專利名稱：電磁波感測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電磁波感測裝置，特別是指一種至少具有兩種感測單元的電磁波感測裝置，以分別感測周遭環(huán)境光與特定波長范圍的電磁波。
背景技術(shù)：
習(xí)知技術(shù)中的電磁波感測裝置，如光感測裝置，是透過光電效應(yīng)，
其中的感測單元如光二極管(photo diode)，能將接收到的光能量轉(zhuǎn)換為電子訊號，即所謂的光電流。
光感測裝置廣泛應(yīng)用于對于環(huán)境光的感測，環(huán)境光的感測電路則常應(yīng)用于液晶顯示屏幕(LCD display")的背光面板上，主要是于觀看顯示屏幕的內(nèi)容時，環(huán)境光的亮度會對顯示效果產(chǎn)生影響，透過此感測電路感測環(huán)境光的亮度，能使顯示屏幕的背光模塊產(chǎn)生亮度的改變，相對的背光亮度產(chǎn)生不受影響的顯示效果。比如在環(huán)境光較亮的室外，行動電話上顯示屏幕能夠產(chǎn)生較高亮度的背光，讓使用者能清楚看到其中內(nèi)容；反之，若于環(huán)境光較暗的室內(nèi)時，背光則可以產(chǎn)生較低的亮度，達到省電的目的。
相關(guān)技術(shù)如公元2005年10月6日公開的美國專利申請案第2005/0219228號所述安裝于行動設(shè)備中的感測裝置。其中揭示有復(fù)數(shù)種傳感器，而如圖1所示，感測裝置10中包括有復(fù)數(shù)個傳感器，例如有光傳感器(photo sensor) 11與運動傳感器(proximity sensor) 12,此光傳
4感器11用來偵測環(huán)境光的強度，而運動傳感器12則是用以偵測接近的
物體與其移動。在此案中，感測裝置10需要利用一個整合電路13整合各感測單元的訊號與功能，并提供使用者介面(未顯示于圖中)，可由其它主機設(shè)定不同的感測功能。然而，各不同的傳感器則是分別具有不同的介面與控制環(huán)境。
再如公元2007年4月19日所公開的美國專利申請第2007/0085157號所述的整合式的傳感器，如圖2所示，是一種包括針對環(huán)境光與移動物體感測的整合感測裝置20，此感測裝置同時具有發(fā)射器21與偵測電磁波的偵測器22。
此感測裝置20具有感測環(huán)境光的功能，更耦接至主機端的微控制器23，微控制器23用以切換感測裝置20的模式，包括有感測接近物體的模式與感測環(huán)境光的模式，微控制器23再將所感測的訊號傳遞給微處理器24，微處理器24則可能再耦接于其它組件25，能輸出適當?shù)臄?shù)據(jù)至其它組件25。特別的是，當此感測裝置20在進行物體移動感測的功能時，偵測器22將偵測由發(fā)射器21產(chǎn)生的電磁波；而發(fā)射器21更可先暫時關(guān)閉，而由偵測器22偵測除了由發(fā)射器21產(chǎn)生的電磁波以外的訊號。
上述習(xí)知技術(shù)所產(chǎn)生的偵測流程如圖3所示，主要表達在一個感測裝置內(nèi)的兩個傳感器的運作方式，藉以感測到移動物體，并能感測其它光源。步驟S301顯示由此感測裝置中的發(fā)射器發(fā)出已知波段的電磁波；接著，在步驟S303中，在感測接近物體的模式下，偵測器偵測由發(fā)射器產(chǎn)生的電磁波；之后，步驟S305則表示在感測環(huán)境光的模式下，可以感測到其它光源。

發(fā)明內(nèi)容
5不同于習(xí)知技術(shù)所提供具有不同感測功能的傳感器的感測裝置，本 發(fā)明的目的是提供一種具有兩種感測不同電磁波范圍的電磁波感測裝 置，透過工作模式的切換，設(shè)定其中感測單元的感測范圍。
電磁波感測裝置的較佳實施例包括有一個第一感測單元，其中具有 一或多數(shù)個感測組件，如光二極管，用以感測環(huán)境光，并產(chǎn)生第一感測 訊號；另更包括一第二感測單元，其中具有一或多數(shù)個感測組件，以感 測一特定范圍的電磁波，并產(chǎn)生第二感測訊號。之后利用感測訊號處理 手段接收第一感測單元與第二感測單元的感測訊號，進行數(shù)據(jù)處理，包 括訊號轉(zhuǎn)換，設(shè)定電磁波感測裝置的工作模式等。
上述第一感測單元與第二感測單元分別感測不同的光源，依據(jù)不同 的需求進行設(shè)定，包括環(huán)境光的感測與各波段電磁波的感測等。而此電 磁波感測裝置更具有一訊號轉(zhuǎn)換單元，能將感測的光訊號轉(zhuǎn)換為電性訊 號，包括線性(linear-to-linear)及對數(shù)形式(linear-to-nature)的電性訊 號。此感測訊號處理手段可設(shè)定感測裝置所要接收的感測訊號波段，也 能透過參數(shù)控制第一感測單元或第二感測單元停止或開始運作，與其運 作時間。


圖1所示為習(xí)知技術(shù)中具有復(fù)數(shù)個傳感器的感測裝置示意圖； 圖2所示為習(xí)知技術(shù)的一整合感測裝置示意圖； 圖3所示為習(xí)知技術(shù)的偵測流程圖4所示為本發(fā)明電磁波感測裝置的較佳實施例示意圖5所示為人眼可辨識的電磁波頻率響應(yīng)圖6所示為本發(fā)明電磁波感測裝置的較佳實施例的電路方塊圖。
6主要組件符號說明
感測裝置10 運動傳感器12 發(fā)射器21 微控制器23 微處理器24 第一感測單元41 感測訊號處理電路43 感測裝置60 第一感測單元601 訊號轉(zhuǎn)換單元603 傳輸接口 605
'環(huán)境光傳感器ll 個整合電路13 偵測器22 感測裝置20 其它組件25 第二感測單元42 感測裝置40 主機端62 第二感測單元602 控制單元60具體實施例方式
本發(fā)明所提供的電磁波感測裝置是能整合感測環(huán)境或特定電磁波源 的電磁波能量的感測單元，并包含后段感測訊號處理的電路，如光訊號 轉(zhuǎn)換為電性訊號的模擬數(shù)字訊號轉(zhuǎn)換電路，包括設(shè)定電磁波感測范圍的 設(shè)定，與其中傳遞的參數(shù)，甚至包括與另外處理單元之間訊號中斷 (interrupt)處理。透過各種設(shè)定，使其最終輸出值能有一定的特性，讓 使用此產(chǎn)品的廠商能不需依據(jù)不同的供應(yīng)產(chǎn)品使用不同的硬件或是軟件 演算方法。
本發(fā)明所提供的電磁波感測裝置主要是在一個感測裝置中設(shè)置有復(fù) 數(shù)個感測單元，至少包括兩種感測不同電磁波范圍的電磁波感測裝置，能依據(jù)實際需求設(shè)定其中感測單元的感測范圍。于一最佳實施例中，則 是包括分別感測周遭環(huán)境光與特定波長范圍的電磁波。
請參閱圖4所示本發(fā)明電磁波感測裝置的較佳實施例示意圖，其中
顯示為一具有多個感測單元的感測裝置40，至少包括有圖示的第一感測 單元41與第二感測單元42，特別的是，此兩個感測單元分別可以感測不 同電磁波范圍，其中皆包括至少一個感測組件(未顯示于圖中)，如光二 極管(photodiode)，以分別感測環(huán)境光與特定范圍的電磁波，并產(chǎn)生相 對應(yīng)的感測訊號，包括第一感測訊號與第二感測訊號。
上述的第一或是第二感測單元所感測的特定范圍的電磁波可包括可 見光與不可見光，而其中所包括的感測組件可為復(fù)數(shù)個二極管組件，如 光二極管，其實施例可為一種在一基材上具有PN接面、金屬層、聚合物 層或其組合的二極管組件。各感測單元中的感測組件可透過制程的參數(shù) 修正改變感測波段，以制程決定該組件的特性與其可以感測電磁波的范 圍。
感測裝置40更包括一后端的感測訊號處理手段，可為一種感測訊號 處理電路43，用以接收上述各感測單元中的感測組件所產(chǎn)生的感測訊號， 并可透過一訊號轉(zhuǎn)換單元執(zhí)行光電訊號轉(zhuǎn)換，將光訊號轉(zhuǎn)換電性訊號， 通常因接收外界電磁波所產(chǎn)生的光訊號為模擬訊號，再轉(zhuǎn)換至數(shù)字的電 性訊號，包括電壓或是電流訊號，并能根據(jù)電磁波感測裝置的工作模式 (working mode)輸出結(jié)果。
更者，此感測訊號處理手段能處理一外部電磁輻射源的特定波長的 電磁波，并透過參數(shù)控制第一感測單元41或第二感測單元42停止/開始 運作，并各感測單元的運作時間，并特別能在各感測單元的偵測范圍內(nèi) 設(shè)定其中特定的電磁波感測范圍，包括可見光、不可見光，或是限制于人眼可辨別的環(huán)境光等。
上述工作模式可包括全速工作，即能隨時進行光感測，并于符合中
斷條件后發(fā)出中斷請求，和休眠模式(sleep),即感測裝置進入停止運作 的狀態(tài)，另外本發(fā)明所提供的電磁波感測裝置40更可包括一半休眠模式， 能周期性地啟動此電磁波感測裝置，以周期性地感測該電磁波源產(chǎn)生的 電磁波能量，而并非持續(xù)地進行感測，如此可減低工作消耗電流，且不 需完全停止工作。
接著，上述電磁波感測裝置40的第一感測單元41與第二感測單元 42中皆更包括一電磁波濾波器(未顯示于圖中)，能過濾電磁波范圍于一 人眼可辨別的電磁波波長范圍中，比如在電磁波范圍為450nm至650nm 的波段中，其中最大巔峰值約于550nm，請參閱圖5所示的人眼可辨識 的電磁波頻率響應(yīng)圖。
另外，電磁波感測裝置40更包括一耦接手段，藉以耦接至其它應(yīng)用 裝置，包括透過傳輸接口電性連接一主機端，較佳實施例為fc串行式傳 輸接口，故其中的感測訊號將轉(zhuǎn)換為符合I2C串行式傳輸接口標準的訊 號，再透過I2C串行式傳輸線電性連接至主機端。實際應(yīng)用更可包括有 USB接口、正EE1394接口、 RS-232,或是其它符合各種工業(yè)標準的接口 。
在一實施例中，本發(fā)明所揭示的電磁波感測裝置更提供兩個以上的 斷點(interrupt)設(shè)定能力，透過上述感測訊號處理電路執(zhí)行一或復(fù)數(shù)個 中斷條件的判斷，每個斷點分布在不同的能量范圍中，當電磁波能量符 合其中的一中斷條件，則能對主機端發(fā)出感測訊號。每個斷點各對應(yīng)不 同的電磁波能量與訊號強度，表示此電磁波感測裝置能產(chǎn)生較多樣的感 測訊號，符合不同的需求，并可客制化(customized)。
本發(fā)明的電磁波感測裝置的另一實施例是結(jié)合復(fù)數(shù)個電磁波感測單
9電磁波感測裝置，如圖6所示的實 施例示意圖。
此例的電磁波感測裝置60同樣整合傳輸接口 605、控制單元604與 訊號轉(zhuǎn)換單元603，更包括兩個以上的感測單元601、 602，故此電磁波 感測裝置60能夠感測兩個波段以上的電磁波，各感測單元601、 602中 的感測組件(未顯示于圖中)也具有不同的電磁波段的感測特性，可由 制程決定。此兩個電磁波感測單元601 、 602電性連接該訊號轉(zhuǎn)換單元603 ， 并共享此訊號轉(zhuǎn)換單元603、控制單元604與傳輸接口 605，可利用手動 方式切換所需使用的電磁波感測單元或是根據(jù)不同電磁波源啟動不同的 電磁波感測單元，或是同時啟動，產(chǎn)生較廣的感測范圍。本發(fā)明的范疇 并不限制于此實施例。
舉例來說，第一感測單元601可為感測環(huán)境光的感測單元，主要的 感測范圍在可見光的頻段中，而第二感測單元602則可為感測不可見光， 其感測范圍則在不可見光的頻段中，如紫外光、紅外光等。當?shù)谝桓袦y 單元601或第二感測單元602等復(fù)數(shù)個電磁波感測單元接收到特定范圍 的電磁波源時，則產(chǎn)生復(fù)數(shù)個模擬訊號，由訊號轉(zhuǎn)換單元603轉(zhuǎn)換為復(fù) 數(shù)個數(shù)字訊號，再透過控制單元604進行輸出范圍的運算，判斷是否達 到某一中斷條件，或是控制其感測模式(全速工作模式、休眠模式或是 半休眠模式)，向主機端62發(fā)出中斷請求，并待響應(yīng)后，對主機端62傳 遞感測訊號。
本發(fā)明能設(shè)定復(fù)數(shù)個斷點，并可由外部主機端透過設(shè)定接口設(shè)定， 另外更可決定兩種中斷模式， 一為振幅值超過設(shè)定值發(fā)生中斷，另一為 累積值達到一次數(shù)后發(fā)生中斷。
綜上所述，本發(fā)明所揭示的電磁波感測裝置是一整合兩個或以上感
10測單元、訊號轉(zhuǎn)換、控制單元與傳輸接口的感測裝置，將感測訊號的運 算、轉(zhuǎn)換與參數(shù)設(shè)定皆整合在一個裝置內(nèi)，以此使產(chǎn)品能產(chǎn)生一致的特 性。
但以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此即局限本發(fā)明的 專利范圍，故舉凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所為的等效結(jié)構(gòu)變化， 均同理包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)，合予陳明。
權(quán)利要求
1、一種電磁波感測裝置，其特征在于，包括有一第一感測單元，包括至少一個第一感測組件，用以感測環(huán)境光，并產(chǎn)生第一感測訊號；一第二感測單元，包括至少一個第二感測組件，用以感測一特定范圍的電磁波，并產(chǎn)生第二感測訊號；以及一感測訊號處理手段，用以接收該第一感測單元與該第二感測單元所感測的訊號，執(zhí)行訊號轉(zhuǎn)換，并用以設(shè)定該電磁波感測裝置的工作模式，據(jù)此輸出結(jié)果。
2、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的第一 感測單元與第二感測單元包括一或以上的二極管組件，該二極管組件是 一種在一基材上具有PN接面、金屬層、聚合物層或其組合的二極管組件。
3、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的感測 訊號處理手段是透過一訊號轉(zhuǎn)換單元將感測訊號轉(zhuǎn)換為線性及對數(shù)形式 的電性訊號。
4、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的第一 感測單元與該第二感測單元分別包括一電磁波濾波器，用以過濾電磁波范圍于一人眼可辨別的電磁波波長范圍中或是一特定波長的電磁波。
5、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的感測 訊號處理手段是透過參數(shù)控制該第一感測單元或該第二感測單元停止運 作或是運作時間。
6、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的感測 訊號處理手段是用以決定該第一感測組件與第二感測組件的電磁波感測 范圍。
7、 如權(quán)利要求l所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的工作 模式包括一全速工作模式、 一休眠模式與一周期性啟動該電磁波感測裝 置的半休眠模式。
8、 一種電磁波感測裝置，其特征在于，包括有一第一感測單元，包括至少一個光二極管與至少一個電磁波濾波器， 用以感測與過濾人眼可辨別的環(huán)境光，并產(chǎn)生第一感測訊號；一第二感測單元，包括至少一個光二極管與至少一個電磁波濾波器， 用以感測與過濾一特定波長范圍的可見光與不可見光，并產(chǎn)生第二感測 訊號；以及一感測訊號處理電路，電性連接至該第一感測單元與該第二感測單 元，用以決定該第一感測組件與該第二感測組件的電磁波感測范圍，于 接收該第一感測單元與該第二感測單元所感測的訊號時，轉(zhuǎn)換感測訊號 為線性及對數(shù)形式的電性訊號，并用以設(shè)定該電磁波感測裝置的工作模 式，據(jù)此輸出結(jié)果。
9、 如權(quán)利要求8所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的光二 極管是一種在一基材上具有PN接面、金屬層、聚合物層或其組合的光二極管。
10、 如權(quán)利要求8所述的電磁波感測裝置，其特征在于所述的感測訊號處理電路是透過參數(shù)控制該第一感測單元或該第二感測單元停止 運作，與其運作時間。
全文摘要
一種電磁波感測裝置，是揭露一種將有關(guān)訊號轉(zhuǎn)換、運算與感測范圍設(shè)定整合起來的電磁波感測裝置，其中至少包括兩種感測單元，分別感測周遭環(huán)境光與特定波長范圍的電磁波，使其最終輸出值能有一定的特性，讓使用此產(chǎn)品的廠商能不需依據(jù)不同的供應(yīng)產(chǎn)品使用不同的硬件或是軟件演算方法，其中較佳實施例是包括至少兩個感測不同電磁波范圍的感測單元，各感測單元皆包括至少一個感測組件，如光二極管，分別感測環(huán)境光與特定范圍的電磁波，并產(chǎn)生相對應(yīng)的感測訊號，之后透過感測訊號處理手段接收所感測的訊號，并執(zhí)行光電訊號轉(zhuǎn)換，根據(jù)電磁波感測裝置的工作模式輸出結(jié)果。
文檔編號G01R29/00GK101509787SQ20081000826
公開日2009年8月19日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者巫興彥, 張博政, 鄭家駒, 陳盟坤, 雷家正 申請人:敦南科技股份有限公司