CN104220966A - 动作手势感测模块及动作手势感测方法 - Google Patents
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Abstract
一种动作手势感测模块,包括:一光源,发射光线;以及一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线;其中,光学区块位于光传感器单元的光线接收路径中,并且独立地分离每一个光学检测器的检测区域,从而基于光传感器单元的输出确定物体的动作或手势。此外,一种动作手势感测方法是一种非接触动作感测方法,其中光源发射光线,通过至少两个光学检测器接收自物体反射的光线,并且比较各自光学检测器的输出值以确定物体的动作,从而通过独立地分离光学检测器的检测区域且接收自物体反射的光线来感测物体的动作手势。因此,提供一种廉价、低功耗且具有微小尺寸的手势感测模块。此外,该动作手势感测模块和方法不仅可以感测物体的相对运动或手势,而且可以感测像鼠标的点击操作一样的空间触摸,以及确定物体的接近度,从而提供执行现有近距离传感器(例如,近距离感测、读取模式、省电功能等)的全部功能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种动作手势感测模块及动作手势感测方法,其中,自光源发射光线且检测自物体反射的光线以感测在物体与感测模块之间的相对运动。
背景技术
近年来,便携式装置如智能手机、平板个人计算机(PC)、媒体播放器、电子阅读器等在受欢迎程度上已经迅速增加,并且这种便携式装置已经成为现代生活的必需品。随着便携式装置的受欢迎程度的指数增长,已经对人机界面(human-machine interfaces,HMIs)技术进行各种研发。
传统HMIs通常由位于便携式装置中的键盘来实现。然而,近年来,已经研发基于触摸传感器的用户界面的技术,并且该技术已经被广泛使用,还研发了基于感测用户动作的动作传感器的用户界面的技术。在提供有动作传感器的便携式终端中,当用户将动作施加于便携式终端时,该便携式终端感测他/她的动作并且执行与该动作对应的功能。
人机界面可以被分为基于触摸的系统、基于动作的系统、基于视觉的系统、以及基于接近度的系统。
通过使用手指或笔触摸触摸面板来使用基于触摸的系统。然而,如果用户戴着手套或者他的手是湿的或者沾有灰尘,不能正确地感测触摸。此外,基于视觉的系统使用内置相机和图像处理,以使用户可以在不触摸装置的情况下执行基本的界面操作。然而,这种基于视觉的系统具有消耗大量电能的严重缺陷。
为了解决这种典型界面系统的问题,已经研究一种基于接近度的动作手势感测(Motion gesture sensor,MGS)系统。最近研究的基于接近度的动作手势感测系统包括:位于图1所示的便携式装置中的两个发光二极管(LEDs)和一个红外光电二极管(IR photodiode)。
动作手势感测系统能够感测具有低功耗的非接触操作。反射光线的强度可以根据物体与光源之间的距离和角度而变化,并且动作手势感测算法可以用于感测简单手势。该动作手势感测系统对高度h是灵活的,但是该感测系统的最小宽度w受到两个光源之间的距离的限制(参考图2)。如果形状因子(form factor,FF)被定义为边界因子(boundary factor),这种感测系统需要三个独立的光源和近距离传感器的位置,从而导致形状因子太大以限制便携式装置的设计。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决这种现有技术中的问题,并且本发明的一方面是提供一种动作手势感测模块以及一种动作手势感测方法,其中廉价的光源和光学检测器用于准确地感测具有低功耗的手势。
技术方案
根据本发明的一方面,一种动作手势感测模块,包括:一光源,发射光线;以及一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线,其中该光传感器单元的每一个光学检测器具有一独立分离的检测区域。
动作手势感测模块可以包括:一光学区块,位于光传感器单元的光线接收路径中并且分离每一个光学检测器的检测区域。
光学区块可以被排列为在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
光学区块可以包括:一内壁型光学区块,位于各自光学检测器之间,其中该内壁型光学区块包括:一直立光学区块;具有在水平方向中在其上端弯曲的延伸部的一光学区块;或者一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。此外,该内壁型光学区块可以具有一底部,与光传感器单元的上端分离。
光学区块可以包括:一外壁型光学区块,位于光学检测器的外周上,其中该外壁型光学区块可以为一直立光学区块,具有在水平方向中在其上端向内弯曲的延伸部的一光学区块,或者一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。
在动作手势感测模块中,光传感器单元可以包括至少三个光学检测器,至少两个光学检测器可以排列在水平或垂直方向中以检测沿多轴移动的物体的相对运动。动作手势感测模块可以包括:一光学区块,位于光传感器单元的光线接收路径中,并且分离每一个光学检测器的检测区域。该光学区块可以包括:一内壁型光学区块,位于各自光学检测器之间,或者一外壁型光学区块,位于光学检测器的外周上,或者内壁型光学区块和外壁型光学区块。此外,外壁型光学区块可以包括一弯曲光学区块,在水平向内方向中在其顶部上具有一延伸部。
在动作手势感测模块中,光源和光传感器单元可以位于由隔墙隔开的封装壳中,内壁型光学区块可以位于光传感器单元上的光学检测器之间。该内壁型光学区块可以为:一直立光学区块;具有在水平方向中在其上端弯曲的延伸部的一光学区块;或者一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。光传感器单元可以包括:一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。
在动作手势感测模块中,光学区块可以包括:安装有光传感器单元的封装壳的隔墙。该隔墙可以为:一直立隔墙,位于光传感器单元的外周上;具有在其上部向内弯曲的延伸部的隔墙;或者一倾斜隔墙,具有一水平横截面,其面积向上增加。
在动作手势感测模块中,光传感器单元可以安装在封装壳上,该封装壳可以包括:一隔墙,围绕光传感器单元的外周;以及一覆盖物,连接至该隔墙,形成有至少一个光线接收孔并且覆盖光传感器单元作为光学区块。该覆盖物可以包括一延伸部,在隔墙的上部向内弯曲。
光学区块可以被排列为在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
此外,形成有至少一个光线接收孔的覆盖物可以部分地覆盖每一个光学检测器且通过该光线接收孔部分地暴露每一个光学检测器。此外,光线接收孔的边界可以位于每一个光学检测器的中心之上。
光传感器单元可以包括一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。
光传感器单元可以包括至少三个光学检测器,其至少两个排列在水平或垂直方向中以检测沿多轴移动的物体的相对运动。
动作手势感测模块可以包括:一封装壳,包括两个容纳空间;以及一光传感器单元和一光源,分别安装在该封装壳的容纳空间中,其中该封装壳包括:一隔墙,围绕光传感器单元的外周;以及一覆盖物,连接至该隔墙,形成有至少一个光线接收孔并且覆盖该光传感器单元作为光学区块。此时,光传感器单元包括:一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。此外,该覆盖物可以包括:一延伸部,在隔墙的上部向内弯曲。该光学区块可以在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。此外,形成有至少一个光线接收孔的覆盖物可以部分地覆盖每一个光学检测器且通过光线接收孔部分地暴露每一个光学检测器。此外,光线接收孔的边界可以位于每一个光学检测器的中心之上。
此外,该光传感器单元可以包括至少三个光学检测器,其至少两个排列在水平和垂直方向中以检测沿多轴移动的物体的相对运动。
根据本发明的另一方面,一种动作手势感测模块,包括:一光源,发射光线;以及一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线,其中多个断面光学区块位于每一个光学检测器之上,并且独立地分离每一个光学检测器的检测区域。此时,根据断面光学区块的形状或者断面光学区块的排列方式来设置视场的方向。
根据本发明的再一方面,一种动作手势感测模块,包括:一光源,发射光线;一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线;以及一传感器处理器,传输光传感器单元的输出至动作确定器,其中传感器处理器包括一放大器和一比较器,该放大器包括一差分电路,以传输一差分波形至该比较器;该比较器基于与接收的差分波形的比较来操作。这里,比较器可以包括一迟滞比较器。
根据本发明的再一方面,提供一种动作手势感测方法,其是一种非接触动作感测方法,其中光源发射光线,通过至少两个光学检测器接收自物体反射的光线,比较各自光学检测器的输出以确定物体的动作。该方法包括:通过独立地分离每一个光学检测器的检测区域并且接收自物体反射的光线来感测物体的动作。此时,可以使用位于光学检测器的光线接收路径的光学区块,以独立地分离每一个光学检测器的检测区域,并且被排列以在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
有益效果
根据本发明,可以使用低成本的光源和光学检测器来实现廉价、低功耗且具有微小尺寸的动作手势感测模块。
此外,根据本发明,可以实现一种动作手势感测方法,其能够准确地感测手势以响应因物体而引起的光量变化。
尤其地,根据本发明,该动作手势感测模块包括:位于光线接收路径中的至少两个光学检测器和一个光学区块,以划分每一个光学检测器的检测区域,并且准确地测量由于物体与模块之间的相对运动导致的光量的变化,从而感测物体与模块之间的相对运动或手势。此外,该动作手势感测模块在增加检测区域的同时降低光学检测器的检测角度重叠的灰色区域,从而能够准确且灵敏地感测动作和手势。
此外,根据本发明中的动作手势感测模块和方法不仅可以感测物体的相对运动或手势,而且具有空间触摸功能,如鼠标的点击操作,并且可以确定物体的接近度,从而提供执行现有近距离传感器(例如,近距离感测,读取模式,省电功能等)的全部功能的优点。因此,根据本发明中的动作手势感测模块可以被用作为移动装置如蜂窝电话、平板PCs等中各种功能的输入装置。
附图说明
图1和图2为传统动作手势感测模块的示意图;
图3为显示传统动作手势感测模块的时间容限的示意图;
图4至图8为说明根据本发明中动作手势感测模块的操作原理的示意图;
图9为显示根据本发明的第一实施例中动作手势感测模块的各种示例的示意图;
图10为显示根据本发明的第二实施例中动作手势感测模块的各种示例的示意图;
图11为显示根据本发明的第三实施例中动作手势感测模块的各种示例的示意图;
图12和图13为显示根据本发明的第四实施例中动作手势感测模块的各种示例的示意图;
图14至图17为根据本发明中光学区块和光学传感器芯片的示意图;
图18为根据本发明的第五实施例中动作手势感测模块的分解透视图;
图19为根据本发明的第五实施例中动作手势感测模块的剖面透视图;
图20为根据本发明的第五实施例中动作手势感测模块的平面图;
图21为解释根据本发明的第五实施例中动作手势感测模块的光学传感器芯片和光线接收孔的平面透视图;
图22和图23为根据本发明中通过光学区块的原理实施的不同光学传感器芯片的示意图;
图24至图26为根据本发明中传感器处理器的示意图。
具体实施方式
下面将参考所附图式描述本发明的实施例。
应该理解地是,本发明不局限于下面的实施例,并且可以以不同方式实施,提供这些实施例以完整揭露本发明并且使熟悉本领域的技术人员对本发明有全面的理解。
本发明提供一种廉价、低功耗且具有微小尺寸的动作手势感测模块以及动作手势感测方法。根据本发明,该动作手势感测模块包括:至少一个光源和多个光学检测器。自光源发射的光线被自物体反射且被光学检测器接收,计算各自光学检测器的感测结果以获得物体的动作或手势(在本实施例中,物体的动作或手势包括感测模块与物体之间的相对运动,即,物体的动作或手势包括:感测模块相对于静止物体的移动以及物体相对于感测模块的移动)。
根据本发明,通过发射光线和接收自物体反射的光线来实现动作手势感测模块及方法。光线可以自光源发射且通过光学检测器检测。这里,红外光通常可以被用作为光线,但是本发明不局限于此。此外,只要可以应用本发明的原理,可以使用具有各种波长如紫外光(ultraviolet rays)、可见光(visiblelight)、X射线等以及红外光(infrared ray)的光线。
根据本发明,光电二极管(PD)可以被用作为光学检测器。或者,光学检测器可以通过各种装置来实现,只要其可以感测光线。发光二极管(LED)通常可以被用作为光源。或者,光源可以通过任何装置来实现,只要其可以发射光线。
为了通过动作手势感测模块计算物体的动作或手势,在各自光学检测器的输出值(例如,光强度)之间必须有差量,其被感测以响应物体的动作或手势。为此,根据本发明,各种装置和方法用于分离检测区域(detectable zone)(也就是说,划分的检测区域),其中多个光学检测器可以接收光线。如这里使用的,检测区域(detectable zone)是指每一个光学检测器可以接收自物体反射的光线的角度或区域。光学检测器的检测区域的划分意味着每一个光学检测器具有对应检测区域以感测自物体反射的光线。例如,如果有光学检测器A和光学检测器B,仅通过光学检测器A检测的区域被形成为与仅通过光学检测器B检测的区域分离。由于多个光学检测器的检测区域彼此分离(也就是说,彼此分割),光学检测器的输出值根据动作手势感测模块与物体之间的相对运动而不同,并且被计算以感测物体的动作或手势。
根据本发明,提供分离多个光学检测器的检测区域的装置和方法。在本发明的范围内,该装置和方法可以被实现为各种方式。
根据本发明的一实施例中的动作手势感测模块可以使用光学区块作为分离多个光学检测器的检测区域的装置的一示例。
在本实施例中,光学区块用于分离检测区域,其中每一个光学检测器可以感测自物体反射的光线。
根据本发明的一实施例,该动作手势感测模块包括:多个光电二极管(PD)、一个发光二极管(LED)以及一光学区块。这里,该光学区块被排列以分离检测区域,以使检测区域可以被分别地分配至多个光电二极管(PD),并且接收自物体反射的红外光,从而感测物体相对于其的运动。与图1(b)显示的模块不同,具有这种结构,不管感测物体的动作的两个光电二极管之间的距离为何,可以制造动作手势感测模块。
现在将参考图3至图8描述根据本发明中排列光学区块的原理。
根据本发明,将描述一种包括两个光学检测器,并且被嵌入在具有片外光源的单一芯片上的新型基于接近度的动作手势传感器。传统地,当物体移动时,检测自光源接收的光线之间的时间延迟,由于最小检测容限之故,因此,两个光源之间的某一特定距离是需要的。在另一方面,根据本发明,仅需要一个光源,因为光学区块可以根据自物体反射的光线分为两个光学检测器的检测区域。这里,如果传统系统的两个光源之间的距离是40mm,本感测系统的单一光源与近距离传感器之间的距离变为4mm,形状因子降低了1/10。
基本上,自基于接近度的手势感测系统中近距离传感器的输出数据提取动作手势。图3显示了来自近距离传感器的输出数据的一示例。根据用户的动作手势,输出数据显示不同图案(different patterns)和时间容限(timemargine,TM),其可以被用于提取各种动作手势。关于水平挥击(horizontalswipes)和推/拉手势(push/pull gestures),可以分别使用输出电压的时间容限和梯度。
根据本发明的一实施例中的动作手势感测模块可以通过近距离传感器来实现,该近距离传感器包括两个光学检测器和一单一光源,如图4和图5所示。根据本发明的实施例中的动作手势感测模块可以被自由地设计,不管形状因子,因为其具有小于包括两个光源的传统系统的形状因子(FF)。所提议的根据本发明的实施例中的动作手势感测模块用于检测自物体如传统的基于接近度的手势感测系统反射的红外光的强度。然而,因为所提议的光学区块用于分离两个光学检测器的检测区域,时间容限(TM)将增加。
在本发明中,用于封装传感器芯片的封装隔墙可以用作为光学区块,并且可以配置附加光学区块,如图5所示。
根据本发明的一实施例中的动作手势感测模块的基本结构包括:在一单一封装壳中的两个光学检测器,每一个光学检测器的视场(field of view,FOV)被定义为接收自物体反射的光线的角度,如图6所示。在图6中,θ为光学检测器的FOV。通过两个光学检测器的FOVs来确定检测区域R(沟道R)和L(沟道L)以及灰色区域(gray zone)。作为根据本发明的实施例中的动作手势感测模块,图6显示了两个光学检测器的检测区域R(沟道R)和L(沟道L)通过封装隔墙而分离。也就是说,如图6所示,检测区域R(沟道R)和L(沟道L)被分离为左区域和右区域。
如这里使用的,灰色区域是指两个光学检测器的FOVs重叠的区域。当物体自R区域的左侧移动至L区域的右侧时,以与图3所示的近距离传感器数据相反的方式操作检测。这被称为逆检测(reversed detection)。可以用方程式1来定义检测区域的长度(LD)。
<方程式1>
这里,ho是物体与封装壳的上端之间的高度,hpc是封装壳顶部的上端与芯片的上端之间的高度,θPN是受附近封装隔墙限制的视角,θPF是受远封装隔墙限制的视角,以及Ld是两个光学检测器之间的距离。因为θPF和θPN是由封装尺寸确定的相关变量,除θPF之外,LD可以再次被方程式2定义。
<方程式2>
这里,LPD是光学检测器与附近封装隔墙之间的距离。如果物体的左/右挥击(left/right swipe)和推/拉手势(push/pull gesture)产生在灰色区域内,不能检测该手势。这里,灰色区域的长度LGZ可以用方程式3来确定。
<方程式3>
因为物体变为更远离于芯片,检测距离LD增加,但是因为LD是由方程式2和方程式3而得的Ld/LPD<2所造成,LGZ将增加。如果物体以vO的速度移动,用方程式4表示时间容限TM。
<方程式4>
TM=LD/vO
在使用两个光源的传统系统中,时间容限TM与两个LEDs之间的距离(通常,数个厘米)成正比。如果不考虑所提议的光学区块,就两个光学检测器之间的空间(小于数百个微米)而言,将通过方程式来计算所提议的单一光源系统的时间容限TM,与传统动作手势感测系统的时间容限TM相比较,所提议的单一光源系统的时间容限TM将大大地降低。
在所提议的结构中,提出如图7所示的光学区块以增加前述基本结构的时间容限TM。通过光学区块调节的两个光学检测器的FOVs在降低灰色区域的同时将增加检测区域。在所提出的结构中,用方程式5表示LD。
<方程式5>
这里,θOB是受所提议的光学区块限制的视角,θPN和θOB是通过该封装壳的高度和长度和所提议的光学区块来调节。通过方程式6获得灰色区域的长度LGZ。
<方程式6>
因为θPN和θOB独立于方程式5,所提议的结构可以增加LD,而通过简单地增加θOB来降低LGZ。因此,时间容限将增加两个光学检测器之间的小距离。最大值θOB受限于与光学区块的高度和长度对应的实际尺寸。
为了正确地感测动作,最小值θOB必须通过在物体的最大容许高度hOmax处的LGZ来确定。其短于物体的长度,并且被操作为方程式7。
<方程式7>
LGZ≤LO+ΔLO
这里,LO和ΔLO分别表示物体的长度和动作。从方程式6和方程式7中,通过方程式8提取θOB的最小近似值。
<方程式8>
图8显示所提议的光学区块。该光学区块可以在封装壳的上端被形成为顶框(top frame)。在实际设计中,在光学区块与保护框架之间可以有间隙。该间隙导致寄生FOV(θ′),因此接收自该区域的相对侧反射的红外线。为了消除该寄生FOV,受光学区块的底部限制的光学检测器的视角(θB)必须小于受远封装隔墙限制的视角。这种条件用方程式9表示。
<方程式9>
tanθB/tanθPF≤1
如果不满足前述条件,讨论的逆检测可以事先降低时间容限TM。
现在将基于单一光源发射光线,多个光学检测器接收自物体反射的光线的系统来描述根据本发明中动作手势感测模块的结构的各种示例。
尤其是,根据本发明,将描述光学区块的各种结构的各种示例,其中光学区块阻挡自物体反射和由光学检测器接收的光线,换言之,通过限制光学检测器的视场(Field of view,FOV)来分离各自光学检测器的检测区域。
首先,根据本发明中的动作手势感测模块可以包括:一单一光源,用于产生光线;一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,用于接收自光源发射的光线且将该光线转换为电能;以及一光学区块,位于光传感器单元的光线接收路径中且分离每一个光学检测器的检测区域。
这里,光学区块被排列以阻挡自物体反射且由光学检测器接收的部分光线,并且限制每一个光学检测器的视场(Field of view,FOV),从而分离检测区域。如在一些实施例中描述地,该光学区块可以为位于光学检测器的光线接收路径中且仅用于限制FOV的独立结构。此外,如在其他实施例中描述地,用于保护内置光传感器单元的封装壳的一部分可以执行光学区块的功能。将参考所附图式描述这些不同实施例。
根据本发明的实施例中的动作手势感测模块被操作以使自光源发射的光线自物体反射且被光学检测器接收。如这里使用的,术语“光线”可以为红外光(infrared ray),但本发明不局限于此。或者,在本发明的范围内,光线可以包括紫外光(ultraviolet rays)、可见光(visible light)、无线电波、微波、X射线、声波、超声波等。在下面实施例中,红外光将被描述为光线。然而,可以理解地是,本发明不局限于此。
根据本发明的实施例中的动作手势感测模块接收自物体反射的光线,因而检测在物体与模块之间的相对运动。因此,当物体相对于设置有动作手势感测模块的静止装置移动时且当设置有手势发送模块的装置相对于静止物体移动时,这些移动可以被感测为相对运动。
光源将电能转换为光能,并且发射光能至接近物体。
这里,可以通过发光二极管(LED)来实现光源,该发光二极管(LED)通过应用电流来发射光线。尤其是,根据本发明,LED可以为红外LED。在此情况下,红外光可以具有840nm或940nm的波长,但本发明不局限于此。或者,在本发明的范围内,可以使用具有不同波长的光线。
光传感器单元用于将光能转换为电能。光传感器单元接收自光源发射的光线以及自物体反射的光线,并且将光线转换为电能。这种光传感器单元可以包括至少两个光学检测器。
光学检测器可以通过用于将光线转换为电能的光电二极管来实现。尤其是,根据本发明,光电二极管可以适于检测红外光。
光学区块位于光学检测器的光线接收路径中,并且位于光传感器单元周围,从而阻挡一些光线。
尤其是,如果光学区块位于光传感器单元周围,对应光学区块将光学检测器的FOVs限制在光传感器单元内,并且分离光学检测器的检测区域。此外,该光学区块在降低各自光学检测器的FOVs重叠的灰色区域的同时增加检测区域,从而准确地感测手势。换言之,该光学区块用于切断自物体反射且被光学检测器接收的光线的部分光线接收路径。也就是说,光学区块被设置以部分地切断每一个光学检测器的光线接收路径。
此外,如果光学区块70位于光源周围,该光学区块可以用于限制光源的辐射角度。换言之,光学区块可以为用于部分地阻挡自光源发射的光线的结构。
下面将参考本发明的示例性实施例详细描述各种结构的光源、光传感器单元以及光学区块。
在与实施例对应的图式中,在本发明的范围内,相似附图标记表示具有相同功能的相似元件。
图9为显示根据本发明的第一实施例中动作手势感测模块的示意性截面图。
根据第一实施例中的动作手势感测模块包括:一单一光源11;一光传感器单元20,包括至少两个光学检测器21;以及一内壁型光学区块71,位于光学检测器21之间。
虽然图9示意性地显示动作手势感测模块的结构,其使用两个光学检测器21和位于两个光学检测器21之间的一个内壁型光学区块71沿单一轴(Single axis)检测动作,应该理解地是,本发明不局限于此。根据本发明中的动作手势感测模块也可以使用至少三个光学检测器21和位于其间的内壁型光学区块71沿多轴(Multi-Axes)检测动作。
这里,内壁型光学区块71可以由一直立光学区块71a、一弯曲光学区块71b、以及一倾斜光学区块71c组成。
首先,参考图9(a),直立光学区块71a位于两个光学检测器21之间。
直立光学区块71a具有高于两个光学检测器21的高度,并且用于部分地限制光学检测器21的FOVs(θ)。因此,直立光学区块71a分离两个光学检测器21的检测区域,从而在增加检测区域的同时降低光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域。
参考图9(a),具有这种结构,每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受直立光学区块71a限制。因此,与不提供直立光学区块71a的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)增加。因此,位于光学检测器21之间的直立光学区块71a在降低灰色区域(Grayzone)的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,虽然可以通过增加直立光学区块71a的高度降低灰色区域(Grayzone),鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,直立光学区块71a的高度可以被限制。如图8所示,光学区块71a可以具有与光传感器单元的上端分离的底部。
接着,参考图9(b),具有在其上端处弯曲的延伸部的弯曲光学区块71b位于两个光学检测器21之间。
弯曲光学区块71b具有一形状,其中位于两个光学检测器21之间的直立基部在其上端处朝向光学检测器21弯曲,该延伸部位于两个光学检测器21之上,并且限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,弯曲光学区块71b的延伸部的末端可以被分别地与光学检测器21的中心位置对应地放置。
参考图9(b),具有这种结构,每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受弯曲光学区块71b限制,从而分离每一个光学检测器的检测区域。此外,通过调节在弯曲光学区块71b的上端处弯曲的延伸部的长度降低或完全消除FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)。因此,与不提供弯曲光学区块71b的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)被大大地降低或消除,而允许独立检测区域(Detectable zone)变得清晰。因此,位于光学检测器21之间的弯曲光学区块71b在降低灰色区域的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,由于在光学区块71b的上端处弯曲的延伸部的长度增加,每一个FOV(θ)将与检测区域(Detectable zone)一起被进一步限制。因此,鉴于动作手势感测模块的使用或者设置有动作手势感测模块的基部装置的设计,可以限制延伸部的长度。
接着,参考图9(c),倾斜光学区块71c位于两个光学检测器21之间,其中该倾斜光学区块71c的水平横截面向上增加。
倾斜光学区块71c位于两个光学检测器21之间,并且具有一水平横截面,其面积向上增加,以使面向相对的光学检测器21的光学区块71c的横向侧部可以向上变大,从而形成倾斜横向侧部。因此,这些光学区块的横向侧部被操作以限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,倾斜光学区块71c具有高于两个光学检测器21的高度,以限制光学检测器21的FOVs(θ)。在倾斜光学区块71c的顶部处的最大部分的末端可以被分别地与光学检测器21的中心位置对应地放置。
参考图9(c),具有这种结构,每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受倾斜光学区块71c限制。因此,可以通过调节倾斜光学区块71c的宽度大大地降低或完全地消除两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)。因此,与不提供倾斜光学区块71c的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)被显著地降低或消除,而允许独立检测区域(Detectable zone)变得清晰。因此,位于光学检测器21之间的倾斜光学区块71c在降低灰色区域(Gray zone)的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,因为在倾斜光学区块71c的顶部处的最大部分日益突出,每一个FOV(θ)将与检测区域(Detectable zone)一起被进一步限制。因此,鉴于动作手势感测模块的使用或者设置有动作手势感测模块的基部装置的设计,可以限制最大部分的突出。
图10为根据本发明的第二实施例中动作手势感测模块的示意性截面图。
根据第二实施例中的动作手势感测模块包括:一单一光源11;一光传感器单元20,具有至少两个光学检测器21;以及外壁型光学区块72,分别位于光学检测器21的外周。
虽然图10示意性地显示动作手势感测模块的结构,其使用两个光学检测器21和分别位于光学检测器21的左侧和右侧的外壁型光学区块71沿单一轴(Single axis)检测动作,应该理解地是,本发明不局限于此。根据本发明中的动作手势感测模块也可以使用至少三个光学检测器21和位于每一个光学检测器21的外周的外壁型光学区块72沿多轴(Multi-Axes)检测动作。
这里,外壁型光学区块72可以由一直立光学区块72a、一弯曲光学区块72b、以及一倾斜光学区块72c组成。
首先,参考图10(a),直立光学区块72a分别位于两个光学检测器21的左侧和右侧。
直立光学区块72a具有高于两个光学检测器21的高度,并且用于限制光学检测器21的FOV(θ)。
参考图10(a),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOVs(θ)受到相邻直立光学区块72a的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其位置相对侧具有其自身的检测区域(Detectable zone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectablezone(R))。
因此,与不提供左和右直立光学区块72a的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,分别位于光学检测器21的左侧和右侧的直立光学区块72a在降低灰色区域的同时分离光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,因为直立光学区块72a的高度增加,灰色区域(Gray zone)将与检测区域一起降低。因此,鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,直立光学区块72a的高度可以被限制。
接着,参考图10(b),弯曲光学区块72b分别位于两个光学检测器21的左侧和右侧,每一个弯曲光学区块72b具有在其上端处弯曲的延伸部。
在相对侧放置的每一个弯曲光学区块72b具有一形状,其中直立基部在其上端处向内(也就是说,朝向光学检测器)弯曲,该延伸部位于两个光学检测器21之上,并且限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,弯曲光学区块72b的上端处的延伸部的末端可以被与相邻光学检测器21的检测中心对应地放置。
参考图10(b),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOVs(θ)受到相邻弯曲光学区块72b的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其位置相对侧具有其自身的检测区域(Detectable zone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectablezone(R))。
因此,与不提供左和右弯曲光学区块72b的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,分别位于光学检测器21的左侧和右侧的弯曲光学区块72b在降低灰色区域的同时分离光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,由于在每一个弯曲光学区块72b的上端处弯曲的延伸部的长度增加,灰色区域(Gray zone)将与检测区域(Detectable zone)一起降低。因此,鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,可以限制光学区块72a的长度。
接着,参考图10(c),倾斜光学区块72c分别位于两个光学检测器21的左侧和右侧,其中该倾斜光学区块72c的水平横截面向上增加。
两个倾斜光学区块72c的每一个具有水平横截面,其面积向上增加,以使面向内侧(也就是说,朝向光学检测器)的横向侧部可以向上变大,从而形成倾斜横向侧部。因此,这些倾斜光学区块的横向侧部被操作以限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,在倾斜光学区块72c的顶部处的最大部分可以与光学检测器21的中心位置对应地形成。
参考图10(c),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOVs(θ)受到相邻倾斜光学区块72c的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其位置相对侧具有其自身的检测区域(Detectable zone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectablezone(R))。
因此,与不提供左和右倾斜光学区块72c的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,分别位于光学检测器21的左侧和右侧的倾斜光学区块72c在降低灰色区域的同时分离光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,由于在倾斜光学区块72c的顶部处的最大部分日益突出,灰色区域(Gray zone)将与检测区域(Detectable zone)一起降低。因此,鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,可以限制最大部分。
图11为根据本发明的第三实施例中动作手势感测模块的示意性截面图。
根据第三实施例中的动作手势感测模块包括:一单一光源11;一光传感器单元20,被提供作为具有至少两个光学检测器21的单一光学传感器芯片22;以及一内壁型光学区块71,位于光学检测器21之间。此外,光源11和光学传感器芯片22被封装,并且被封装隔墙隔开。
这里,封装壳80可以包括:一基部81,其中光源11和光学传感器芯片22安装在该基部81上;传感器隔墙82,自光学传感器芯片22的外周突出,以隔开光学传感器芯片22的安装区域;以及一光源隔墙83,突出以隔开光源11的安装区域。
虽然图11示意性地显示动作手势感测模块的结构,其使用两个光学检测器21、位于两个光学检测器21之间的一个内壁型光学区块71、以及用于安装光源和光传感器单元的封装壳80沿单一轴(Single axis)检测动作,应该理解地是,本发明不局限于此。根据本发明中的动作手势感测模块也可以使用三个或多个光学检测器21、位于三个或多个光学检测器21之间的内壁型光学区块71、以及用于将其隔开的封装壳80沿多轴(Multi-Axes)检测动作。
这里,内壁型光学区块71可以由一直立光学区块71a、一弯曲光学区块71b、以及一倾斜光学区块71c组成。
首先,参考图11(a),光学传感器芯片22安装在被隔墙82隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,一个直立光学区块71a位于光学传感器芯片22上的两个光学检测器21之间。
直立光学区块71a具有高于光学传感器芯片22的两个光学检测器21的高度,并且用于限制光学检测器21的FOVs(θ)。
参考图11(a),具有这种结构,光学传感器芯片22的每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受直立光学区块71a限制。因此,与不提供直立光学区块71a的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)增加。因此,位于光学检测器21之间的直立光学区块71a在降低灰色区域的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,虽然可以通过增加直立光学区块71a的高度降低灰色区域(Grayzone),鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,直立光学区块71a的高度可以被限制。优选地,直立光学区块71a的高度与传感器隔墙82的高度相同。
接着,参考图11(b),光学传感器芯片22安装在被隔墙82隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,一个弯曲光学区块71b位于光学传感器芯片22上的两个光学检测器21之间。
弯曲光学区块71b具有一形状,其中位于两个光学检测器21之间的直立基部在其上端处朝向光学检测器21弯曲,该延伸部位于两个光学检测器21之上,并且限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,弯曲光学区块71b的延伸部的末端可以被分别地与光学检测器21的中心位置对应地放置。
参考图11(b),具有这种结构,每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受弯曲光学区块71b限制,通过调节在弯曲光学区块71b的上端处弯曲的延伸部的长度大大地降低或完全地消除FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)。因此,与不提供弯曲光学区块71b的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Grayzone)被大大地降低或消除,且检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,位于光学传感器芯片22的光学检测器21之间的弯曲光学区块71b在降低灰色区域的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,由于在弯曲光学区块71b的上端处的延伸部的长度增加,每一个FOV(θ)将与检测区域(Detectable zone)一起被进一步限制。因此,鉴于动作手势感测模块的使用或者设置有动作手势感测模块的基部装置的设计,可以限制延伸部的长度。优选地,弯曲光学区块71b的高度与传感器隔墙82的高度相同。
接着,参考图11(c),光学传感器芯片22安装在被隔墙82隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,一个倾斜光学区块71c位于光学传感器芯片22上的两个光学检测器21之间。
倾斜光学区块71c位于光学传感器芯片22的两个光学检测器21之间,并且具有一水平横截面,其面积向上增加,以使面向相对的光学检测器21的倾斜光学区块71c的横向侧部可以更远地向上突出,从而形成倾斜横向侧部。因此,这些横向侧部被操作以限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,倾斜光学区块71c的顶部处的最突出部分可以与光学传感器芯片22的光学检测器21的中心位置对应地形成。
参考图11(c),具有这种结构,每一个光学检测器21具有其自身的FOV(θ)以检测光线。每一个FOV(θ)的一侧将受倾斜光学区块71c限制。因此,可以通过调节倾斜光学区块71c的宽度大大地降低或完全地消除FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)。与不提供倾斜光学区块71c的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)被显著地降低或消除,而允许检测区域(Detectable zone)增加。因此,位于光学传感器芯片22的光学检测器21之间的倾斜光学区块71c在降低灰色区域的同时完全地分离两个光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,因为在倾斜光学区块71c的顶部处的最大部分日益突出,每一个FOV(θ)将与检测区域(Detectable zone)一起被进一步限制。因此,鉴于动作手势感测模块的使用或者设置有动作手势感测模块的基部装置的设计,可以限制最大部分的突出。优选地,倾斜光学区块71c的高度与传感器隔墙82的高度相同。
图12和图13为根据本发明的第四实施例中动作手势感测模块的示意性截面图。
根据第四实施例中的动作手势感测模块包括:一单一光源11;一光传感器单元20,被提供作为包括至少两个光学检测器21的单一光学传感器芯片22;以及一封装壳80,其中光源11和光学传感器芯片22安装在该封装壳80上。这里,封装壳80用于限制光学检测器21的FOVs(θ)。
也就是说,封装壳80可以包括:一基部81,其中光源11和光学传感器芯片22安装在该基部81上;传感器隔墙82,自光学传感器芯片22的外周突出,以隔开光学传感器芯片22的安装区域;以及一光源隔墙83,突出以隔开光源11的安装区域。
虽然图12和图13示意性地显示动作手势感测模块的结构,其使用包括两个光学检测器21的光学传感器芯片22和用作为光学传感器芯片22的隔离物的封装壳80沿单一轴(Single axis)检测动作,应该理解地是,本发明不局限于此。根据本发明中的动作手势感测模块也可以使用三个或多个光学检测器21和用于隔开光学检测器21的封装壳80沿多轴(Multi-Axes)检测动作。
这里,传感器隔墙82可以由一直立隔墙82a、一弯曲隔墙82b、一倾斜隔墙82c、以及一上部隔墙82d组成。
首先,参考图12(a),光学传感器芯片22安装在被直立隔墙82a隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被光源隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,两个光学检测器21位于光学传感器芯片22中。
直立隔墙82a具有高于光学传感器芯片22的两个光学检测器21的高度,并且用于限制光学检测器21的FOVs(θ)。
参考图12(a),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOV s(θ)受到相邻直立隔墙82a的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其位置相对侧具有其自身的检测区域(Detectablezone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectable zone(R))。
因此,与不提供左和右直立隔墙82a的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,分别位于光学传感器芯片22的光学检测器21的左侧和右侧的直立隔墙82a在降低灰色区域的同时分离光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,因为直立隔墙82a的高度增加,灰色区域(Gray zone)将与检测区域(detectable zone)一起降低。因此,鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,直立隔墙82a的高度可以被限制。
此外,仅有不具有任何独立光学区块的直立隔墙82a的封装结构足以调节光学检测器的FOV(θ),从而提供优良强度、低成本以及小型化的效果。
接着,参考图12(b),光学传感器芯片22安装在被弯曲隔墙82b隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被光源隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,两个光学检测器21位于光学传感器芯片22中。
在相对侧放置的每一个弯曲隔墙82b具有一形状,其中直立基部在其上端处向内(也就是说,朝向光学检测器)弯曲,该延伸部位于光学传感器芯片22的两个光学检测器21之上,并且限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,在弯曲隔墙82b的上端处的延伸部的末端可以与相邻光学检测器21的检测中心位置对应地放置。
参考图12(b),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOV s(θ)受到相邻弯曲隔墙82b的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其位置相对侧具有其自身的检测区域(Detectablezone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectable zone(R))。
因此,与不提供左和右弯曲隔墙82b的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)分离且增加。因此,分别位于光学检测器21的左侧和右侧的弯曲隔墙82b在降低灰色区域的同时分离光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,由于在每一个弯曲隔墙82b的上端处弯曲的延伸部的长度增加,灰色区域(Gray zone)将与检测区域(Detectable zone)一起降低。因此,鉴于动作手势感测模块的使用或者设置有动作手势感测模块的基部装置的设计,可以限制延伸部的长度。
此外,仅有不具有任何独立光学区块的弯曲隔墙82b的封装结构足以调节光学检测器的FOV(θ),从而提供优良强度、低成本以及小型化的效果。
接着,参考图13(c),光学传感器芯片22安装在被倾斜隔墙82c隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,两个光学检测器21位于光学传感器芯片22中。
每一个倾斜隔墙82c具有一水平横截面,其面积向上增加,以使面向内侧(也就是说,朝向光学检测器)的倾斜隔墙的横向侧部可以向上增加,从而形成倾斜横向侧部。因此,这些横向侧部被操作以限制光学检测器21的FOVs(θ)。这里,倾斜隔墙82c的顶部处的最大部分可以与光学检测器21的中心位置对应地形成。
参考图13(c),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOV s(θ)受到相邻倾斜隔墙82c的限制。因此,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的部分变为灰色区域(Gray zone),并且每一个光学检测器21在与其相对位置的相对侧具有其自身的检测区域(Detectable zone)。例如,左(L)光学检测器21在右(R)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域L(Detectable zone(L)),右(R)光学检测器21在左(L)光学检测器21的一侧处具有其自身的检测区域R(Detectablezone(R))。
因此,与不提供左和右倾斜隔墙82c的情形相比较,光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)降低,而检测区域(Detectable zone)增加。因此,分别位于光学检测器21的左侧和右侧的倾斜隔墙82c在降低灰色区域的同时增加光学检测器21的检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
这里,因为在倾斜隔墙82c的顶部处的最大部分日益突出,灰色区域(Grayzone)将与检测区域(Detectable zone)一起降低。因此,鉴于设置有动作手势感测模块的基部装置的连接结构和设计,可以限制最大部分。
此外,仅有不具有任何独立光学区块的倾斜隔墙82c的封装结构足以调节光学检测器的FOV(θ),从而提供优良强度、低成本以及小型化的效果。
接着,参考图13(d),光学传感器芯片22安装在被直立隔墙82a隔开的封装壳80的基部81上,光源11安装在被隔墙83隔开的封装壳80的基部81上,两个光学检测器21位于光学传感器芯片22中。此外,具有光线接收孔的上部隔墙82d位于安装有光学传感器芯片22的封装壳80的区域之上并且覆盖该区域。
这里,上部隔墙82d用于覆盖光学传感器芯片22,而光学传感器芯片22置于封装壳80中,并且包括在与光学传感器芯片22的位置对应的部分处的光线接收孔82e。
这里,上部隔墙82d用于限制光学传感器芯片22中光学检测器21的FOVs(θ)。
参考图13(d),左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21分别具有其自身的FOVs(θ),该FOVs(θ)受到上部隔墙82d的限制。因此,通过调节上部隔墙82d的尺寸大大地降低或完全地消除FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)。与不提供上部隔墙82d的情形相比较,两个光学检测器21的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)被显著地降低或消除,且检测区域(Detectable zone)增加。因此,位于光学传感器芯片22的光学检测器21之上的上部隔墙82d在降低灰色区域的同时增加检测区域,从而能够有效检测灵敏动作。
具有这种结构,仅有不具有任何独立光学区块的上部隔墙82d的封装结构足以调节光学检测器的FOV(θ),从而提供优良强度、低成本以及小型化的效果。
前述实施例说明且描述了通过两个光学检测器21检测沿单一轴(Singleaxis)移动的物体的动作手势。然而,如上所述,应该理解地是,本发明也可以应用于使用至少三个光学检测器21沿多轴(Multi-Axes)检测动作。
首先,如在第一实施例(参考图9)和第三实施例(参考图11)描述地,当内壁型光学区块71位于光学检测器21之间时,内壁型光学区块71可以形成为具有交叉形状(cross-shaped),如图14(a)和图14(b)所示,从而隔开光学检测器21。
参考图14,光学检测器21位于具有近似矩形形状的光学传感器芯片22的三个或四个扇形体,并且具有交叉形状的内壁型光学区块71被布置为将光学传感器芯片22分为四等份。
具有交叉形状的内壁型光学区块71具有高于光学传感器芯片22的光学检测器21的高度,并且用于限制每一个光学检测器21的FOV(θ)。
具有这种结构,当提供三个光学检测器时,如图14(a)所示,第一光学检测器21a的FOV(θ)通过具有交叉形状的内壁型光学区块71被调节至左下侧,从而感测在动作手势感测模块的左侧和下侧处移动的物体的动作手势。此外,第二光学检测器21b的FOV(θ)通过具有交叉形状的内壁型光学区块71被调节至右下侧,从而感测在动作手势感测模块的右侧和下侧处移动的物体的动作手势。此外,第三光学检测器21c的FOV(θ)通过具有交叉形状的内壁型光学区块71被调节至右上侧,从而感测在动作手势感测模块的右侧和上侧处移动的物体的动作手势。
通常,可以通过第一光学检测器21a和第二光学检测器21b感测物体的向左和向右运动,可以通过第三光学检测器21c和第二光学检测器21b感测物体的向上和向下运动,从而可辨别地感测沿多轴(Multi-Axes)移动的物体的动作手势。尤其是,具有交叉形状的内壁型光学区块71隔开光学检测器的检测区域,并且降低灰色区域,从而更灵敏地检测手势。
此外,当如图14(b)所示提供四个光学检测器时,两个左和右检测器(例如,21a,21b;21c,21d)可以感测在左和右空间中移动的物体的动作手势。同样地,两个上和下检测器(例如,21a,21c;21b,21d)可以感测在上和下空间中移动的物体的动作手势。
这里,图14显示了具有交叉形状的内壁型光学区块71被提供为直立光学区块71a的形式,但本发明不局限于此。该内壁型光学区块71可以被提供为弯曲光学区块71b或倾斜光学区块71c的形式。
图15为解释参考图12(d)描述的各种形状的上部隔墙82d和光线接收孔82e的示意图,以及基于其形状而排列光学检测器的示例。此时,上部隔墙82d可以为连接至围绕包括光学检测器21a、21b、21c的光传感器单元的外周的隔墙且覆盖光传感器单元的覆盖物。该覆盖物形成有至少一个光线接收孔。通过形成有光线接收孔的覆盖物,每一个光学检测器被部分地覆盖或者通过光线接收孔部分地暴露。如图15所示,每一个光线接收孔的边界可以位于光学检测器21a、21b、21c或21d的每一个的中心。
首先,参考图15(a),提供三个光学检测器21a、21b、21c,并且上部隔墙82d形成有三个光线接收孔82e。这里,提供三个光线接收孔82e以开启第一光学检测器21a的左部和下部、第二光学检测器21b的右下部、以及第三光学检测器21b的右上部,以使光学检测器可以通过开启部检测光线。
因此,第一光学检测器21a和第二光学检测器21b可以检测在左和右空间中移动的物体的动作手势,第三光学检测器21c和第二光学检测器21b可以检测在上部和下部空间中物体的动作手势。
接着,参考图15(b),提供四个光学检测器21a、21b、21c、21d,并且上部隔墙82d形成有三个光线接收孔82e。这里,提供三个光线接收孔82e以开启第一光学检测器21a的左部、第二光学检测器21b的右部、第三光学检测器21b的上部、以及第四光学检测器21d的下部,以使光学检测器可以通过开启部检测光线。
因此,第一光学检测器21a和第二光学检测器21b可以检测在左和右空间中移动的物体的动作手势,第三光学检测器21c和第四光学检测器21d可以检测在上部和下部空间中物体的动作手势。
接着,参考图15(c),提供四个光学检测器21a、21b、21c、21d,并且上部隔墙82d形成有四个光线接收孔82e。这里,提供四个光线接收孔82e以开启第一光学检测器21a的左部、第二光学检测器21b的右部、第三光学检测器21b的上部、以及第四光学检测器21d的下部,以使光学检测器可以通过开启部检测光线。
因此,第一光学检测器21a和第二光学检测器21b可以检测在左和右空间中移动的物体的动作手势,第三光学检测器21c和第四光学检测器21d可以检测在上部和下部空间中物体的动作手势。
接着,参考图15(d),提供四个光学检测器21a、21b、21c、21d,并且上部隔墙82d形成有两个光线接收孔82e。这里,提供两个光线接收孔82e以开启第一光学检测器21a的左部、第二光学检测器21b的右部、第三光学检测器21b的上部、以及第四光学检测器21d的下部,以使光学检测器可以通过开启部检测光线。
因此,第一光学检测器21a和第二光学检测器21b可以检测在左和右空间中移动的物体的动作手势,第三光学检测器21c和第四光学检测器21d可以检测在上部和下部空间中物体的动作手势。
可以理解地是,在本发明的范围内,这种光学检测器的排列方式和光线接收孔的形状可以变化为除图15显示的那些之外的各种方式。
然后,如图16和图17所示排列四个光学检测器21,以检测沿多轴(multi-axis)移动的物体的动作手势。
参考图16,提供四个光学检测器21a、21b、21c、21d,并且该四个光学检测器21a、21b、21c、21d对称地排列在上侧、下侧、左侧和右侧。光传感器单元通常通过光学传感器芯片22来实现。光学检测器21a、21b、21c、21d分别排列在具有近似矩形形状的光学传感器芯片22上的四个扇形体上。图17显示了光学检测器21a、21b、21c、21d被排列以在其末端彼此接触的替换实施例。
具有这种结构,第一光学检测器21a具有向左偏置的FOV(θ),从而检测在动作手势感测模块的左侧空间中移动的物体的动作手势。
此外,第二光学检测器21b具有向右偏置的FOV(θ),从而检测在动作手势感测模块的右侧空间中移动的物体的动作手势。
此外,第三光学检测器21c具有向上偏置的FOV(θ),从而检测在动作手势感测模块的上部空间中移动的物体的动作手势。
此外,第四光学检测器21d具有向下偏置的FOV(θ),从而检测在动作手势感测模块的下部空间中移动的物体的动作手势。
通常,可以通过第一光学检测器21a和第二光学检测器21b感测物体的向左和向右动作,可以通过第三光学检测器21c和第四光学检测器21d感测物体的向上和向下动作,从而可辨别地感测沿多轴(Multi-Axes)移动的物体的全部动作手势。这与图17的示例相同。
下面参考图18至图21描述基于本发明的原理的根据第五实施例中动作手势感测模块。
首先,参考图18至图21,根据第五实施例中的动作手势感测模块可以包括:一封装壳80,包括两个向上开启的容纳空间;一光学传感器芯片22和一光源11,容纳于封装壳80的容纳空间中;以及一覆盖物87,覆盖封装壳80的上部。覆盖物87可以通过向内弯曲且自封装隔墙的上部延伸的延伸部来实现。
封装壳80包括:一传感器芯片容纳部85,向上开启以容纳光学传感器芯片22于其中;以及一光源容纳部86,向上开启以容纳光源11于其中。
这里,传感器芯片容纳部85和光源容纳部86被形成以容纳光学传感器芯片22和光源11于其中,并且分别具有大于光学传感器芯片22和光源11的水平尺寸的水平尺寸。
光学传感器芯片22可以包括两个光学检测器,以感测沿单一轴(Singleaxis)移动的物体的动作手势,或者包括三个或多个光学检测器,以感测沿多轴(Multi-Axes)移动的物体的动作手势。
覆盖物87用于覆盖将光学传感器芯片22和光源11容纳于其中的封装壳80的上部,并且形成有与光源11的位置对应的光线发射孔87a和与光学传感器芯片22的位置对应的光线接收孔87b。
这里,光线发射孔87a具有圆形形状,并且用作为通道,自光源11发射的光线通过该通道行进至封装壳80的外部。优选地,光线发射孔87a具有大于光源11的直径,以使自光源11发射的光线可以被平滑地发射至封装壳80的外部。可以通过调节光线发射孔87a的直径来调节光源11的发射角度,从而可以调节动作手势感测模块的操作范围。
此外,光线接收孔87b具有四边形形状,并且围绕光线接收孔87b的覆盖物87具有光学区块的功能,以将光学检测器21的FOVs(θ)限制在光学传感器芯片22内。优选地,形成有光线接收孔87b的覆盖物87在通过光线接收孔87b部分地暴露每一个光学检测器的同时部分地覆盖每一个光学检测器。优选地,如图21所示,光线接收孔的边界位于光学检测器21a、21b、21c、21d的每一个的中心之上。
优选地,光线接收孔87b的尺寸小于光学传感器芯片22的尺寸。更优选地,光线接收孔87b的尺寸被确定为比光学传感器芯片22的每一个光学检测器21的位置更向内倾斜(也就是说,朝向中心)。
将参考图21详细描述该结构。
图21通过举例的方式显示了光学传感器芯片22包括四个光学检测器的结构。从下面的描述中可以理解地是,通过调节覆盖物87中光线接收孔87b的直径限制FOV的原理等同于应用于三个光学检测器的结构和两个光学检测器的结构。
在图21中,光学传感器芯片22包括四个光学检测器21a、21b、21c、21d,分别排列在光学传感器芯片22的四个扇形体上。此外,当从上观看时,覆盖物87的光线接收孔87b被配置以使光线接收孔87b的上部、下部、左部和右部的外边缘可以分别位于四个光学检测器21a、21b、21c、21d的中心。
因此,覆盖物87如在图12(b)描述地弯曲隔墙82b的弯曲上端一样操作,以使围绕光线接收孔87b的覆盖物87可以限制四个光学检测器21a、21b、21c、21d的FOVs(θ)。
因此,各自光学检测器21a、21b、21c、21d在相对光学检测器的两侧处具有检测区域(Detectable zone),且FOVs(θ)重叠以在对应光线接收孔87b之上形成灰色区域(Gray zone)。
因此,四个光学检测器21a、21b、21c、21d的FOVs(θ)重叠的灰色区域(Gray zone)被降低至小区域(在光线接收孔之上),而检测区域(Detectable zone)增加。
具有这种结构,仅有不具有任何独立光学区块的封装壳80和覆盖物87足以调节光学检测器的FOV(θ),从而提供优良强度、低成本以及小型化的效果。
图22和图23为解释根据本发明中基于光学区块的原理的替换光学传感器芯片的示意图。图22为光学传感器芯片的截面图,图23为光学传感器芯片的平面图。
这里,光传感器单元20通过包括至少两个光学检测器21的一个光学传感器芯片22来实现,其中多个断面光学区块73位于光学检测器21之上。
如图23所示,多个平行断面光学区块73排列在一个光学检测器21之上,每一个断面光学区块73用于限制对应光学检测器21的FOV(θ),尤其是,用于分离光学检测器21的检测区域。
尤其是,如图22所示,每一个断面光学区块73具有一倾斜形状,其水平横截面向上增加,因此,FOV可以根据横截面的形状被设置为某一方向。
也就是说,在图22中,与左(L)光学检测器21对应的断面光学区块73具有一横向侧部,该横向侧部面向右且日益向上突出,以形成一倾斜横向侧部。在另一方面,与右(R)光学检测器21对应的断面光学区块73具有一横向侧部,该横向侧部面向左且日益向上突出,以形成一倾斜横向侧部。因此,光学检测器21具有多个独立检测区域(Detectable zone),其中左(L)光学检测器21和右(R)光学检测器21在不同方向中具有检测区域(Detectablezone)。
这里,可以通过改变断面光学区块73的横截面或者断面光学区块73的排列方向改变光学检测器21的检测区域和检测方向(参考图23)。
在此结构中,使用具有相对低高度的断面光学区块,不使用具有相对高高度的独立光学区块,从而提供在能够更灵敏地检测物体动作的同时最小化动作手势感测模块的优点。
图22显示了断面光学区块73,用于设置两个光学检测器21以在彼此不同的方向中(也就是说,向左和向右方向)具有检测区域,但本发明不局限于此。或者,断面光学区块73可以被放置以根据断面光学区块73的横截面形状在至少两个方向中(也就是说,向左、向右、向上和向下方向)设置至少两个光学检测器21的检测区域。
或者,断面光学区块73可以被放置以根据断面光学区块73的排列(也就是说,纵向、横向、以及对角线排列)在至少两个方向中(也就是说,向左、向右、对角线和天顶方向)设置至少两个光学检测器21的检测区域。
在另一方面,本发明的基本原理是各自光学检测器被配置以根据物体位置接收不同的光量。各自光学检测器接收自物体反射的光线且产生与接收的光量成正比的电能。然后,如图24所示,位于光学检测器的传感器处理器接收对应光学检测器PD的模拟电能,通过放大器AMP放大该模拟电能,通过模数转换器ADC将放大的能量转换为数字数据,并且将数字数据传输至确定器。然后,该确定器比较通过各自光学检测器PDs检测的光量,并且确定物体的当前位置或动作,从而传输关于确定位置和动作的信息至基部装置。
因此,该确定器通过比较各自光学检测器之间的光量确定详细的物体的向上、向下、向左和向右动作,从而基于物体动作感测物体的旋转(即,顺时针或逆时针)方向或者空间触摸(即,点击)。
这里,当根据本发明中的动作手势感测模块被应用于便携式装置时,上述结构的传感器处理器必须被改善以降低功耗。此外,当光源是发光二极管(light emitting diode,LED)时,该LED在驱动时消耗几十到几百mA,从而造成电源噪声(Power noise)和接地噪声(Ground noise)。为了克服这种噪声,可以改善传感器处理器的结构,如图25所示。
参考图25,位于光学检测器中的传感器处理器接收光学检测器PD的模拟电能,并且通过放大器AMP放大该模拟电能,其中冷凝器(图未示)用于将放大器AMP变为差分电路(differential circuit),因此,差分波形被传输至比较器(compatator)。然后,该比较器比较接收的差分波形并且输出逻辑电平比较器输出(output)。该比较器输出被用作为确定方向的基准且被传输至基部装置或独立确定器。这里,比较器可以为迟滞比较器(hysteresiscomparator),其可以解决由于噪声导致的不稳定输出。
图26显示了来自图25所示的感测过程的输出波形的一示例。图26显示了相对于单一轴(例如,X轴)的向前运动(a)和向后运动(b)。
在图26(a)中,假定物体自光学检测器A(PD A)的检测区域移动至光学检测器B(PD B)的检测区域。
参考图26(a),在光学检测器A(PD A)的检测区域(PD A Detectable Zone)中,光学检测器A(PD A)检测其自身FOV内的动作,光学检测器B(PD B)不检测动作。因此,比较器输出(output)在对应部分内的输入信号A(inputA)的存在。接着,在光学检测器A(PD A)和光学检测器B(PD B)均检测物体的灰色区域(Gray zone)中,光学检测器A(PD A)和光学检测器B(PD B)检测在其自身的FOVs内的动作。因此,由于存在输入信号A(inputA)和输入信号B(input B),比较器在对应部分内不输出(output)数值。最后,在光学检测器B(PD B)的检测区域(PD B Detectable Zone)中,光学检测器B(PD B)检测在其自身的FOV内的动作,光学检测器A(PD A)不检测动作。因此,比较器输出(output)在对应部分内存在的输入信号B(inputB)。
在另一方面,图26(b)显示了检测光学检测器A(PD A)和光学检测器B(PD B)关于在与图26(a)相反的方向中的运动和比较器的对应输出(output)。
在图25的传感器处理器中,仅使用简单的比较器,不使用图24的模数转换器,因此,可以提供一种动作手势感测模块,其可以在显著地改善电源噪声和接地噪声的抵抗(immunity)的同时使用低电源驱动。此外,还增加了动作感测距离。
该动作手势感测模块可以包括一照明传感器。
该照明传感器测量对应手势感测模块周围的亮度或光量,并且产生照明值。这种环境照明值可以与某一参考进行比较,以自动地控制是否驱动或保持动作手势感测模块。
该照明传感器使用包括光电二极管的光线接收元件,以测量环境光量,以使确定器或控制器可以接收所测量的照明值并且确定和控制是否驱动或保持动作手势感测模块。
在上述实施例中,根据本发明中的动作手势感测模块通过不接触而不是用户的直接触摸感测空间运动接收与用户动作对应的控制信号的输入,因此可以被优化为便携式通信装置如智能(Smart)手机、蜂窝电话等以及便携式信息终端如个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、手持个人计算机(PC)(Hand-Held PC)、笔记本电脑、膝上型电脑、WiBro终端、MP3播放器、MD播放器等新输入界面。
尤其是,根据本发明中的动作手势感测模块可以提供一读取模式,以当感测模块被应用于显示装置如智能手机时,监测用户使用的对应装置并且确定显示器的显示状态。
这里,读取模式确定用户是否观看在显示器上显示的屏幕,从而确定是否保持显示状态,即屏幕的驱动状态。
基本上,当用户观看显示器的屏幕时,屏幕与用户之间的距离相对地短,且没有用户的突然动作。
因此,在根据本发明具有至少一个光源发射光线且通过至少一个光学检测器接收自物体反射的光线的结构的动作手势感测模块中,根据接收的光线强度保持读取模式,从而连续地驱动屏幕。这是因为,当用户观看显示装置的屏幕时,显示装置(更具体地,动作手势感测模块)与用户之间的距离相对短,并且光学检测器可以接收相对强的强度的光线。
此外,在根据本发明具有至少一个光源发射光线且通过至少一个光学检测器接收自物体反射的光线的结构的动作手势感测模块中,如果没有物体的相对运动,保持读取模式,从而连续地驱动屏幕。这是因为,当用户观看显示装置的屏幕时,没有用户的突然动作。
虽然上面描述了一些实施例,应该理解地是,仅通过说明的方式给出这些实施例,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种修改、变化和变更。因此,本发明的范围应该仅通过所附权利要求及其等同物来限制。
Claims (50)
1.一种动作手势感测模块,包括:
一光源,发射光线;以及
一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线;
其特征在于,该光传感器单元的每一个光学检测器具有一独立分离的检测区域。
2.如权利要求1所述的动作手势感测模块,其特征在于,包括:
一光学区块,位于该光传感器单元的光线接收路径中,并且分离每一个光学检测器的检测区域。
3.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块被排列以在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
4.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块包括:一内壁型光学区块,位于各自光学检测器之间。
5.如权利要求4所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块包括一直立光学区块。
6.如权利要求4所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块具有在水平方向中在其上端处弯曲的一延伸部。
7.如权利要求4所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块包括一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。
8.如权利要求4所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块具有一底部,与该光传感器单元的上端分离。
9.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块包括一外壁型光学区块,位于该光学检测器的外周上。
10.如权利要求9所述的动作手势感测模块,其特征在于,该外壁型光学区块包括一直立光学区块。
11.如权利要求9所述的动作手势感测模块,其特征在于,该外壁型光学区块具有一延伸部,在水平方向中在其上端处向内弯曲。
12.如权利要求9所述的动作手势感测模块,其特征在于,该外壁型光学区块包括一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。
13.如权利要求1所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括至少三个光学检测器,其至少两个被排列在水平或垂直方向中以检测沿多轴移动的物体的相对运动。
14.如权利要求13所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括四个光学检测器,对称地排列在上侧、下侧、左侧和右侧。
15.如权利要求14所述的动作手势感测模块,其特征在于,该四个光学检测器被排列以在其末端处彼此接触。
16.如权利要求13所述的动作手势感测模块,其特征在于,包括:
一光学区块,位于光传感器单元的光线接收路径中,并且分离每一个光学检测器的检测区域。
17.如权利要求16所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块包括:一内壁型光学区块,位于各自光学检测器之间。
18.如权利要求16所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块包括:一外壁型光学区块,位于该光学检测器的外周上。
19.如权利要求18所述的动作手势感测模块,其特征在于,该外壁型光学区块具有一延伸部,在水平方向中在其上部处向内弯曲。
20.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光源和该光传感器单元位于通过隔墙隔开的封装壳中,内壁型光学区块位于光传感器单元上的光学检测器之间。
21.如权利要求20所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块包括一直立光学区块。
22.如权利要求20所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块具有一延伸部,在水平方向中在其上端处弯曲。
23.如权利要求20所述的动作手势感测模块,其特征在于,该内壁型光学区块包括:一倾斜光学区块,具有一水平横截面,其面积向上增加。
24.如权利要求20所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。
25.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块包括:该封装壳的隔墙,该封装壳上安装有该光传感器单元。
26.如权利要求25所述的动作手势感测模块,其特征在于,该隔墙包括一直立隔墙,位于该光传感器单元的外周上。
27.如权利要求25所述的动作手势感测模块,其特征在于,该隔墙包括一直立隔墙,位于该光传感器单元的外周上且具有在其上部向内弯曲的一延伸部。
28.如权利要求25所述的动作手势感测模块,其特征在于,该隔墙包括一倾斜隔墙,位于该光传感器单元的外周上且具有一水平横截面,其面积向上增加。
29.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元安装在一封装壳中;以及
该封装壳包括:一隔墙,围绕该光传感器单元的外周;以及一覆盖物,覆盖光传感器单元作为一光学区块,该覆盖物连接至该隔墙且形成有至少一个光线接收孔。
30.如权利要求29所述的动作手势感测模块,其特征在于,该覆盖物具有一延伸部,在该隔墙的上部向内弯曲。
31.如权利要求29所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块被排列以在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
32.如权利要求29所述的动作手势感测模块,其特征在于,形成有至少一个光线接收孔的覆盖物部分地覆盖每一个光学检测器,且通过该光线接收孔部分地暴露每一个光学检测器。
33.如权利要求32所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光线接收孔的边界位于每一个光学检测器的中心之上。
34.如权利要求25或29所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括:一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。
35.如权利要求29所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括至少三个光学检测器,其至少两个排列在水平或垂直方向中以检测沿多轴移动的物体的相对运动。
36.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,包括:
一封装壳,包括两个容纳空间;以及
一光传感器单元和一光源,分别安装在该封装壳的容纳空间中;
其中,该封装壳包括:一隔墙,围绕该光传感器单元的外周;以及一覆盖物,覆盖该光传感器单元作为一光学区块,该覆盖物连接至该隔墙且形成有至少一个光线接收孔。
37.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括:一光学传感器芯片,包括至少两个光学检测器。
38.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,该覆盖物具有一延伸部,在该隔墙的上部处向内弯曲。
39.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光学区块在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
40.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,形成有至少一个光线接收孔的覆盖物部分地覆盖每一个光学检测器,且通过该光线接收孔部分地暴露每一个光学检测器。
41.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光线接收孔的边界位于每一个光学检测器的中心之上。
42.如权利要求36所述的动作手势感测模块,其特征在于,该光传感器单元包括至少三个光学检测器,其至少两个排列在水平和垂直方向中,以检测沿多轴移动的物体的相对运动。
43.如权利要求2所述的动作手势感测模块,其特征在于,多个断面光学区块位于每一个光学检测器之上,且独立地分离每一个光学检测器的检测区域。
44.如权利要求43所述的动作手势感测模块,其特征在于,根据断面光学区块的形状设置视场的方向。
45.如权利要求43所述的动作手势感测模块,其特征在于,根据断面光学区块的排列方式设置视场的方向。
46.一种动作手势感测模块,其特征在于,包括:
一光源,发射光线;
一光传感器单元,包括至少两个光学检测器,感测自物体反射的光线;以及
一传感器处理器,将该光传感器单元的输出传输至动作确定器;
其中,该传感器处理器包括一放大器和一比较器,该放大器包括一差分电路以传输一差分波形至比较器,该比较器基于与接收的差分波形的比较来操作。
47.如权利要求46所述的动作手势感测模块,其特征在于,该比较器包括一迟滞比较器。
48.一种动作手势感测方法,其是一种非接触动作感测方法,其中光源发射光线,通过至少两个光学检测器接收自物体反射的光线,并且比较各自光学检测器的输出以确定物体的动作,其特征在于,该方法包括:
通过独立地分离每一个光学检测器的检测区域且接收自物体反射的光线来感测物体的动作。
49.如权利要求48所述的动作手势感测方法,其特征在于,光学区块位于该光学检测器的光线接收路径中,以独立地划分每一个光学检测器的检测区域。
50.如权利要求48所述的动作手势感测方法,其特征在于,光学区块被排列以在降低各自光学检测器的视场重叠的灰色区域的同时增加每一个光学检测器的检测区域。
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