器(proximity sensor)、近接手势感测器(proximity gesture sensor)及环境光感测器(ambient light sensor))来检测反射信号、识别手势及/或检测周围光线的变化，不仅可实现感应式控制的操控手段、提升感测的准确性，使用者也不会在调整亮度的过程中感觉到灯光闪烁。因此，可进一步提升电子装置的能源效益，以及提供给使用者友善且便利的操控体验。
图1为本发明电子装置的感应式控制系统的一实施例的示意图。图2为本发明用于电子装置的感应式控制方法的一实施例的流程图。图3为图1所示的感应式控制系统依据周围亮度来调节图1所示的发光单元的一发光强度的一实作范例的示意图。图4为图3所示的驱动信号的脉冲宽度与第二感测信号的信号强度两者之间的对应关系的一实作范例的示意图。图5为本发明驱动信号的不同的实作方式的波形示意图。图6为本发明用于电子装置的感应式控制方法的另一实施例的流程图。图7为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。图8为图7所示的多个红外线发射器的配置方式的一实作方式的示意图。图9为本发明用于图7所示的电子装置的感应式控制方法的一实施例的流程图。图10为本发明感应式控制系统与电子装置的配置的一实施例的示意图。图11为本发明感应式控制系统与电子装置的配置的另一实施例的示意图。图12为本发明感应式控制系统与电子装置的配置的另一实施例的示意图。图13为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。图14为本发明同步信号产生电路的信号产生机制的一实施例的示意图。图15为本发明同步信号产生电路的信号产生机制的另一实施例的示意图。图16为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。图17为具有图1所示的感应式控制系统的电视机的一实施例的示意图。图18为本发明用于控制图17所示的附属发光元件的感应式控制系统的一实施例的功能示意图。图19为图18所示的感应式控制系统控制图17所示的附属发光元件的操作状态的一实作范例的示意图。[主要元件标号说明]100、700、1000、1100、1200、1300、1600 感应式控制系统
102、1302 电子装置 104、1304_1、1304_2 发光单元106、1306_1、1306_2 处理电路 108、1308_1、1308_2 驱动器110、710、1310_1、1310_2 信号产生元件120、720、1320_1、1320_2 感测单元130、730、1330_1、1330_2、1630 控制单元140、740、1340-1、1340_2 电源供应电路1002房间电灯1102书桌台灯1202路灯350、1450、1550、1650同步信号产生电路1452零交点检测器1552斜率变化检测器1702电视机1760附属发光元件D_1、D_N 发光二极管 IR_El、IR_E2、IR_En 红外线发射器RL_1、RL_2、RL_3、RL_4、RL_5、RL_6、RL_7、RL_8、DL_1、SL_1 灯泡
具体实施例方式本发明所提供的感应式控制系统(sensor-controlled system)可应用在任何具有「启动(turn-on)」与「(关闭turn-off)」操作的电子装置。在所启动的电子装置具有发光功能的情形下，本发明所提供的感应式控制系统还可用来调节其发光强度。为求说明简洁，以下先以控制照明设备(lighting fixture)来作为范例说明，然而,本领域技术人员应可了解本发明的应用并不局限于此。请参阅图1，其为本发明电子装置的感应式控制系统的一实施例的示意图。感应式控制系统100可依据反射自人体的反射信号来控制电子装置102的操作。于此实施例中，电子装置102为一发光二极管照明设备，其包含一发光单元104，发光单元104包含多个发光二极管D_1 D_N、一处理电路106以及一驱动器(driver) 108。多个发光二极管D_1 D_N可包含经由固态元件(solid state device)来将电能转换为光能的发光元件(lightemitter),举例来说(但不局限于)，有机发光二极管(organic LED)、高功率发光二极管(high power LED,HPLED)、高亮度发光二极管(high brightness LED, HBLED)、白光发光二极管(white LED)、红绿蓝三原色发光二极管(red-green-blue LED, RGB LED)等。另外，本领域技术人员应可了解处理电路106可进行输入电源功率转换以及其它电路控制与保护操作，以及驱动器108依据所接收的驱动信号S_D来驱动多个发光二极管D_1 D_N，故关于处理电路106与驱动器108的操作细节在此便不再赘述。感应式控制系统100包含有一信号产生元件110、一感测单元120、一控制单元130以及一电源供应电路140，其中感测单元120、控制单元130及电源供应电路140可分别由不同的集成电路来实作出、或由单一多芯片集成电路封装(single package mult1-chipIC)来实作出，也可由具有集成性功能的单一集成电路来实作出。电源供应电路140可将所接收的输入电源(未显示于图中)转换为信号产生元件110、感测单元120及控制单元130所需要的电源。于此实施例中，信号产生元件110是由一红外线发射器(infraredemitter) IR_E1来实作之 ，以及感测单元120至少具有感测红外线的能力(例如，感测单元120可包含红外线近接感测器(infrared proximity sensor)(未显示于图中))。控制单元130耦接于信号产生元件110、感测单元120、电源供应电路140以及发光单元104，并用来控制信号产生元件110、感测单元120以及发光单元104的操作。另外，控制单元130可以是一种通用的微处理器(general purpose micro-processor)、具有演算能力的应用处理器(application processor with the algorithm embedded)、专用集成电路(applicationspecific IC,ASIC)或一微控制器(microcontroller unit,MCU)。以下是以感应式控制系统100通过检测人的远离与靠近来控制电子装置102为例，说明感应式控制系统100的运作细节。请一并参阅图1与图2。图2为本发明用于电子装置的感应式控制方法的一实施例的流程图。该方法可应用于控制图1所示的电子装置102的操作。考虑电子装置102与感应式控制系统100位于房间内的情形。一开始，电子装置102处于关闭的状态(亦即，发光单元104处于未发光的状态(non-emission state))。在启动感应式控制系统100 (如步骤210所示)之后，电源供应电路140会接收一输入电源(未显示于图中)以提供信号产生元件110、感测单元120及控制单元130所需要的电源，以及感测单元120会执行初始化操作(initialization)(例如，设定相关感测参数)(如步骤220所示)。接下来，当控制单元130启用(activate)红外线发射器IR_E1时，红外线发射器IR_E1会发射一检测信号S_I。当有人进入房间时，检测信号S_I会被人体反射而产生一反射信号S_R，感测单元120会检测反射信号S_R，并据以输出一第一感测信号S_S1予控制单元130 (如步骤230所示)O控制单元130接着可依据第一感测信号S_S1来控制电子装置102的操作，举例来说，控制单元120可将第一感测信号S_S1的信号强度与一预定门坎值(threshold)作比较，来产生一比较结果，以及依据该比较结果来启动或关闭电子装置102(如步骤240所示)。于此实施例中，当人与感应式控制系统100之间的距离够近(例如，人刚进入房间)，以至于第一感测信号S_S1的信号强度大于该预定门坎值时，感应式控制系统100可产生驱动信号S_D予电子装置102以启动电子装置102的照明功能(如步骤250所示)；反之，当人与感应式控制系统100之间的距离不够近(例如，人尚未进到房间)，以至于第一感测信号S_S1的信号强度小于该预定门坎值时，控制单元130还不会启动电子装置102(如步骤260所示)，直到控制单元130后续接收的感测信号S_S1大于该预定门坎值时，电子装置102才会被启动。相似地，当人从房间离开时，感应式控制系统100也可以利用上述控制机制来关闭电子装置。简言之，感应式控制系统100实现了智能型控制机制，也达到节省能源的目的。值得注意的是，控制单元130控制电子装置102的操作并不限于启动或关闭。举例来说，当有人进入房间时，感应式控制系统100可致使电子装置102提供白炽光照明；当人离开房间时，感应式控制系统100可致使电子装置102提供夜灯(例如，黄光)照明。另外，信号产生元件110并不限定是红外线发射器或光发射器(light emitter)。于一实作范例中，信号产生元件110所产生的检测信号S_I可以是其它波长的光线，也可以是一种声音信号(audio signal)。 在启动电子装置102 (亦即，发光二极管照明设备)之后，感应式控制系统100还可以依据周围亮度(例如，周围的光线(surrounding light)L_SR的亮度)来调整电子装置102的照明亮度。以下是 将环境光(ambient light)/可见光(visible light)作为周围的光线1_51 ，说明依据周围亮度来调整电子装置102的照明亮度的操作细节，然而，本领域技术人员应可了解周围的光线L_SR亦可包含其它波段的光线。请连同图1来参阅图3。图3为图1所示的感应式控制系统100依据周围亮度(例如，周围的光线L_SR的亮度)来调节图1所示的发光单元104的一发光强度(luminousintensity)的一实作范例的示意图。在启动电子装置102之后,控制单元120所产生的驱动信号S_D可控制发光单元104操作于交替出现的一发光状态(emission state)与一未发光状态。于此实作范例中，驱动信号S_D具有一第一电平Vl与一第二电平V2，此外，当驱动信号S_D处于第一电平Vl时，驱动器108会导通多个发光二极管D_1 D_N，使发光单兀104操作于该发光状态；当驱动信号S_D处于第二电平V2时,多个发光二极管D_1 D_N不会被导通，发光单元104则会操作于该未发光状态。因此，控制单元130可控制驱动信号S_D于驱动周期Td之中第一电平Vl的时间与第二电平V2的时间之间的比例，来调整发光单元104的该发光强度，其中第一电平Vl的时间越长，人眼会感觉到发光单元104越亮。值得注意的是，控制单元130另可控制发光单元104的发光周期(例如，驱动周期Td)不大于视觉暂留时间(persistence of vision),使得人眼不会察觉到交替出现的该发光状态与该未发光状态，举例来说，控制单元130可控制发光单元104的发光频率不小于200赫兹。于此实作范例中，感测单元120另具有感测环境光(亦即，周围的光线L_SR)的能力(例如，感测单元120可包含环境光感测器(ambient light sensor)(未显示于图中))。感测单元120可感测环境光以产生一第二感测信号S_S2予控制单元130，控制单元130接着再依据第二感测信号S_S2来控制发光单元104的该发光强度。值得注意的是，为了避免在检测环境光的同时也检测到发光单元104所产生的光，控制单元130可控制感测单元120于发光单元104处于该未发光状态的期间(例如，第二电平V2所对应的时间宽度t12)内感测环境光(需感测时间PsJ，较佳地，于发光单元104处于该发光状态的期间(例如，第一电平Vl所对应的时间宽度tn)内，感测单元120不会产生第二感测信号S_S2予控制单元130。于是，感测单元120所输出的第二感测信号S_S2大致是来自于环境光检测。在感测单元120于时间宽度t12内输出第二感测信号S_S2予控制单元130之后，控制单元130会依据第二感测信号S_S2来决定下一驱动周期的驱动信号S_D的波形，以调整发光单元104的该发光强度。于此实作范例中，由于环境光亮度充足，故控制单元130可依据第二感测信号S_S2来将第一时间宽度tn缩短为第一时间宽度t21，以及将第二时间宽度t21延长为第二时间宽度t22，以降低发光单元104的照明亮度。假若环境光够充足，甚至可将发光单元104调为全暗(亦即，第一电平Vl所对应的第一时间宽度为零)。于另一实作范例中，假若环境光不够充足，则可将延长第一时间宽度tn以及缩短第二时间宽度t12，其中缩短后的第二时间宽度仍会涵盖感测时间Ps。简言之，只要感测时间Ps是位于该未发光状态所对应的时间宽度内，第一电平Vl所对应的第一时间宽度与第二电平V2所对应的第二时间宽度之间的比例(亦即，责任周期(duty cycle))可随周围的光线L_SR来动态地调整，进而提供稳定而舒适的照明亮度予使用者。请参阅图4，其为图3所示的驱动信号S_D的脉冲宽度(亦即，第一时间宽度tn/t21)与第二感测信号S_S2的信号强度两者之间的对应关系的一实作范例的示意图。由图4可知，当控制单元130接收第二感测信号S_S2时，其可直接根据上述的信号强度与脉冲宽度之间的关系来产生具有相对应脉冲宽度的驱动信号S_D。于另一实作范例中，控制单元130也可以在接收第二感测信号S_S2的时候，计算接下来产生的驱动信号S_D的脉冲宽度。值得注意的是，以上调整驱动信号S_D的波形的方式并不局限于调整第一电平Vl的第一时间宽度，换言之，依据第二感测信号S_S2来调整第二电平V2的第二时间宽度，或直接调整第一时间宽度与第一时间宽度之间的比例，均是可行的。另外，以上用来控制该发光强度的驱动信号S_D的波形是仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。请参阅图5，其为本发明驱动信号S_D的不同的实作方式的波形示意图。当采用脉冲宽度调制信号(pulse width modulation signal, PWM signal)信号(亦即，驱动信号S_D1)来作为驱动信号时，控制单元130可依据第二感测信号S_S2来调整驱动信号的脉冲宽度；当采用振幅调制信号(amplitude modulation signal,AM signal)(亦即，驱动信号S_D2)来作为驱动信号时，控制单元130可依据第二感测信号S_S2来调整驱动信号的振幅；以及当采用混合式脉冲宽度调制与振幅调制信号(hybrid PWM/AM signal,HPWAM)(亦即，驱动信号S_D3)来作为驱动信号时，控制单元130可依据第二感测信号S_S2来调整驱动信号的脉冲宽度与振幅。由于在检测周围亮度与周围物体时所使用的光线波段可以是不同的，故感测单元120的周围亮度检测操作与周围物体检测操作可独立进行，也可以同步进行。请再次参阅图3。在控制单元130控制感测单元120同步检测周围亮度与周围物体的情形下，于时间宽度t12内，控制单元130可启用图1所示的信号产生元件110，使得感测单元120可于感测时间Ps内同时检测周围的光线1^_51 (例如，环境光)与图1所示的反射信号S_R(例如，红外线)。另外，藉由发光单元104处于该未发光状态时进行检测，则可以不用将感测单元120设置于不会受到图1所示的多个发光二极管D_1 D_N干扰的另一区域。请参阅图6，其为本发明用于电子装置的感应式控制方法的另一实施例的流程图。该电子装置包含至少一发光单元，该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态。该方法可应用于调节图1所示的电子装置102的照明亮度，并可简单归纳如下:步骤610:开始。步骤620:将一感测单元进行检测周围光线的初始化设定。步骤630:于该至少一发光单元处于未发光状态的期间内，感测周围亮度(例如，环境光的亮度)以产生一感测信号。步骤640:依据该感测信号来决定一驱动信号的波形。步骤650:依据该驱动信号来驱动该至少一发光单元，以控制发光强度。由于本领域技术人员经由阅读图3 图5的相关说明之后，应可轻易地了解图6所示的每一步骤的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。除了检测物体的远离与靠近来控制电子装置之外，本发明感应控制系统也可采用手势操控的机制。请参阅图7，其为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。感应式控制系统700的架构是基于图1所示的感应式控制系统100的架构，而两者主要的差别在于感应式控制系统700的信号产生元件710包含有多个红外线发射器IR_E1 IR_En。请一并参阅图7与图8。图8为图7所示的多个红外线发射器IR_E1 IR_En的配置方式的一实作方式的示意图。相似地，在感应式控制系统700启动之后，电源供应电路740可供应信号产生元件710 、感测单元720及控制单元730所需要的电源。控制单元730可根据一启用时序来逐一启用多个红外线发射器IR_E1 IR_En，使得同一时间内仅有单一红外线发射器处于启用状态。举例来说，于图8中，控制单元730可于一第一时段内，先启用红外线发射器IR_E1以发射检测信号，并于关闭红外线发射器IR_E1之后，再启用红外线发射器IR_E2以发射检测信号，然后再关闭红外线发射器IR_E2。于该第一时段之后的一第二时段，控制单元730可重复执行该第一时段内所执行的启用、关闭的操作。简言之，控制单元730可通过时分多工(time-division multiplexing, TDM)的启用方式,来逐一启用多个红外线发射器IR_E1 IR_En。通过上述时分多工的启用方式，感测单元720可根据该启用时序来检测反射自物体(亦即，手)的反射信号S_R，并据以输出第一感测信号S_S1 (亦即，近接感测信号)，控制单元730也可依据第一感测信号S_S1来识别手势操作。举例来说，于图8中，使用者的手是自红外线发射器IR_E2(于第一时段)移动到红外线发射器IR_E1 (于第二时段)；于第一时段内，当红外线发射器IR_E1启用时(例如，一第一时间点)，由于红外线发射器IR_El距离感测单元720过远，所以感测单元720不会检测到对应于红外线发射器IR_E1的反射信号，以及当红外线发射器IR_E2启用时(例如，该第一时间点之后的一第二时间点)，感测单元720会检测到对应于红外线发射器IR_E2的反射信号；相似地，于第二时段内，感测单元720会检测到对应于红外线发射器IR_E1的反射信号，而不会检测到对应于红外线发射器IR_E2的反射信号。因此，控制单元730可根据相对应的第一感测信号S_S1来识别出由右向左平移的手势操作。由于感应式控制系统700可识别出手势操作，故控制单元730可依据第一感测信号S_S1来控制电子装置102的操作(例如，启动或关闭)。请参阅图9，其为本发明用于图7所示的电子装置102的感应式控制方法的一实施例的流程图。该方法是基于图2与图6所示的方法，其同时包含了手势识别、近接感测以及环境光感测的步骤，并可简单归纳如下:步骤210:开始。步骤920:将感测单元720进行近接感测与手势识别的初始化设定。步骤930:当多个红外线发射器IR_E1 IR_En是依据一启用时序来逐一启用时，依据多个红外线发射器IR_E1 IR_En的一启用时序来检测反射自手部的反射信号S_R以输出第一感测信号S_S1，并执行步骤940 ;当多个红外线发射器IR_E1 IR_En并不是依据该启用时序来逐一启用时，执行步骤230。步骤940:识别第一感测信号S_S1是否对应一「关闭」指令的手势？若是，回到步骤930 ;反之，执行步骤250。步骤230:检测对应于检测信号S_I的反射信号S_R，并据以输出第一感测信号S_SI。步骤240:将第一感测信号S_S1的信号强度与一预定门坎值作比较，若第一感测信号S_si的信号强度大于该预定门坎值，执行步骤250 ;反之，则回到步骤230。步骤250:启动电子装置102。步骤620:将感测单元720进行检测周围光线的初始化设定。步骤630:于发光单元104处于未发光状态的期间内，感测周围亮度(例如，周围的光线L_SR的亮度)以产生第二感测信号S_S2。步骤640:依据第二感测信号S_S2来决定驱动信号S_D的波形。
步骤650:依据驱动信号S_D来驱动发光单元104，以控制该发光强度。步骤922:将感测单元720进行近接感测的初始化设定。步骤932:检测对应于检测信号S_I的反射信号S_R，并据以输出第一感测信号S_SI。步骤942:将第一感测信号S_S1的信号强度与该预定门坎值作比较，若第一感测信号S_si的信号强度大于该预定门坎值，执行步骤630 ;反之，则执行步骤960。步骤960:延迟一预定时间以完成正在执行的亮度调节操作。步骤970:关闭电子装置102。于此实施例中，在一特定时间内，感应式控制系统700可持续执行步骤930、940、230、240，先将所接收到的第一感测信号S_S1对时间积分，提升检测的准确性，再据以判断是否要启动电子装置102，进而启动调整照明亮度的机制；相似地，在另一特定时间内，感应式控制系统700可持续执行步骤250、620、630、640、650、922、932、942、960、970，先将所接收到的第一感测信号S_S1以及第二感测信号S_S2对时间积分，提升检测的准确性，再据以调整发光单元104的该发光强度，并同时判断是否要持续启动电子装置102。虽然，图9所示的流程图是先进行手势识别、再进行近接感测，但是先进行近接感测、再进行手势识另O，或是手势识别与近接感测并行，均是可行的。由于本领域技术人员经由阅读图1 图8的相关说明之后，应可轻易地了解图9所示的每一步骤的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。如上所述，由于本发明所提供的感测单元可于电子装置的发光单元未发光的期间内进行检测，故可将本发明所提供的感应控制系统与发光单元设置于同一区域，而不会影响感测周围亮度的准确性。请同时参阅图10 图12，其分别为本发明感应式控制系统与电子装置的配置的一实施例的示意图。由图10 图12可知，感应式控制系统1000可设置于房间电灯1002之中多个灯泡RL_1 RL_8的附近/旁边、感应式控制系统1100可设置于书桌台灯1102之中灯泡DL_1的附近/旁边，以及感应式控制系统1200可设置于路灯1202之中灯泡SL_1的附近/旁边。由以上可知，本发明所提供的感应式控制系统可隐藏于电子装置内部，维持电子装置的美观，有高度的应用价值。值得注意的是，图10所示的电子装置1002具有多个灯泡RL_1 RL_8，为了避免在对其中一个灯泡进行感测操作时，受到其它灯泡发出的光线影响(亦即，灯泡的亮暗并不同步)，本发明感应式控制系统可提供一同步信号电路来解决上述问题。请参阅图13，其为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。感应式控制系统1300的架构是基于图1所示的感应式控制系统100的架构，而两者主要的差别在于感应式控制系统1300包含有多个信号产生元件1310_1、1310_2、多个感测单元1320_1、1320_2、多个控制单元1330_1、1330_2、多个电源供应电路1340_1、1340_2，以及一同步信号产生电路(synchronization signal generation circuit) 1350,其中多个信号产生兀件 1310_1、1310_2是分别以多个红外线发射器IR_E1、IR_E2来实作出。多个控制单元1330_1、1330_2分别用以控制电子装置1302之中的多个发光单元1304_1、1304_2。多个发光单元1304_1、1304_2分别包含有相对应的多个发光二极管D_ll D_1N、D_21 D_2N、多个处理电路1306_1、1306_2，以及多个驱动器1308_1、1308_2。由于本领域技术人员经由阅读图1 图9的相关说明之后，应可轻易地了解多个检测信号S_I1、S_I2、多个反射信号S_R1、S_R2、多个第一感测信号S_sil、S_S21、多个第二感测信号S_S12、S_S22,以及多个驱动信号S_D1、S_D2的产生与用途，故进一步的说明在此便不再赘述。同步信号产生电路1350耦接于多个控制单元1330_1、1330_2，用以依据一输入电源V_IN来产生多个同步信号S_SYN1、S_SYN2，其中输入电源V_IN也是多个处理电路1306_1、1306_2的输入电源。多个控制单元1330_1、1330_2可分别依据多个同步信号S_SYN1、S_SYN2来产生多个驱动信号S_D1、S_D2，据以控制相对应的发光单元1304_1、1304_2同步关闭(亦即，操作于该未发光状态)。在各发光单元1304_1、1304_2均处于该未发光状态的期间内，各控制单元1330_1、1330_2可控制相对应的感测单元感测周围亮度(例如，周围的光线L_SR的亮度)，以调整各发光单元1304_1、1304_2的照明亮度。请参阅图14，其为本发明同步信号产生电路的信号产生机制的一实施例的示意图。同步信号产生电路1450包含一零交点检测器(zero-crossing detector) 1452,其可检测输入电源V_IN的电压值与零电压值的交会时间点，同步信号产生电路1450便可据以产生同步信号S_SYN。于一实作范例中，每当输入电源V_IN的电压值为零的时候，同步信号产生电路1450可产生同步信号Gl (电压值为正值)；于另一实作范例中，每当输入电源乂_爪的电压值由负值通过零电压到正值的时候，同步信号产生电路1450可产生同步信号G2 (电压值为正值)；于又一实作范例中，每当输入电源[爪的电压值由正值通过零电压到负值的时候，同步信号产生电路1450可产生同步信号G3(电压值为正值)。同步信号G4 G6的产生机制分别基于同步信号Gl G3的产生机制，两者之间的差别在于同步信号G4 G6的电压值为负值。另外，同步信号产生电路1450也可以在零电压值的交会时间点改变同步信号的极性(如同步信号G7与G8所示)。请参阅图15，其为本发明同步信号产生电路的信号产生机制的另一实施例的示意图。同步信号产生电路1550包含一斜率变化检测器(slope-change detector) 1552,其可检测输入电源V_IN的电压斜率极性改变的时间点，同步信号产生电路1550便可据以产生同步信于一实作范例中，每当输入电源￥_爪的电压斜率极性有所改变的时候，同步信号产生电路1550可产生同步信号Gl (电压值为正值)；于另一实作范例中，每当输入电源V_IN的电压斜率极性由正值改变为负值的时候，同步信号产生电路1550可产生同步信号G2(电压值为正值)；于又一实作范例中，每当输入电源乂_爪的电压斜率极性由负值改变为正值的时候，同步信号产生电路1550可产生同步信号G3 (电压值为正值)。同步信号G4 G6的产生机制分别基于同步信号Gl G3的产生机制，两者之间的差别在于同步信号G4 G6的电压值为负值。另外，同步信号产生电路1550也可以在电压斜率极性产生变化的时间点，改变同步信号的极性(如同步信号G7与G8所示)。同步信号的概念也可以应用于具有手势识别的感应式控制系统。请参阅图16，其为本发明电子装置的感应式控制系统的另一实施例的示意图。感应式控制系统1600的架构是基于图7与图13所示的感应式控制系统的架构，因此，感应式控制系统1600包含一同步信号产生电路1650，其产生一同步信号S_SYN予控制单元1630。为求说明简洁，在此仅绘示单一控制单元及其相关的电路元件，本领域技术人员应可了解感应式控制系统1600可包含多个控制单元及其相关的电 路元件，用以控制电子装置102之中所包含的多个发光单元(未显示于图中)。此外，经由阅读图1 图15的相关说明，本领域技术人员应可了解感应式控制系统1600的运作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。
如上所述，本发明所提供的感应式控制系统所控制的电子装置并不限定是照明设备，举例来说，图1所示的电子装置102也可以电视、计算机或音响等电器产品，利用本发明所提供的感应式控制系统，可以通过感应的方式来启动与关闭电器产品。另外，在电子装置102为电视的实施例中，图1所示的发光单元104可以视为提供光源的背光模块(backmodule)。然而，一般电器产品的发光元件可能会分布在不同区域，可能会造成进行感应式控制时的干扰。请参阅图17，其为具有图1所示的感应式控制系统100的电视机的一实施例的示意图。于此实施例中，感应式控制系统100是设置于电视机1702的附属发光元件1760(亦即，电源灯)的附近，由于附属发光元件1760在电视启动或关闭的期间可能都是亮的(例如，启动时发射绿光，关闭时发射红光)，因此，可能会对感应式控制系统100造成干扰。请一并参阅图18与图19。图18为本发明用于控制图17所示的附属发光元件1760的感应式控制系统的一实施例的功能示意图，以及图19为图18所示的感应式控制系统控制图17所示的附属发光元件1760的操作状态的一实作范例的示意图。于此实施例中，控制单元130会产生一驱动信号S_DA来控制附属发光元件1760的操作状态，其中在感测单元120感测周围亮度(例如，周围的光线L_SR的亮度)的期间(亦即，感测时间Ps)，驱动信号S_DA会致使附属发光元件1760关闭，避免/减少感测单元120所产生的第二感测信号S_S2受到附属发光元件1760的干扰。另外，驱动信号S_DA的驱动周期Tda是高于视觉暂留时间(例如，附属发光兀件1760的发光频率不小于200赫兹)，第一电平VlA的时间宽度h与第二电平V2A的时间宽度t2之间的比例可以保持固定以简化电路设计。综合上述，本发明所提供的感应式控制系统可设置于电子装置内，通过将电子装置的发光单元的亮暗状态的周期控制在人眼的视觉暂留时间内，并且在电子装置的发光单元未发光的期间，利用感测装置(例如，集成近接感测器、近接手势感测器及环境光感测器的感测装置)来检测反射信号、识别手势及/或检测周围光线的变化，不仅可实现智能型操控机制、提升感测的准确性，使用者也不会在调整亮度的过程中感觉到灯光闪烁。因此，可进一步提升电子装置的能源效益，以及提供给使用者友善且便利的操控体验。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种电子装置的感应式控制系统，包含: 至少一信号产生元件； 至少一感测单元，用以于该至少一信号产生元件启用时，检测反射自一物体的反射信号，并据以输出一第一感测信号；以及 至少一控制单元，耦接于该至少一信号产生元件与该至少一感测单元，用以依据该第一感测信号来控制该电子装置的操作。
2.根据权利要求1所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元将该第一感测信号的信号强度与一预定门坎值作比较，来产生一比较结果，以及依据该比较结果来启动或关闭该电子装置。
3.根据权利要求 1所述的感应式控制系统，其中该至少一信号产生元件包含多个信号产生元件；该至少一控制单元根据一启用时序来逐一启用该多个信号产生元件，使得同一时间内仅有单一信号产生元件处于启用状态；以及该至少一感测单元根据该启用时序来检测反射自该物体的反射信号，并据以输出该第一感测信号。
4.根据权利要求1所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元耦接于该电子装置的至少一发光单元，该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态；以及在该至少一控制单元启动该电子装置之后，该至少一感测单元还于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一第二感测信号予该至少一控制单元，以及该至少一控制单元还依据该第二感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。
5.根据权利要求4所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元还控制该至少一发光单元的发光频率不小于200赫兹。
6.根据权利要求4所述的感应式控制系统，其中该至少一感测单元于该至少一发光单元处于该发光状态的期间内，不会产生该第二感测信号予该至少一控制单元。
7.根据权利要求4所述的感应式控制系统,其中于该至少一发光单兀处于该未发光状态的期间内，该至少一控制单元还启用该至少一信号产生元件，以及该至少一感测单元还于该至少一信号产生元件启用时，检测反射自该物体的反射信号以输出该第一感测信号。
8.根据权利要求4所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元依据该第二感测信号来决定一驱动信号的波形，并依据该驱动信号来控制该至少一发光单元的该发光强度。
9.根据权利要求8所述的感应式控制系统，其中该驱动信号为一脉冲宽度调制信号、一振幅调制信号或一混合式脉冲宽度调制与振幅调制信号。
10.根据权利要求4所述的感应式控制系统,其中该至少一发光单兀包含有多个发光单元，该至少一感测单元包含多个感测单元，该至少一控制单元包含多个控制单元，各控制单元分别控制相对应的发光单元及感测单元，以及该感应式控制系统还包含: 一同步信号产生电路，耦接于该多个控制单元，用来致使各控制单元同时将各该发光单元操作于该未发光状态下，其中在各该发光单元均处于该未发光状态的期间内，各该控制单元会控制相对应的该感测单元感测周围亮度。
11.根据权利要求4所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元还连接该电子装置的一附属发光元件，在该至少一感测单元感测周围亮度的期间，该至少一控制单元控制该附属发光兀件处于一未发光状态。
12.一种电子装置的感应式控制系统，该电子装置包含至少一发光单元，该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态，该感应式控制系统包含: 至少一感测单元，用以于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一感测信号；以及 至少一控制单元，耦接于该至少一感测单元，用以依据该感测信号来控制该至少一发光单兀的发光强度。
13.根据权利要求12所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元还控制该至少一发光单元的发光频率不小于200赫兹。
14.根据权利要求12所述的感应式控制系统，其中该至少一感测单元于该至少一发光单元处于该发光状态的期间内，不会产生该感测信号予该至少一控制单元。
15.根据权利要求12所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元依据该感测信号来决定一驱动信号的波形，并依据该驱动信号来控制该至少一发光单元的该发光强度。
16.根据权利要求15所述的感应式控制系统，其中该驱动信号为一脉冲宽度调制信号、一振幅调制信号或一混合式脉冲宽度调制与振幅调制信号。
17.根据权利要求15所述的感应式控制系统，其中该驱动信号具有一第一电平与一第二电平；于一驱动周期中 ，该第一电平与该第二电平是分别对应于一第一时间宽度与一第二时间宽度；以及该至少一控制单元依据该感测信号来调整该第一时间宽度与该第二时间宽度的比例。
18.根据权利要求12所述的感应式控制系统，其中该至少一发光单元包含有多个发光单元，该至少一感测单元包含多个感测单元，该至少一控制单元包含多个控制单元，各控制单元分别控制相对应的发光单元及感测单元，以及该感应式控制系统还包含: 一同步信号产生电路，耦接于该多个控制单元，用来致使各控制单元同时将各该发光单元操作于该未发光状态，其中在各该发光单元处于该未发光状态的期间内，各该控制单元会控制相对应的该感测单元感测周围亮度。
19.根据权利要求12所述的感应式控制系统，其中该至少一控制单元还连接该电子装置的一附属发光元件，在该至少一感测单元感测周围亮度的期间，该至少一控制单元控制该附属发光兀件处于一未发光状态。
20.一种用于一电子装置的感应式控制方法，包含: 启用该至少一信号产生元件以产生一检测信号； 于该至少一信号产生元件启用时，检测反射回来的该检测信号，并依照反射回来的该检测信号对应输出一第一感测信号；以及 依据该第一感测信号来控制该电子装置的操作。
21.根据权利要求20所述的感应式控制方法，其中依据该第一感测信号来控制该电子装置的操作的步骤包含: 将该第一感测信号的信号强度与一预定门坎值作比较，来产生一比较结果；以及 依据该比较结果来控制启动或关闭该电子装置。
22.根据权利要求20所述的感应式控制方法，其中该至少一信号产生元件包含多个信号产生元件，启用该至少一信号产生元件以产生该检测信号的步骤包含: 根据一启用时序来逐一启用该多个信号产生元件； 其中同一时间内仅有单一信号产生兀件处于启用状态。
23.根据权利要求22所述的感应式控制方法，其中检测反射回来的该检测信号的步骤包含: 根据该启用时序来检测反射回来的该检测信号。
24.根据权利要求20所述的感应式控制方法，其中该电子装置包含至少一发光单元，该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态，以及该方法还包含: 在该电子装置启动之后，于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一第二感测信号；以及 依据该第二感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。
25.根据权利要求24所述的感应式控制方法，其中该至少一发光单元的发光频率不小于200赫兹。
26.根据权利要求24所述的感应式控制方法,其中于该至少一发光单兀处于该发光状态的期间内，不会感测周围亮度来产生该第二感测信号。
27.一种用于一电子装置的感应式控制方法，该电子装置包含至少一发光单元，该至少一发光单元操作于交替出现的一发光状态与一未发光状态，该方法包含: 于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生一感测信号； 以及 依据该感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。
28.根据权利要求27所述的感应式控制方法，其中该至少一发光单元的发光频率不小于200赫兹。
29.根据权利要求27所述的感应式控制方法，其中于该至少一发光单元处于该发光状态的期间内，不会感测周围亮度来产生该感测信号。
30.根据权利要求27所述的感应式控制方法，其中依据该感测信号来控制该至少一发光单元的该发光强度的步骤包含: 依据该感测信号来决定一驱动信号的波形，并依据该驱动信号来控制该至少一发光单兀的该发光强度。
31.根据权利要求30所述的感应式控制方法，其中该驱动信号具有一第一电平与一第二电平；于一驱动周期中，该第一电平与该第二电平是分别对应于一第一时间宽度与一第二时间宽度；以及该至少一控制单元依据该感测信号来调整该第一时间宽度与该第二时间宽度的比例。
32.根据权利要求27所述的感应式控制方法,其中该至少一发光单兀包含有多个发光单元，以及该方法还包含: 产生一同步信号；以及 依据该同步信号来同时将各该发光单兀操作于该未发光状态下； 其中于各发光单元均处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生该感测信号。
全文摘要
一种电子装置的感应式控制系统。该电子装置包含至少一发光单元。该至少一发光单元操作于交替出现的发光状态与未发光状态。该感应式控制系统包含至少一感测单元以及至少一控制单元。该至少一感测单元用以于该至少一发光单元处于该未发光状态的期间内，感测周围亮度以产生感测信号。该至少一控制单元耦接于该至少一感测单元，用以依据该感测信号来控制该至少一发光单元的发光强度。
文档编号H05B37/02GK103220843SQ20131000361
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者张鸿德, 吴高彬, 方智仁, 洪尚铭, 刘芳佑 申请人:义明科技股份有限公司