TWI470185B

TWI470185B - 反光偵測裝置、反光偵測方法及電子裝置

Info

Publication number: TWI470185B
Application number: TW100122614A
Authority: TW
Inventors: Kai Chen Lin; Chang Ming Lee
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2015-01-21
Also published as: CN102853995A; US20130006578A1; TW201300727A

Description

反光偵測裝置、反光偵測方法及電子裝置

本發明係指一種反光偵測裝置、反光偵測方法及電子裝置，尤指一種可判斷外在光源是否因螢幕反光而影響使用者之反光偵測裝置、反光偵測方法及電子裝置。

具顯示功能之可攜式電子裝置，如筆記型電腦、平版電腦、智慧型手機等，有著體積小、重量輕、攜帶方便等特性，能夠讓使用者隨時隨地都能擁有強大的計算能力與文書處理功能，並提供完整的影音多媒體功能。為了便於攜帶，可攜式電子裝置通常配備薄型之平面螢幕，如液晶螢幕，而平面螢幕之表面大多為反光材質。在此情形下，使用者往往容易受到螢幕反光的影響，而造成不便。

舉例來說，如第1圖所示，一使用者100於一光源102(如太陽或燈源)下操作一筆記型電腦104，由於筆記型電腦104之螢幕具反光效果，因此光源102會透過螢幕反射至使用者100的視線範圍。此時，若光源102之光線較弱，則使用者100通常會忽略輕微反光而繼續專注緊盯著筆記型電腦104的螢幕內容，長時間使用下來對眼睛的傷害非常大。

因此，針對具顯示功能之可攜式電子裝置，如何適時提醒使用者外在光源的干擾，就成為業界所努力的目標之一。

因此，本發明主要提供一種反光偵測裝置、反光偵測方法及電子裝置。

本發明揭露一種反光偵測裝置，用於具有一顯示器之一電子裝置中，該反光偵測裝置包含有一光源夾角偵測模組，用來偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；一視線夾角偵測模組，用來偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角；以及一判斷單元，用來於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光源影響該使用者。

本發明另揭露一種反光偵測方法，用於具有一顯示器之一電子裝置中，該反光偵測方法包含有偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角；以及於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光源影響該使用者。

本發明另揭露一種電子裝置，包含有一運作電路；一顯示器，受控於該運作電路，用來顯示畫面；以及一反光偵測裝置，包含有一光源夾角偵測模組，用來偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；一視線夾角偵測模組，用來偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角；以及一判斷單元，用來於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光源影響該使用者。

請參考第2A至2C圖，第2A圖為本發明實施例一反光偵測裝置20之外觀示意圖，第2B圖為反光偵測裝置20之功能方塊示意圖，第2C圖為反光偵測裝置20之運作方式示意圖。反光偵測裝置20用以偵測一顯示器200之反光情形，顯示器200可以是獨立設置或是設置於筆記型電腦、平板電腦等電子裝置中之平面顯示裝置。反光偵測裝置20包含有一光源夾角偵測模組202、一視線夾角偵測模組204及一判斷單元206。光源夾角偵測模組202用來偵測一光源208所發射之光線相對於顯示器200之一入射角a；視線夾角偵測模組204用來偵測一使用者USR之視線相對於顯示器200之一視角b；而判斷單元206則可於入射角a小於一預設值α且視角b小於一預設值β時，判斷光源208影響使用者USR。因此，當光源208影響使用者USR之使用時，本發明之反光偵測裝置20可適時判斷使用者USR可能受到螢幕反光的影響。更進一步地，在一實施例中，判斷單元206可輸出一提示訊息或警示訊息，如於顯示器200上顯示一影像或文字，或是發出聲響，以告知使用者USR可能受到反光的影響。如此一來，使用者USR可調整觀看顯示器200的角度或位置，避免受到螢幕反光的影響。

需注意的是，如第2C圖所示，入射角a係為光源208所發射之光線與顯示器200之法線的垂直方向夾角，而視角b為使用者USR直視顯示器200時與顯示器200之法線的垂直方向夾角。因此，當入射角a與視角b皆在一定範圍(即小於α與β)內時，表示使用者USR可能因顯示器200的螢幕反光，被光源208所影響。在此情形下，本發明之反光偵測裝置20可偵測出反光情形，進一步可適時提醒使用者，避免受到外在反射光的影響。

第2A至2C圖係用以說明本發明之概念，凡依此所做之各種變化皆應屬本發明之範疇。舉例來說，光源夾角偵測模組202量測入射角a的方式有許多種，凡是能正確計算出光源208入射角a的電子裝置、元件或元件組合等皆可用於本發明。例如，第3A圖為光源夾角偵測模組202之一實施例之示意圖。如第3A圖所示，光源夾角偵測模組202係由光通量偵測器LDT_1～LDT_n及一邏輯單元300所組成。光通量偵測器LDT_1～LDT_n可偵測光源208所發射之光線相對於顯示器200之n個夾角的光通量，而邏輯單元300則根據光通量偵測器LDT_1～LDT_n之光通量偵測結果，判斷其中具有最大光通量之一光通量偵測結果所對應的夾角為入射角a。也就是說，若光通量偵測器LDT_1用來偵測顯示器200之法線上的光通量(即垂直於顯示器200之顯示平面的光通量)，當光通量偵測器LDT_1的光通量偵測結果顯示其為最大光通量時，表示光源208係大致位於顯示器200之法線上，亦即入射角a為0。依此類推，只要適當設定光通量偵測器LDT_1～LDT_n的數量n及其對應的入射角，即可正確判斷外在光源的入射角。

光通量偵測器LDT_1～LDT_n的實現方式有許多種，本領域具通常知識者當可根據系統需求適當調整。舉例來說，若所需的光通量偵測器數量為3，分別對應於0°、30°、60°角，則光源夾角偵測模組202的實現方式可配合顯示器200之殼體，達成偵測不同角度之光通量的目的。例如，在第3B圖中，窺管TL_1～TL_3及光感測器LDT_a～LDT_c組成3個光通量偵測器。其中，窺管TL_1～TL_3係形成於顯示器200的殼體中，分別與顯示器200之法線呈0°、30°、60°角。光感測器LDT_a～LDT_c為相同製作方式之半導體或電子元件，亦即光感測器LDT_a～LDT_c不具角度辯識功能，而是由窺管TL_1～TL_3對應至不同角度。因此，窺管TL_1～TL_3及光感測器LDT_a～LDT_c之組合可偵測出0°、30°、60°角之光通量，藉此，後端之邏輯單元可判斷光源208的入射角a。

此外，為了避免發生誤判，光源夾角偵測模組202可先判斷光源208之強度，並於光源208之強度大於一預設值時，始偵測光源208所發射之光線相對於顯示器208之入射角a。而當有多個光源時，光源夾角偵測模組202亦可選取其中具有相對最大強度之光源或是可能產生反光之光源為判斷入射角a之依據。

另一方面，視線夾角偵測模組204量測視角b的方式有許多種，凡是能正確計算出使用者USR之視角b的電子裝置、元件或元件組合等皆可用於本發明。舉例來說，請參考第4A圖，第4A圖為視線夾角偵測模組204之一實施例之示意圖。如第4A圖所示，視線夾角偵測模組204包含有一測距單元400、一影像擷取單元402及一計算單元404。測距單元400用來測量使用者USR與顯示器200之距離L；影像擷取單元402用來擷取使用者USR相對於顯示器200之一臉部影像IMG；而計算單元404則根據距離L及臉部影像IMG，判斷使用者USR之視線相對於顯示器200之視角b。

詳細來說，請參考第4B圖，第4B圖為計算單元404之運作方式之示意圖。如第4B圖所示，當影像擷取單元402輸出使用者USR之臉部影像IMG至計算單元404後，計算單元404先辨識出臉部影像IMG中使用者USR之雙眼。接著，計算單元404判斷臉部影像IMG中使用者USR雙眼的瞳孔距離e，藉此判斷影像與實際人臉的比例。亦即，假設實際人眼瞳孔距離為e’(如3.5cm)，則影像與實際人臉的比例即為(e’/e)。然後，計算單元404再判斷臉部影像IMG之一水平中心線L1與雙眼之一水平線L2的距離d。最後，利用三角函數原理，根據所判斷的距離e、d、L，判斷視角b。也就是說，

需注意的是，第4A及4B圖係視線夾角偵測模組204可能的實施例之一，但不限於此。簡單來說，測量視角b的方式主要需先判斷使用者USR的雙眼位置，再據以判斷視線與法線的夾角。除此之外，水平線L2較佳地為雙眼所構成之水平線，但當雙眼非成水平時，其亦可以是雙眼之垂直方向的中心點所延伸的水平線。另外，e’表示實際人臉瞳孔距離，其可以是系統預設值，或是由使用者USR預先設定。再者，距離d的計算方式可以先分別計算水平中心線L1及水平線L2至臉部影像IMG頂端的距離，再將兩者相減而得。

此外，測距單元400不限於任何運作原理，其可以是紅外線、超音波、雷射等測距儀，只要能正確量測出距離L即可。影像擷取單元402可以是CCD、CMOS等，只要能正確擷取使用者USR之影像即可。另外，計算單元404為一可進行數學運算之元件或裝置，其亦可與第3A圖之邏輯單元300結合，或是由顯示器200中原有的韌體或處理器以新增功能的方式結合，且不限於此。

另一方面，在反光偵測裝置20中，判斷單元206係比較入射角a與預設值α及視角b與預設值β，並於a<α且b<β時，判斷使用者USR受到螢幕反光的影響。其中，預設值α、β可為相同，如同為30°，亦可不同。

因此，藉由判斷光源208之入射角a與使用者USR之視角b，反光偵測裝置20可判斷光源208是否影響使用者USR之使用情形，以避免反光影響使用者USR的視力或使用便利性。需注意的是，反光偵測裝置20可使用於任何具有平面顯示裝置之電子裝置中，至於電子裝置之運作電路如何設計，或是運作電路如何控制平面顯示裝置則非本發明之範疇。

上述關於反光偵測裝置20之運作方式，可進一步歸納為一反光偵測流程50，如第5圖所示。反光偵測流程50包含以下步驟：

步驟500：開始。

步驟502：光源夾角偵測模組202偵測光源208所發射之光線相對於顯示器200之入射角a。

步驟504：視線夾角偵測模組204偵測使用者USR之視線相對於顯示器200之視角b。

步驟506：判斷單元208於入射角a小於預設值α且視角b小於預設值β時，判斷光源208影響使用者USR。

步驟508：結束。

反光偵測流程50之詳細說明與變化可參考前述，於此不另贅述。

綜上所述，針對具顯示功能之電子裝置，本發明可有效判斷外在光源是否因螢幕反光而影響使用者，進而可適時提醒使用者反光干擾，避免影響使用者的視力或使用便利性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．使用者

102．．．光源

104．．．筆記型電腦

20．．．反光偵測裝置

200．．．顯示器

202．．．光源夾角偵測模組

204．．．視線夾角偵測模組

206．．．判斷單元

208．．．光源

a．．．入射角

USR‧‧‧使用者

b‧‧‧視角

LDT_1~LDT_n‧‧‧光通量偵測器

300‧‧‧邏輯單元

TL_1~TL_3‧‧‧窺管

LDT_a~LDT_c‧‧‧光感測器

400‧‧‧測距單元

402‧‧‧影像擷取單元

404‧‧‧計算單元

L、d‧‧‧距離

IMG‧‧‧臉部影像

e‧‧‧瞳孔距離

L1‧‧‧水平中心線

L2‧‧‧水平線

e’‧‧‧實際人眼瞳孔距離

50‧‧‧反光偵測流程

500、502、504、506、508‧‧‧步驟

第1圖為習知技術中筆記型電腦產生反光之示意圖。

第2A圖為本發明實施例一反光偵測裝置之外觀示意圖。

第2B圖為第2A圖之反光偵測裝置之功能方塊示意圖。

第2C圖為第2A圖之反光偵測裝置之運作方式示意圖。

第3A圖為第2B圖之一光源夾角偵測模組之實施例之示意圖。

第3B圖為第3A圖之光通量偵測器之實施例之示意圖。

第4A圖為第2B圖之一視線夾角偵測模組之實施例之示意圖。

第4B圖為第4A圖之一計算單元之運作方式之示意圖。

第5圖為本發明實施例一反光偵測流程之示意圖。

20．．．反光偵測裝置

200．．．顯示器

202．．．光源夾角偵測模組

204．．．視線夾角偵測模組

Claims

一種反光偵測裝置，用於具有一顯示器之一電子裝置中，該反光偵測裝置包含有：一光源夾角偵測模組，用來偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；一視線夾角偵測模組，用來偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角，其中，該視角為該視線與該顯示器之一法線的夾角；以及一判斷單元，用來於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光線之反射影響該使用者。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該光源夾角偵測模組包含有：複數個光通量偵測器，用來偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之複數個夾角的光通量，以產生複數個光通量偵測結果；以及一邏輯單元，用來根據該複數個光通量偵測結果，判斷該複數個光通量偵測結果中具有最大光通量之一光通量偵測結果所對應之一夾角為該入射角。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該光源夾角偵測模組另用來判斷該光源之強度，並於該光源之強度大於一第三預設值時，偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之該入射角。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該光源夾角偵測模組另用來判斷該光源之強度，該光源係複數個光源中具有最大強度之光源。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該視線夾角偵測模組包含有：一測距單元，用來測量該使用者與該顯示器之一第一距離；一影像擷取單元，用來擷取該使用者相對於該顯示器之一臉部影像；以及一計算單元，用來根據該第一距離及該臉部影像，判斷該使用者之視線相對於該顯示器之該視角。
如請求項5所述之反光偵測裝置，其中該計算單元係辨識該臉部影像中該使用者之雙眼，判斷該雙眼於該臉部影像中之一第二距離，判斷該雙眼之一水平線至該臉部影像之一水平中心線的一第三距離，以及根據該第一距離、該第二距離及該第三距離，判斷該視角。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該判斷單元另用來於該光源影響該使用者時，輸出一警示訊號。
如請求項1所述之反光偵測裝置，其中該第一預設值等於該第二預設值。
一種反光偵測方法，用於具有一顯示器之一電子裝置中，該反光偵測方法包含有：偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角，其中，該視角為該視線與該顯示器之一法線的夾角；以及於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光線之反射影響該使用者。
如請求項9所述之反光偵測方法，其中偵測該光源相對於該顯示器之該入射角之步驟，包含有：偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之複數個夾角的光通量，以產生複數個光通量偵測結果；以及根據該複數個光通量偵測結果，判斷該複數個光通量偵測結果中具有最大光通量之一光通量偵測結果所對應之一夾角為該入射角。
如請求項9所述之反光偵測方法，其另包含判斷該光源之強度，並於該光源之強度大於一第三預設值時，偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之該入射角。
如請求項9所述之反光偵測方法，其另包含判斷該光源之強度，該光源係複數個光源中具有最大強度之光源。
如請求項9所述之反光偵測方法，其中偵測該使用者相對於該顯示器之該視角之步驟，包含有：測量該使用者與該顯示器之一第一距離；擷取該使用者相對於該顯示器之一臉部影像；以及根據該第一距離及該臉部影像，判斷該使用者之視線相對於該顯示器之該視角。
如請求項13所述之反光偵測方法，其中根據該第一距離及該臉部影像，判斷該使用者相對於該顯示器之該視角之步驟，包含有：辨識該臉部影像中該使用者之雙眼；判斷該雙眼於該臉部影像中之一第二距離；判斷該雙眼之一水平線至該臉部影像之一水平中心線的一第三距離；以及根據該第一距離、該第二距離及該第三距離，判斷該視角。
如請求項9所述之反光偵測方法，其另包含於該光源影響該使用者時，輸出一警示訊號。
一種電子裝置，包含有：一運作電路；一顯示器，受控於該運作電路，用來顯示畫面；以及一反光偵測裝置，包含有：一光源夾角偵測模組，用來偵測一光源所發射之光線相對於該顯示器之一入射角；一視線夾角偵測模組，用來偵測一使用者之視線相對於該顯示器之一視角，其中，該視角為該視線與該顯示器之一法線的夾角；以及一判斷單元，用來於該入射角小於一第一預設值且該視角小於一第二預設值時，判斷該光線之反射影響該使用者。
如請求項16所述之電子裝置，其中該光源夾角偵測模組包含有：複數個光通量偵測器，用來偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之複數個夾角的光通量，以產生複數個光通量偵測結果；以及一邏輯單元，用來根據該複數個光通量偵測結果，判斷該複數個光通量偵測結果中具有最大光通量之一光通量偵測結果所對應之一夾角為該入射角。
如請求項16所述之電子裝置，其中該光源夾角偵測模組另用來判斷該光源之強度，並於該光源之強度大於一第三預設值時，偵測該光源所發射之光線相對於該顯示器之該入射角。
如請求項16所述之電子裝置，其中該光源夾角偵測模組另用來判斷該光源之強度，該光源係複數個光源中具有最大強度之光源。
如請求項16所述之電子裝置，其中該視線夾角偵測模組包含有：一測距單元，用來測量該使用者與該顯示器之一第一距離；一影像擷取單元，用來擷取該使用者相對於該顯示器之一臉部影像；以及一計算單元，用來根據該第一距離及該臉部影像，判斷該使用者之視線相對於該顯示器之該視角；其中該計算單元係辨識該臉部影像中該使用者之雙眼，判斷該雙眼於該臉部影像中之一第二距離，判斷該雙眼之一水平線至該臉部影像之一水平中心線的一第三距離，以及根據該第一距離、該第二距離及該第三距離，判斷該視角。