光学检测装置及其相关转盘式手表
技术领域
本发明涉及一种光学检测装置及其相关转盘式手表，特别是有关一种用来检测转盘式手表的指针位置的光学检测装置及其相关转盘式手表。
背景技术
转盘式手表可利用马达驱动多个指针，例如时针、分针与秒针，以指示时间。转盘式手表经长时间使用后可能因机械疲乏等因素造成失准，须重新进行校准正确时间。传统的调校方法是由使用者目测时钟的指示结果，手动调整指针以校正其指示位置。因此，如何设计一种能够根据标准时间自动更正转盘式手表的指针位置的光学检测装置，即为相关钟表产业的重点发展目标之一。
发明内容
本发明涉及一种用来检测转盘式手表的指针位置的光学检测装置及其相关转盘式手表。
本发明进一步公开一种用来检测转盘式手表的指针位置的光学检测装置。该光学检测装置包括光学接收器以及处理器。该光学接收器设置在该转盘式手表内，并且用来接收光学反射信号。该处理器电连接该光学接收器，用来将该光学反射信号的物理量与预设条件相比较，以判断该转盘式手表的指针是否停留在该光学接收器的上方。该光学检测装置进一步包括光学发射器，电连接该处理器并且发射光学检测信号，该光学检测信号投射到该指针以产生该光学反射信号。
本发明还公开该处理器电连接该转盘式手表的马达以及时间接收器，该处理器用来驱动该马达根据该物理量的比较结果与该时间接收器所接收的时间信号调校该指针。该光学检测装置进一步包括内存模块，电连接该处理器并且用来储存预设门槛，该处理器比较该物理量与该预设门槛以判断该物理量是否符合该预设条件。该预设条件因该指针涂布高反射率材料而表示为该物理量大于该预设门槛。该预设条件因该指针涂布低反射率材料而表示为该物理量小于或等于该预设门槛。
本发明还公开该物理量是该光学反射信号的亮度，并且该亮度由该光学接收器的全部像素或部分像素检测的亮度值经计算得出。当取得多个符合该预设条件的比较结果时，该处理器设定该多个比较结果的第一个比较结果为参考值进行该指针的校正。
本发明还公开该转盘式手表包括第一指针以及第二指针，该处理器比较该物理量与第一预设条件及第二预设条件，以判断该光学反射信号属于该第一指针或该第二指针。该第一预设条件与该第二预设条件是亮度范围或特定亮度的持续时间。该处理器电连接该转盘式手表的马达，并利用该马达将该第一指针与该第二指针分别或同时移离该光学接收器的上方以进行初始化校正。该光学接收器通过该转盘式手表的支撑件的破孔显露于外，或是该光学接收器设置在该支撑件的该破孔里的光穿透单元的下方。
本发明还公开一种用来检测转盘式手表的指针位置的光学检测装置，包括光学发射器，光学接收器以及处理器。该光学发射器用来输出光学检测信号。该光学接收器设置在该转盘式手表内、并且用来接收光学反射信号。该光学检测信号投射到该转盘式手表的指针以产生该光学反射信号。该处理器电连接该光学发射器与该光学接收器，用来分析在不同时间点分别接收所得的多个光学反射信号的物理量变化，以辨识该多个光学反射信号会被舍弃、或是能用来判断该指针是否位于该光学接收器的上方。
本发明还公开该处理器关闭该光学发射器以取得第一光学反射信号，然后开启该光学发射器取得第二光学反射信号，接着分析该第一光学反射信号与该第二光学反射信号的物理量差异，以判断该指针的辨识结果是否受到环境亮度的影响。当该物理量差异小于或等于预设值时，该辨识结果受到该环境亮度的影响，当该物理量差异大于预设值时，该辨识结果没有受到该环境亮度的影响。
本发明还公开该处理器电连接该转盘式手表的马达，该处理器利用该马达前后移动该指针以分别取得第一光学反射信号以及第二光学反射信号，并且分析该第一光学反射信号与该第二光学反射信号的物理量以辨识该光学反射信号会被舍弃、或是能用来判断该指针是否位于该光学接收器上方。当该第一光学反射信号与该第二光学反射信号的物理量的至少其中一个不符该预设条件时，该第一光学反射信号以及该第二光学反射信号会被舍弃。该预设条件依照该指针所涂布反射材料的参数而定义该物理量大于或小于预设门槛。
本发明还公开该第一光学反射信号与该第二光学反射信号的时间差是储存在该光学检测装置的内存模块内的预设值。该处理器计算符合预设条件的物理量的持续时间，并且分析该持续时间以辨识该光学反射信号是被舍弃、或是能用来判断该指针是否位于该光学接收器上方。当持续时间大于储存在该光学检测装置的内存模块内的预设时段时，该处理器判断该光学反射信号会被舍弃。
本发明还公开一种转盘式手表，包括壳体，覆盖组件以及光学检测装置。该壳体用来容置指针与支撑件，该指针以可活动方式设置在该支撑件。该覆盖组件设置在该壳体并且用来覆盖该指针。该覆盖组件包括透光体以及光止挡层。该光止挡层，设置在该透光体的第一表面以面向该壳体的外部，用来止挡具有特定波长的环境光信号。该光学检测装置用来检测的该指针的位置。该光学检测装置包括光学发射器，光学接收器以及处理器。该光学发射器用来输出具有特定波长的光学检测信号。该光学接收器设置该支撑件的下方并且用来接收光学反射信号。该光学检测信号投射到该指针以产生该光学反射信号。该处理器电连接该光学接收器，用来分析该光学反射信号以辨识该指针是否位于该光学接收器的上方。
本发明的光学检测装置不需调整转盘式手表的内部机械构造，故可适用在各种类型的转盘式手表。光学检测装置可设置在壳体的单一侧面，因而能相应缩减转盘式手表的机构设计厚度。壳体内的支撑件可由透明材料制作或设置破孔，用来允许光学检测信号与光学反射信号的穿透，因此转盘式手表能提供优选的外型设计。
附图说明
图1为本发明实施例的转盘式手表的组装示意图；
图2为本发明实施例的转盘式手表的组件爆炸图；
图3为本发明实施例的转盘式手表的剖视图；
图4为本发明实施例的转盘式手表在其他视角的示意图；
图5为本发明实施例的转盘式手表的结构剖视图。
其中，附图标记说明如下：
具体实施方式
请参阅图1至图3。图1为本发明实施例的转盘式手表10的组装示意图，图2为本发明实施例的转盘式手表10的组件爆炸图，图3为本发明实施例的转盘式手表10的剖视图。转盘式手表10可包括壳体12、覆盖组件14以及光学检测装置16。壳体12可用来容置支撑件18与多个指针20。多个指针20以可活动方式设置在支撑件18上。覆盖组件14可设置在壳体12以包覆指针20提供保护。光学检测装置16可设置在壳体12内的基板22，并且具有检测指针位置的功能。基板22可以是转盘式手表10的内建电路板。
光学检测装置16可包括光学发射器24、光学接收器26以及处理器28。光学发射器24电连接于处理器28，属于选择性配件。光学发射器24可发射光学检测信号S1到指针20。光学检测信号S1投射到指针20会产生光学反射信号S2，光学反射信号S2再由光学接收器26所接收。处理器28可电连接于光学接收器26，并且比较光学反射信号S2的物理量与预设条件的差别，以判断转盘式手表10的指针20是否位于光学接收器26的上方。
光学检测装置16可进一步包括马达30、时间接收器32以及内存模块34。时间接收器32可通过无线电波接收时间信号。马达30可电连接于指针20与处理器28，以根据处理器28的指令旋转指针20。当接收到时间信号时，处理器28可分析时间信号是受否符合指针20所指的目前时间。指针20可包括时针20A、分针20B以及秒针20C。转盘式手表10可驱动指针20的每根针分别转一圈，并在光学检测装置16检测到指针30从初始位置移到另一个位置时分析指针20的旋转角度，以取得目前时间信息。若目前时间不符时间信号，处理器28可根据物理量的比较结果，驱动马达30进行指针校正。
内存模块34可电连接于处理器28，并用以储存预设门槛。预设门槛的数值可根据指针20的材料特性与光学接收器26的成像效率而设定，其应用端视设计需求而定，故此不再详加说明。处理器28可比较物理量与预设门槛，据以判断物理量是否符合预设条件。特别一提的是，物理量可以是光学反射信号S2的亮度值或是其他参数，并且亮度由光学接收器26的全部像素或部分像素检测的亮度值经计算得出。
在某一种情况中，指针20由高反射率材料制作，因此物理量定义为亮度值，并且预设条件定义为物理量大于预设门槛。举例来说，预设门槛可为灰阶值100。若指针20位于光学接收器26的上方，因为指针20的高反射率材料特性使光学反射信号S2具有高物理量，例如灰阶值130，故光学反射信号S2会因其高物理量大于预设门槛而符合预设条件。若指针20不在光学接收器26的上方，光学接收器26接收到的光学反射信号S2不是自指针20反射回来，因而具有低物理量，例如灰阶值70；光学反射信号S2因其低物理量小于预设门槛而不符预设条件。
在另一种情况中，指针20由低反射率材料制作，并且预设条件定义为物理量小于或等于预设门槛。举例来说，预设门槛可设为灰阶值50。如指针20不在光学接收器26的上方，光学接收器26所接收到的光学反射信号S2不是从指针20反射而得，而可能具有灰阶值70的物理量；光学反射信号S2因其物理量大于预设门槛而不符预设条件。如指针20位于光学接收器26的上方，光学反射信号S2会因指针20的低反射率材料特性衰退而具有另一笔更低的物理量，例如灰阶值30；光学反射信号S2因其物理量小于预设门槛而符合预设条件。
请参阅图4，图4为本发明实施例的转盘式手表10在其他视角的示意图。当指针20转动并为光学检测装置16检测时，因为指针20是逐渐移向光学检测装置16，光学接收器26会接收到一系列的光学反射信号S2。处理器28可将所有光学反射信号S2的物理量相比于预设条件，并且取得符合预设条件的多个比较结果。一般来说，处理器28可设定多个比较结果中的第一个比较结果做为参考以供调校指针20，意即处理器28可在指针20刚移到光学检测装置16时，能立即通过时间接收器32取得的时间信号调校指针20。在其他可能的实施变化中，处理器28或可将多个比较结果中的另一个比较结果做为参考，端视设计需求而定。
如前所述，指针20可至少包括第一指针(例如时针20A)以及第二指针(例如分针20B)，秒针20C则为选择性配件。当光学检测装置16检测到光学反射信号S2时，处理器28可将此光学反射信号S2的物理量相比于第一预设条件和第二预设条件，并且根据比较结果判断光学反射信号S2属于第一指针20A或第二指针20B。第一预设条件与第二预设条件可以是亮度范围、或是特定亮度的持续时间。
在一种可能的实施态样中，第一指针20A与第二指针20B可涂布分具不同反射率的材料，举例来说，第一指针20A可涂布金属材料、并且第二指针20B涂布非金属材料。因此，第一预设条件可设定成灰阶值介于200～230之间的亮度范围，第二预设条件可设定成灰阶值介于100～130之间的亮度范围。当光学反射信号S2的物理量落在灰阶值200～230之间时，处理器28可判定光学反射信号S2来自第一指针20A的反射；当光学反射信号S2的物理量落在灰阶值100～130之间时，处理器28可判定光学反射信号S2来自第二指针20B的反射；当光学反射信号S2的物理量落在灰阶值200～230及灰阶值100～130之外时，处理器28则判定光学反射信号S2不是来自于指针20的反射。
在另一种可能实施态样中，第一指针20A与第二指针20B可涂布相同材质、但分别具有不同的结构宽度。举例来说，第一指针20A的宽度可大于第二指针20B的宽度。当指针20移到光学接收器26的上方时，光学检测装置16可取得具有特定亮度的光学反射信号S2。若处理器28取得的具有特定亮度的光学反射信号S2可维持较长持续时间，判定是第一指针20A位于光学检测装置16的上方；若处理器28取得的具有特定亮度的光学反射信号S2仅出现较短持续时间，可判定是第二指针20B位于光学检测装置16的上方。
在特定情况下，第一指针20A与第二指针20B可能同时位于光学检测装置16的上方，因此处理器28难以通过单笔光学反射信号S2辨识出有多少指针20位于光学检测装置16上方。为了解决前揭情况的问题，处理器28可通过马达30分别或同时将第一指针20A与第二指针20B移离其初始位置。如果第一指针20A与第二指针20B的其中一个指针已被移离、但光学反射信号S2的物理量没有改变，表示第一指针20A重叠于第二指针20B。若第一指针20A与第二指针20B的其中一个指针已被移离、且光学反射信号S2的物理量立即发生变化，表示第一指针20A没有重叠第二指针20B。如此一来，处理器28就能精准辨识出多个指针20是否在光学检测装置16的上方重叠。
支撑件18可由非透明材料制作，并具有对齐光学检测装置16的破孔36。光学检测信号S1可穿过破孔36以投射到指针20上，并且光学反射信号S2也会穿过破孔36而被光学接收器26所接收。破孔36可以是中空结构，意即光学接收器26因为破孔36而显露于外；或者破孔36里可填充光穿透单元，此组件没有绘制在图示中。光穿透单元可由玻璃或橡胶材料制作。
光学检测装置16优选地应用在转盘式手表10位于没有过高环境亮度的场合。处理器28可分析分别在不同时点取得的多个光学反射信号S2的物理量变化，以辨识光学反射信号S2会否因过高环境亮度而需舍弃、或是能够用来判断指针20是否位于光学接收器26的上方。处理器28可先关闭光学发射器24取得第一光学反射信号S2，然后开启光学发射器24取得第二光学反射信号S2。若第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的物理量差异小于或等于预设值，表示转盘式手表10位于具有过高环境亮度的场合，指针20的辨识结果会受到过高环境亮度的影响，此时光学检测装置16不应执行检测及校正指针20的功能。
若第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2之间的物理量大于预设值，表示转盘式手表10处于没有过高环境亮度的场合，例如夜晚时分或室内空间，因此指针20的辨识结果不会被环境亮度影响，光学检测装置16可执行检测及校正指针20的功能。光学检测信号S1和光学反射信号S2可以是红外光信号，设置在破孔36内的光穿透单元可以是红外光滤波片。因此，预设值可根据光穿透单元的特性和/或光学接收器26受环境亮度影响的成像能力而设定。
本发明的转盘式手表10可提供检测动态对象(例如用户的手指)是否位于光学检测装置16上方的功能。处理器28可利用马达30驱使指针20在光学接收器26的上方来回移动，并且在不同时间点分别取得第一光学反射信号S2以及第二光学反射信号S2。如果没有动态对象位于光学检测装置16上方，第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的物理量应当相符于预设条件。若第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的至少一个反射信号不符预设条件时，动态对象可视为停留在光学检测装置16上方，因此第一光学反射信号和第二光学反射信号可被直接舍弃。
除此之外，第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的时间差可以是储存在光学检测装置16的内存模块34里的另一笔预设值。举例来说，转盘式手表10可将预设值设定为五秒，秒数端视使用者习惯而定。如果第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的时间差少于五秒，由于动态对象通常只会短暂地停留在光学接收器26上方，故光学检测装置16可能难以分辨是检测到动态对象或是指针20。如果第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2的时间差大于或等于五秒，一般认定动态对象不会在特定位置停留过长时间，所以处理器28就能相应辨识出第一光学反射信号S2与第二光学反射信号S2由指针20所产生。在本实施例中，预设条件可根据指针20所涂布反射材料的参数，表示为大于或小于预设门槛的物理量。
本发明的转盘式手表10具有辨识非动态对象(例如衣服)是否位于光学检测装置16上方的功能。处理器28可计算符合预设条件的光学反射信号S2所具有物理量的持续时间。若持续时间大于光学检测装置26的内存模块34里储存的预设时段，光学反射信号S2可视为由非动态对象产生；举例来说，转盘式手表10放在衣服口袋时，光学反射信号S2会被相应舍弃。若持续时间不大于预设时段，光学反射信号S2可能是指针20或动态对象产生，因此光学反射信号S2具可用性，并能进一步分析以辨识其属于指针20或或其他动态对象。
请参阅图5，图5为本发明实施例的转盘式手表10’的结构剖视图。本实施例中，与前揭实施例具有相同编号之组件具有相同结构与说明，故此不再重复说明。转盘式手表10’的覆盖组件14’可包括透光体38以及光止挡层40。光止挡层40可设置在透光体38的第一表面381以面向壳体12。光学发射器24可输出具有特定波长的光学检测信号S1，并且光学接收器26可接收具有特定波长的光学反射信号S2。
光止挡层40能够拒绝具有特定波长的环境光信号，换句话说，光学接收器26接收所得的光学反射信号S2是由光学检测信号S1反射生成，意即光止挡层40是能够排除具有特定波长的环境光信号进入壳体12的滤波片。光止挡层40能从环境光信号滤掉噪声，以使光学接收器26接收到的光学反射信号S2来自于指针20的反射，并且处理器28可分析光学反射信号S2以在没有环境干扰时判断指针20是否位于光学接收器26的上方。
在其他可能情况下，覆盖组件14’可进一步包括光吸收层42，设置在透光体38的相对第一表面381的第二表面382。光吸收层42可用来吸收具有特定波长的光学检测信号S1与光学反射信号S2。因此，没有投射到指针20的光学检测信号S1可被光吸收层42所吸收，意即光学接收器26接收的光学反射信号S2可全部来自从指针20反射的光学检测信号S1。光吸收层42的设计目的在于减少壳体12与覆盖组件14的反射噪声。
本发明的光学检测装置不需调整转盘式手表的内部机械构造，故可适用在各种类型的转盘式手表。光学检测装置可设置在壳体的单一侧面，因而能相应缩减转盘式手表的机构设计厚度。壳体内的支撑件可由透明材料制作或设置破孔，用来允许光学检测信号与光学反射信号的穿透，因此转盘式手表能提供优选的外型设计。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
