TWI425290B - 自動亮度調整系統及瞄準器 - Google Patents

Description

自動亮度調整系統及瞄準器

本發明係一種自動亮度調整系統，尤其是指一種可以應用在瞄準器上的自動亮度調整系統。

如圖1、2所示，為習知一種可裝設於槍枝上的瞄準器，該瞄準器包含一外筒1、一裝設於該外筒1前端的接物鏡單元2、一裝設於該外筒1後端的接目鏡單元3、一可調整放大倍率的變倍單元4、二可修正瞄準偏差的彈著補正單元5，及一瞄準單元6。該瞄準單元6具有一裝設於該變倍單元4的一內筒401後端的瞄準片61，及一光線供應裝置62。該瞄準片61具有一可供瞄準對正用的十字形部611，該光線供應裝置62具有一裝設於該外筒1後端上的固定座621、一裝設於該固定座621內的可變電阻622、一裝設於該固定座621內的電路板623、一裝設於該固定座621上的電池承座624、一裝設於該電池承座624內的電池625、一裝設於該電池承座624上的操作環626、一可封住該電池承座624的封蓋627、一裝設於該外筒1內且位於該瞄準片61後方的折射環628，及一裝設於該折射環628上的LED燈629。

當使用者欲在外界光線較強的環境境下，進行瞄準射擊時，藉由轉動該操作環626即可使該LED燈發光亮度提高，而，當該LED燈629的亮光經該折射環628折射至該瞄準片61的十字形部611上時，該十字形部611即可反射 亮光而成為一發亮的瞄準標記，如此，使用者即可在亮度較高的環境下，利用亮度較高的該十字形部611進行瞄準射擊。而在白天的狀態下進行瞄準射擊時，當瞄準的目標物由較暗的區域移動到較亮的區域時，則必須再調高瞄準標記的亮度，才能使瞄準標記明顯的顯示在瞄準窗上，讓使用者得以對準目標物，此時，使用者必須移開視線去調整該操作環626，以調整至適合的亮度大小，唯，原先已瞄準的目標物，可能在調整時，目標物移動而失去目標物的蹤跡，失去瞄準的機會，因此，手動的調整瞄準標記的亮度，會有以上的缺點。

有鑑於此，本發明的目的，即在改善手動調整瞄準標記的亮度無法即時提供因環境亮度變化而造成瞄準標記亮度不足的缺點，而提供一種可以依據環境亮度而自動調整的電路，依據該電路以控制調整瞄準標記的亮度大小。

本發明提供一種自動亮度控制系統，包括一感光單元，依據感測的光亮度，輸出一感測訊號、一充/放電路，耦接該感光單元，用以接收該感測訊號，並依據該感測訊號產生規則性變化週期之一電壓訊號、一比較單元，比較該電壓訊號與一閥值訊號，並且依據比較的結果，輸出一比較結果訊號、以及一光源模組，依據該比較結果訊號，調整發光亮度。

本發明另提供一種瞄準器，包括一自動亮度調整系統，依據感測的亮度而調整發光亮度、一電源裝置，提供 該自動亮度調整系統電源、以及一瞄準標記部，具有一瞄準標記，可反射由該自動亮度調整系統發出的光，使該瞄準標記發亮。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出數個實施例，並配合所附圖式作詳細說明。

請參閱圖3所示，係本發明自動亮度調整系統30方塊圖，包括一感光單元301、一充/放電路302、一比較單元303、以及一光源模組304。

如圖4所示為本發明實施例之電路圖。

該感光單元301，用以依據感測的光亮度，輸出一感測訊號SI，於本實施例中係一光感測器3011，具有集極耦接一電源VCC、以及射極，依據所感測的光亮度大小，由射極輸出對應的該感測訊號SI，其中該感測訊號SI為一電流訊號，當感測的亮度愈亮，則輸出的該電流訊號愈大，反之，則輸出的該電流訊號愈小。

該充/放電路302，耦接該感光單元301，用以接收由該感光單元301輸出之感測訊號SI，並依據該感測訊號SI產生一規則性變化週期之一電壓訊號SV。於本實施例中，該充/放電路係一RC電路，包括一第一電阻R1與一第一電容C1，該第一電阻耦接該光感測器3011之射極以及該第一電容C1，該第一電容另一端腳接地，因此該電流訊號通過該第一電阻R1後，開始在該第一電容C1儲存電荷， 藉而使該第一電容C1具有一預定時間內變化的該電壓訊號SV。在輸入的電流為定值下，改變該第一電阻R1與該第一電容C1的參數，便可以影響該預定時間的長度。同理，當在該第一電阻R1與該第一電容C1為定值下，輸入的電流大小，亦可以影響該預定時間的長度。其中，該預定時間即為該第一電容C1開始充電到飽和的時間。因此由該光感測器3011所接收到光亮度大小而對應輸出的電流訊號，則影響該第一電容C1開始充電到飽和的時間，舉例來說，當輸入的電流訊號愈大，則因為電流愈大，該第一電容C1到達飽和電壓就愈快，充電時間就短，反之，電流愈小，該第一電容C1到達飽和電壓就愈慢，充電時間就長。

該比較單元303，用以比較該電壓訊號SV大小，輸出一比較結果訊號SR，包括一比較電路3031、以及該閥值電壓電路3032，其中該比較電路3031依據輸入的該電壓訊號SV及由該閥值電壓電路輸出的該閥值電壓STH的比較結果輸出該比較結果訊號SR。在本實施例中，該比較電路3031係由一放大器OP、一第七電阻R7、以及一第一二極體D1所組成，其中該放大器OP具有一閥值輸入端(+)，耦接該閥值電壓電路3032以輸入該閥值訊號STH、一訊號輸入端(-)，耦接該充/放電路302的該第一電容C1，用以輸入該電壓訊號SV、以及一訊號輸出端(Vout)，用以輸出該比較器3031比較該閥值訊號STH與該電壓訊號SV的結果，而輸出該比較結果訊號SR。

該閥值電壓電路係由一第二電阻R2、一第三電阻R3與一第四電阻R4組成的一分壓電路，將該電源VCC分壓成該閥值訊號STH，其中該閥值訊號STH為一閥值電壓。

該光源模組304，包括一控制電路3041、以及一發光元件3042，其中該控制電路3041依據該比較結果訊號SR而驅動該發光元件3042導通或不導通的頻率，據以控制該發光元件3042的亮度。於本實施例中，該控制電路3041係由一PNP電晶體BJT及一第五電阻R5組成，其中該電晶體BJT之射極耦接該電源(VCC)、基極透過該第五電阻R5與該電壓輸出端(Vout)耦接、集極透過一第六電阻R6與該發光元件3042耦接。當該比較結果訊號SR輸入該電晶體BJT的高準位或是低準位，可以控制射極與基極二端是否導通或是開路。

該發光元件3042，於本實施例中係由一發光二極體LED及一第六電阻R6所組成。當該電晶體BJT的基極輸入的訊號為高準位時，射極與集極不導通，電源無法透過R6供應該發光二極體，因此該發光元件3042不發光；當該電晶體BJT的基極輸入訊號為低準位時，射極與集極導通，電源可以通過R6，因此該發光元件3042發光。

以下將說明比較本發明實施例在環境亮度較暗與較亮時，系統的動作情形。

當環境亮度較暗時，該光感測器對應感測的光亮度較低而輸出較小的電流訊號到該RC電路，當該電流訊號通過該第一電阻R1而產生一較小的電壓，以供該第一電容 C1充電，因電壓較小，所以該第一電容C1到達飽和需要較長的時間，如圖5-A所示，係圖示在環境亮度較暗時，該第一電容C1的電壓值變化，該T1為在環境亮度較低時，該第一電容C1的電壓訊號SV到達該第一電容C1的飽和電壓所需的時間，該曲線即表示為規則性變化週期的電壓訊號SV。

當環境亮度較暗時，該光感測器對應感測的光亮度較高而輸出較大的電流訊號到該RC電路，當該電流訊號通過該第一電阻R1而產生一較大的電壓，以供該第一電容C1充電，因電壓較大，所以該第一電容C1到達飽和需要較短的時間，如圖5-B所示，係圖示在環境亮度較亮時，該第一電容C1的電壓值變化，其中T1為在環境亮度較高時，該第一電容C1的電壓訊號SV到達該第一電容C1的飽和電壓所需的時間。

因此，該比較器3031的訊號輸入端輸入的電壓變化亦如同圖5-A及圖5-B所示，該比較器3031的閥值輸入端所輸入的該閥值電壓為一固定值，該比較器3031在較暗與較亮的環境下，該比較器3031輸入訊號輸入端與閥值輸入端與比較後的輸出結果會分別如圖6-A及圖6-B所示，圖6-A所示係該比較器3031在環境亮度較暗時的輸出結果；圖6-B所示係該比較器3031在環境亮度較亮時的輸出結果。當該比較器3031的電壓輸出端Vout輸出低準位時，該第一電容C1會因電路接地導通，而將儲存的電壓瞬間放電，所以放電後，該電壓訊號SV又低於該閥值電壓，又使該 比較器3031的電壓輸出端Vout輸出高準位，而使得該第一電容C1又開始充電，如此週而復始。因此當閥值電壓為固定時，在規則性變化週期較長的T1，該電壓訊號SV要超過該閥值電壓而使該比較器3031的電壓輸出端Vout輸出該低準位的週期亦較長，相反地，規則性變化週期較短的T2，該電壓訊號SV要超過該閥值電壓的時間亦相對較短，該比較器3031的電壓輸出端Vout輸出該低準位的週期亦較短。

該PNP電晶體在該比較器3031電壓輸出端Vout輸出高準位時不導通，使該LED熄滅，而在低準位時導通，使該LED發亮，所以由圖5-A及5-B所示可知，電壓輸出端Vout的準位變化，會造成該LED的明滅變化，但該準位的變化頻率極快，會因人眼視覺暫留的現像，在該PNP電晶體輸出為高準位時，所見的LED仍然是發光的狀態，但是，由該準位的變化頻率快與慢，將會造成LED的亮度大小變化。因此，在圖6-A所示之低準位的週期較長，所以該PNP電晶體導通的發生頻率較低，因此該LED的亮度會降低，反之，在圖6-B所示之低準位的週期較短，所以該PNP電晶體導通的發光頻率較高，因此該LED的亮度會增加。

本發明另一實施例，係應用本發明之瞄準器，包括一自動亮度調整系統30、一電源裝置701，提供該自動亮度調整系統30電源VCC、以及一瞄準標記部704，具有一瞄準標記7041，可由該自動亮度調整系統30發出的光，使 該瞄準標記7041發亮。

該自動亮度調整系統30更包括：一感光單元301，用以依據感測的光亮度，輸出一感測訊號SI；一充/放電路302，耦接該感光單元301，用以接收由該感光單元301輸出之感測訊號SI，並依據該感測訊號SI產生規則性變化週期之一電壓訊號SV；一比較單元303，更包括有：一閥值電壓電路3032、以及一比較器3031，其中該比較器3031耦接該充/放電路302與該閥值電壓電路3032，用以比較該電壓訊號SV與由該閥值電壓電路3032輸出的一閥值訊號STH，並且輸出一比較結果訊號SR；以及一光源模組304，更包括：一控制電路3041、以及一發光元件3042，其中該控制電路3041依據該比較結果訊號SR而驅動該發光元件3042導通或不導通的頻率，據以控制該發光元件3042的亮度。

該電源裝置701，係用以提供該自動亮度調整系統30電源VCC。

該瞄準標記部704，具有該瞄準標記7041，可反射由該自動亮度調整系統30發出的光，使該瞄準標記發亮，其中該瞄準標記7041可以是圓點或十字線。

如圖7所示，為應用本發明實施例之瞄準器示意圖，本實施例之該電源裝置701提供該自動亮度調整系統30中之電源VCC，其中該電源裝置可以是一電池。該感光單元301裝設於瞄準器內部光行進的路徑上，以感測環境光亮度，依據感測的亮度大小，而控制該光源模組304的發 光亮度。於本實施例中，該感光單元301係一光感測器702。於一實施例中，該感光單元301可以是任何感測光亮度而輸出對應訊號之裝置或元件。

該光源模組304於本實施例中係一發光二極體705，但不用以限制本發明。於一實施例中，該感光單元301亦可以裝設於瞄準器上任何環境光可通過的位置。

該充/放電路302與該比較單元303於本實施例中，係整合於一電路板703，裝設於該電源裝置701之下方，但不用以限制本發明，實際上，該電路板裝設之位置會因空間設計及元件位置的考慮，而可變化裝設於瞄準器的任何位置。

該瞄準標記部704於本實施例中係為一透明玻璃，該透明玻璃上的該瞄準標記7041係由蝕刻十字形狀所達成，當裝設該透明玻璃週邊的該發光二極體705發光時，該蝕刻的位置就會發亮，而使該瞄準標記7041發亮，其中該瞄準標記7041亦可以是圓點形狀。在另一實施例中，該瞄準標記7041係於該透明玻璃上鍍反射材質。

因此，當該光感測器702感測環境光入射的亮度變亮時，即代表環境亮度較亮時，該光感測器702輸出的訊號傳送到該電路板703上的該充/放電路302及該比較單元303進行對應動作，最後該比較結果訊號SR，控制該發光二極體705對應提高亮度，使得該瞄準標記更亮。相反地，當該光感測器702感測環境光入射的亮度較暗時，即代表環境亮度變暗時，該發光二極體705亦對應降低亮度，使 得該瞄準標記7041變暗，所以可以達到該瞄準標記部704之該瞄準標記7041亮度對應環境亮度而做即時的亮度調整。

本發明藉由該感光單元301所感測到的環境亮度大小，而產生對應的感測訊號SI，並利用充/放電路302在不同的感測訊號SI而有不同的充電時間，藉以使該比較器3031輸出相同比較結果訊號SR的頻率產生變化，而控制該光源模組304的明滅頻率，達到降低發光亮度或是提高發光亮度的結果。並且應用本發明的瞄準器，亦在瞄準目標時，隨著目標物移動到任何亮度的環境下，使用者不需要再自行調整亮度，瞄準器會自動依據環境的亮度而對應調整適當的瞄準標記亮度，使得使用者可以專心的在任何環境亮度變化下，提高鎖定目標的機會，不會再因需要調整亮度，而錯失瞄準的時機。

本發明雖以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

30‧‧‧自動亮度調整系統

301‧‧‧感光單元

302‧‧‧充/放電路

303‧‧‧比較單元

304‧‧‧光源模組

3031‧‧‧比較器

3032‧‧‧閥值電壓電路

3041‧‧‧控制電路

3042‧‧‧發光元件

SI‧‧‧感測訊號

SV‧‧‧電壓訊號

STH‧‧‧閥值訊號

SR‧‧‧比較結果訊號

701‧‧‧電源裝置

702‧‧‧光感測器

703‧‧‧電路板

704‧‧‧瞄準標記部

7041‧‧‧瞄準標記

705‧‧‧發光二極體

圖1為習知可裝設於槍枝上的瞄準器。

圖2為習知可裝設於槍枝上的瞄準器。

圖3係本發明實施例之自動亮度調整系統30方塊圖圖4為本發明實施例之電路圖。

圖5-A係在環境亮度較暗時，第一電容C1的電壓值變化。

圖5-B係在環境亮度較亮時，第一電容C1的電壓值變化。

圖6-A係本發明實施例之比較器在環境亮度較暗時的輸出結果。

圖6-B係本發明實施例之比較器在環境亮度較亮時的輸出結果。

圖7為本發明實施例之瞄準器示意圖。

30‧‧‧自動亮度調整系統

301‧‧‧感光單元

302‧‧‧充/放電路

303‧‧‧比較單元

304‧‧‧光源模組

3031‧‧‧比較器

3032‧‧‧閥值電壓電路

3041‧‧‧控制電路

3042‧‧‧發光元件

SI‧‧‧感測訊號

SV‧‧‧電壓訊號

STH‧‧‧閥值訊號

SR‧‧‧比較結果訊號

Claims (23)

1. 一種自動亮度調整系統，包括：一感光單元，依據感測的光亮度，輸出一感測訊號；一充/放電路，耦接該感光單元，用以接收該感測訊號，並依據該感測訊號產生規則性變化週期之一電壓訊號；一比較單元，比較該電壓訊號與一閥值訊號，並且依據比較的結果，輸出一比較結果訊號；以及一光源模組，依據該比較結果訊號，調整發光亮度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該比較單元更包括：一閥值電壓電路，用以產生該閥值訊號；以及一比較器，耦接該充/放電路與該閥值電壓電路，用以比較該電壓訊號與該閥值訊號，並且輸出該比較結果訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動亮度調整系統，其中該閥值電壓電路係一分壓電路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該光源模組，更包括：一控制電路；以及一發光元件；其中該控制電路依據該比較結果訊號而驅動該發光元件導通或不導通的頻率，據以控制該發光元件的亮度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自動亮度調整系統，其中該控制電路更包括一電晶體。
6. 如申請專利範圍第4項所述之自動亮度調整系統，其中該發光元件為一LED元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該感光單元包括一光感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該感測訊號為一電流訊號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該充/放電路係一RC電路，包括一第一電阻及一第一電容，該第一電容對應該感測訊號通過該第一電阻，產生充電時間變化，而對應產生規則性變化週期之該電壓訊號。
10. 如申請專利範圍第1或9項所述之自動亮度調整系統，其中該電壓訊號為該第一電容的電壓值。
11. 如申請專利範圍第1項所述之自動亮度調整系統，其中該比較結果訊號為一高準位電壓或一低準位電壓。
12. 一種瞄準器，包括：一種自動亮度調整系統，依據感測的亮度而調整發光亮度；一電源裝置，提供該自動亮度調整系統電源；以及一瞄準標記部，具有一瞄準標記，可由該自動亮度調整系統發出的光，使該瞄準標記發亮；該自動亮度調整系統包括：一感光單元，依據感測的光亮度，輸出一感測訊號；一充/放電路，耦接該感光單元，用以接收該感測訊號，並依據該感測訊號產生規則性變化週期之一電壓訊號； 一比較單元，比較該電壓訊號與一閥值訊號，並且依據比較的結果，輸出一比較結果訊號；以及一光源模組，依據該比較結果訊號，調整發光亮度。
13. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該比較單元更包括：一閥值電壓電路，用以產生該閥值訊號；以及一比較器，耦接該充/放電路與該閥值電壓電路，用以比較該電壓訊號與該閥值訊號，並且輸出該比較結果訊號。
14. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該光源模組，更包括：一控制電路；以及一發光元件，其中該控制電路依據該比較結果訊號而驅動該發光元件導通或不導通的頻率，據以控制該發光元件的亮度。
15. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該充/放電路係一RC電路，包括一第一電阻及一第一電容，該第一電容對應該感測訊號通過該第一電阻，產生充電時間變化，而對應產生規則性變化週期之該電壓訊號。
16. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該瞄準標記係一圓點或一十字線。
17. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該感光單元係裝設於瞄準器內部光行進的路徑上。
18. 如申請專利範圍第14項所述之瞄準器，其中該發 光元件為一LED元件。
19. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該感光單元包括一光感測器。
20. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該充/放電路與該比較單元係整合於一電路板。
21. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該瞄準標記部係一透明玻璃，並蝕刻該瞄準標記。
22. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該瞄準標記係由反射材質所構成。
23. 如申請專利範圍第12項所述之瞄準器，其中該光源模組係裝設於該瞄準標記部週邊。