专利名称：光学感应装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种光学感应装置，特别是指一种具有高感应灵敏度的光学感应装置。
背景技术：
在日常生活中，为了掌握对象的倾斜角度或位移情况，通常会利用到各种感应器， 而且这些感应器通常包含水平位移感应功能、垂直位移感应功能或倾角感应功能。在实务 运用上，这些感应器通常会运用到许多感应技术，诸如光学感应技术、声波感应技术或电学 感应技术等。其中，由于光学感应技术具有感应速度快的优点，故逐渐被应用于制作高灵敏 度的感应用途。在此前提下，以下将列举两种较具代表性的现有光学感应技术加以具体说明。请 参阅图1至图3，图1为显示在一第一现有实施例的一光学感应装置中，第二壳体自第一壳 体分解后的立体示意图；图2为显示当图1中的第二壳体组合于第一壳体后，沿A-A视角的 剖视图；图3为显示在第一现有实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光学感应组件 间的相对位置关系。如图1与图2所示，一光学感应装置1包含一壳体10，且壳体10由一第一壳体11 与一第二壳体12组合而成。同时，光学感应装置1还包含一发光组件13、二组光学感应组 件14、14a与一遮蔽组件15。第一壳体11与一第二壳体12为彼此组合而在其内部形成一黑体条件空间BBSO ； 换以言之，壳体10内部是具有上述的黑体条件空间BBS0。在本说明书中，黑体条件空间是 泛指不受外界光线干扰的封闭空间。光学感应组件14与14a是设置在10壳体的第一壳体 11内的底部。遮蔽组件15可移动地设置在黑体条件空间BBS0，为一实体圆柱状结构，且该 实体圆柱状结构具有一第一半径R0。同时，遮蔽组件15具有二端面151与152。端面151 是与壳体10的第一壳体11相接触，端面152与壳体10的第二壳体12相接触；其中，端面 151与第一壳体11相接触的接触面积CAO为π · RO20在利用光学感应装置1感应一待感应对象(未显示)的倾角或位移时，可将光学 感应装置1设置于待感应对象，并可使发光组件13朝向黑体条件空间BBSO投射出一光束 LBO0光束LBO在黑体条件空间BBSO中，经由第一壳体11、第二壳体12或遮蔽组件15进行 多次反射，使黑体条件空间BBSO被光束LBO所照亮。如图3所示，当待感应对象沿一第一方向DO移动或扬升时，遮蔽组件15会受一惯 性力或重力作用，当惯性力或重力沿第一壳体11所在平面的分量大于遮蔽组件15的端面 151与第一壳体11间的摩擦力时，遮蔽组件15就会沿一与第一方向DO相反的第二方向DO’ 移动。当遮蔽组件15在黑体条件空间BBSO中移动到一遮蔽区域SRO时，光学感应组件 14被遮蔽组件15所遮蔽；此时，由于该另一遮蔽区域SR0’中，光学感应组件14a并未被遮 蔽组件15所遮蔽；因此，光学感应组件14a可以感应到光束LB0，并据以传出一感应信号。此外，当遮蔽组件15离开遮蔽区域SRO时，光学感应组件14就不会遮蔽组件15所遮蔽；此 时，光学感应组件14也可以感应到光束LB0，并据以传出感应信号。请参阅图4，其显示在一第二现有实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光学 感应组件间的相对位置关系。如图4所示，在第二现有实施例中，以另一光学感应装置Ia 取代上述的光学感应装置1。在光学感应装置Ia中，是以第一壳体Ila取代上述的第一壳 体11，并以另一与第一壳体Ila相配合的第二壳体(未显示)取代上述的第二壳体12。第 一壳体Ila与第二壳体为彼此组合而在其内部形成一黑体条件空间BBSaO。同时，光学感应 装置Ia还包含一发光组件13a、二组光学感应组件14b、14c与上述的遮蔽组件15，且光组 件13a、光学感应组件14b、14c与上述的遮蔽组件15间的相对位置关系如图4所示。由于 在第二现有实施例中，各组件的作用原理是与第一现有实施例相同或相似，以下则不再予 以赘述。举凡在所属技术领域中普通技术人员皆能理解，在以上所列举的现有技术中，由 于端面151与第一壳体11相接触的接触面积CAO为π · RO2 ；因此，在遮蔽组件15与第一 壳体11间会存在较大的摩擦力。在这样的情况下，当光学感应装置1设置于上述的待感应 对象，且待感应对象的位移加速度或倾角较小时，上述的惯性力或重力将无法克服遮蔽组 件15与第一壳体11间的摩擦力而使遮蔽组件15相对于第一壳体11移动。换以言之，光 学感应装置1将无法反应待感应对象的位移或倾角的微幅变化，亦即光学感应装置1对位 移或倾角变化的感应灵敏度将会变得较差。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题与目的有鉴于现有技术所提供的光学感应装置普遍存在对位移加速度或倾角变化的感 应灵敏度将会变得较差的问题；缘此，本发明的主要目的在于提供一种光学感应装置，其是 利用减少遮蔽组件与壳体间的接触面积以减小遮蔽组件与壳体间的摩擦力。本发明解决问题的技术手段本发明为解决现有技术的问题，所采用的技术手段是提供一种光学感应装置，该 光学感应装置包含一壳体、至少一发光组件、至少一光学感应组件与一遮蔽组件。壳体内部 具有一黑体条件空间，且发光组件是朝向黑体条件空间投射出一光束。光学感应组件为设 置在壳体，并邻接于黑体条件空间。遮蔽组件可移动地设置在该黑体条件空间中，并具有至 少一端面，且端面与壳体相接触，并且开设至少一凹槽。当遮蔽组件移动到黑体条件空间中 的至少一遮蔽区域时，光学感应组件被遮蔽组件所遮蔽；当遮蔽组件离开遮蔽区域时，光学 感应组件感应光束，据以传出一感应信号。在本发明较佳实施例中，发光组件可为一发光二极管(Light Emitting Diode ； LED)；光学感应组件可为光敏晶体管(Photo Transistor)或光二极管(PhotoDiode)；壳体 可由一第一壳体与一第二壳体所组合而成；遮蔽组件可为一实体圆柱结构；且凹槽可为一 柱状凹槽、一锥状凹槽、一杯状凹槽或一凹面凹槽。本发明对照现有技术的功效相较于现有技术所提供的光学感应装置，由于在本发明所提供的光学感应装置 中，是在遮蔽组件的至少一与壳体相接触的端面开设至少一凹槽；因此，可有效减少遮蔽组件与壳体间的接触面积，借以减小遮蔽组件与壳体间的摩擦力。更重要的是，由于遮蔽组件 与壳体间的摩擦力较小的缘故，故可大幅提升光学感应装置对位移或倾角变化的感应灵敏度。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为显示在一第一现有实施例的一光学感应装置中，第二壳体自第一壳体分解 后的立体示意图；图2为显示当图1中的第二壳体组合于第一壳体后，沿A-A视角的剖视图；图3为显示在第一现有实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光学感应组件 间的相对位置关系；图4为显示在一第二现有实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光学感应组 件间的相对位置关系；图5为显示在本发明第一实施例的光学感应装置中，第二壳体自第一壳体分解后 的立体示意图；图6为显示当图5中的第二壳体组合于第一壳体后，沿B-B视角的剖视图；图7为显示在本发明第一实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光学感应组 件间的相对位置关系；图8为显示本发明第二实施例的遮蔽组件结构示意图；图9为显示本发明第三实施例的遮蔽组件结构示意图；图10为显示本发明第四实施例的遮蔽组件结构示意图；图11为显示在本发明第五实施例的光学感应装置中，第二壳体与遮蔽组件自第 一壳体分解后的立体示意图；以及图12为显示在本发明第五实施例中，将遮蔽组件设示意图。
其中，附图标记
1～lc光学感应装置
10壳体
11 ～ 11c第一壳体
12第二壳体
13 ～13c发光组件
14～ 14h光学感应组件
15遮蔽组件
151、152端面
2光学感应装置
20壳体
21第一壳体
22第二壳体
23发光组件
24,24a光学感应组件
25 25c遮蔽组件
251 251c、252 252c端面
253,254柱状凹槽
253a、254a锥状凹槽
253b,254b杯状凹槽
253c、254c曲面凹槽
3光学感应装置
30壳体
31第一壳体
32第二壳体
33发光组件
34,34a光学感应组件
35遮蔽组件
LB0、LB1光束
BBS0、BBSa0黑体条件空间
BBSUBBS2黑体条件空间
SR0、SR0’遮蔽区域
SRI、SRI，遮蔽区域
CA0、CA1接触面积
R0第一半径
R1第二半径
具体实施例方式由于本发明所提供的光学感应装置可广泛运用于感应各种待感应对象的位移或 倾角，特别是应用于感应待感应对象的倾角，而且相关的组合实施方式更是不胜枚举，故在 此不再一一赘述，仅列举其中五个较佳实施例加以具体说明。请参阅图5至图7，图5为显示在本发明第一实施例的光学感应装置中，第二壳体 自第一壳体分解后的立体示意图；图6为显示当图5中的第二壳体组合于第一壳体后，沿 B-B视角的剖视图；图7为显示在本发明第一实施例中，发光组件、遮蔽组件、遮蔽区域与光 学感应组件间的相对位置关系。如图5与图6所示，一光学感应装置2包含一壳体20，且壳 体20是由一第一壳体21与一第二壳体22组合而成。同时，光学感应装置2还包含一发光 组件23、二组光学感应组件24、24a与一遮蔽组件25。第一壳体21与一第二壳体22为彼此组合而在其内部形成一黑体条件空间BBS1 ； 换以言之，壳体20内部是具有上述的黑体条件空间BBS1。光学感应组件24与24a是设置 在20壳体的第一壳体21内的底部，并且邻接于黑体条件空间BBS1。遮蔽组件25可移动 地设置在黑体条件空间BBS1，为一实体圆柱状结构，且该实体圆柱状结构具有与现有技术 所述的遮蔽组件15相同的第一半径R0。同时，遮蔽组件25具有二端面251与252。端面 251与壳体20的第一壳体21相接触，端面252与壳体20的第二壳体22相接触。此外，端面251开设一柱状凹槽253，端面252开设另一柱状凹槽254。在本实施例中，柱状凹槽253与254特别指圆柱状凹槽；发光组件23可为发光二 极管(Light Emitting Diode ；LED)；且光学感应组件24与24a可为光敏晶体管(Photo Transistor)或光二极管(Photo Diode)。由图5可知，端面251与第一壳体21相接触的区域为环状区域，且该环状区域的 外半径为上述的第一半径R0，该环状区域的内半径则为一小于第一半径R0的第二半径R1。 在此前提下，端面251与第一壳体21相接触的接触面积CA1为ji (R02-R12)。在利用光学感应装置2感应一待感应对象(未显示)的倾角或位移时，可将光学 感应装置2设置于待感应对象，并可使发光组件23朝向黑体条件空间BBS1投射出一光束 LB1。光束LB1在黑体条件空间BBS1中，经由第一壳体21、第二壳体22或遮蔽组件25进行 至少一次反射，使黑体条件空间BBS1被光束LB1所照亮。如图7所示，当待感应对象沿一第一方向D1移动或扬升时，遮蔽组件25会受一惯 性力或重力作用，当惯性力或重力沿第一壳体21所在平面的分量大于遮蔽组件25的端面 251与第一壳体21间的摩擦力时，遮蔽组件25就会沿一与第一方向D1相反的第二方向D1’ 移动。当遮蔽组件25在黑体条件空间BBS1中移动到一遮蔽区域SR1时，光学感应组件 24被遮蔽组件25所局部或完全遮蔽，据以传送出一弱感应信号。同时，由于该另一遮蔽区 域SR1，中，光学感应组件24a并未被遮蔽组件25所遮蔽；因此，光学感应组件24a可以感 应到光束LB1据以传出一感应信号，且感应信号可为一强感应信号，其是表示光学感应组 件24a感应到的光束LB1的强度比光学感应组件24感应到的光束LB1的强度为强。此外， 当遮蔽组件25离开遮蔽区域SR1时，光学感应组件24就不会遮蔽组件25所遮蔽；此时，光 学感应组件24也可以感应到光束LB1，并据以传送出强感应信号。在实际应用上，上述的强/弱感应信号不仅可以用来判断待感应对象的位移或倾 角，还可据以发送一控制信号来对待感应对象或其它系统进行回馈控制或其它一般性控 制，譬如可利用控制信号控制待感应对象的位移或倾角；抑或利用控制信号控制其它的 工作系统。请参阅图8，其为显示本发明第二实施例的遮蔽组件结构示意图。如图8所示，在 本发明第二实施例中，以另一遮蔽组件25a取代第一实施例中所述的遮蔽组件25。遮蔽组 件25a具有二端面251a与252a。与第一实施例中所述的遮蔽组件25不同的是，在端面 251a开设一锥状凹槽253a，端面252a开设另一锥状凹槽254a。在本实施例中，锥状凹槽 253a与254a为特别指圆锥状凹槽。请参阅图9，其为显示本发明第三实施例的遮蔽组件结构示意图。如图9所示，在 本发明第三实施例中，是以另一遮蔽组件25b取代第一实施例中所述的遮蔽组件25。遮蔽 组件25b具有二端面251b与252b。与第一实施例中所述的遮蔽组件25不同的是，在端面 251b开设一杯状凹槽253b，端面252b开设另一杯状凹槽254b。请参阅图10，其为显示本发明第四实施例的遮蔽组件结构示意图。如图10所示， 在本发明第四实施例中，以另一遮蔽组件25c取代第一实施例中所述的遮蔽组件25。遮蔽 组件25c具有二端面251c与252c。与第一实施例中所述的遮蔽组件25不同的是，在端面 251c开设一曲面凹槽253c，端面252c开设另一曲面凹槽254c。
请继续参阅图11与图12，图11为显示在本发明第五实施例的光学感应装置中，第 二壳体与遮蔽组件自第一壳体分解后的立体示意图；图12为显示在本发明第五实施例中， 将遮蔽组件设置于黑体条件空间后的立体示意图。如图11与图12所示，一光学感应装置3包含一壳体30，壳体30是由一第一壳体 31与一第二壳体32组合而成。同时，光学感应装置3还包含一发光组件33、三组光学感应 组件34、34a与一遮蔽组件35。光学感应装置3与上述光学感应装置2的主要不同处在于 壳体30具有一方形外观，且内部具有一近似菱形的黑体条件空间BBS2。除此之外，发光组 件33、光学感应组件34与34a是邻近于黑体条件空间BBS2的三个角落。除了以上差异之 外，在本发明第五实施例中，各组件的作用原理与本发明第一实施例相同或相似，以下则不 再予以赘述。举凡在所属技术领域中普通技术人员皆能理解，由于在上述本发明第一实施例 中，端面251与第一壳体21相接触的接触面积CA1为ji (R02-R12)；因此，相较于现有技 术中所述接触面积CA0为Ji R02，接触面积CA1明显较接触面积CA0小，致使遮蔽组件25 与第一壳体21间的摩擦力小于遮蔽组件15与第一壳体11间的摩擦力。如此一来，即便待 感应对象的位移或倾角较小，亦足以克服遮蔽组件25与第一壳体21间的摩擦力而使遮蔽 组件25相对于第一壳体21移动。换以言之，光学感应装置2将可有效反应待感应对象的 位移加速度或倾角的微幅变化，亦即光学感应装置2对位移或倾角变化的感应灵敏度将可 获得有效的提升。举凡在所属技术领域中普通技术人员更能理解，由于端面251与第一壳体21相接 触的接触面积CA1为ji (R02-R12)是于遮蔽组件25与第一壳体21间的摩擦力息息相关； 因此，在第一半径R0为一固定值时，可以借由调整第二半径R1而调整接触面积CA1，据以调 整光学感应装置2对位移或倾角变化的感应灵敏度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实体的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种光学感应装置，其特征在于，包含 一壳体，其内部具有一黑体条件空间；至少一发光组件，朝向该黑体条件空间投射出一光束； 至少一光学感应组件，设置在该壳体，并邻接于该黑体条件空间； 一遮蔽组件，能够移动地设置在该黑体条件空间中，并具有至少一端面，且该端面与该 壳体相接触，并且开设至少一凹槽；其中，当该遮蔽组件在该黑体条件空间中移动到至少一遮蔽区域时，该光学感应组件 被该遮蔽组件所遮蔽；当该遮蔽组件离开该遮蔽区域时，该光学感应组件感应该光束，据以 传出一感应信号。
2.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该光束在该黑体条件空间中先 经由该壳体至少反射一次后，再由该光学感应组件所感应。
3.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该光束在该黑体条件空间中先 经由该遮蔽组件至少反射一次后，再由该光学感应组件所感应。
4.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该感应信号为一强感应信号。
5.根据权利要求4所述的光学感应装置，其特征在于，当该光学感应组件被该遮蔽组 件所遮蔽时，传送出一弱感应信号。
6.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该凹槽为一柱状凹槽。
7.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该凹槽为一锥状凹槽。
8.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该凹槽为一杯状凹槽。
9.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该凹槽为一凹面凹槽。
10.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该发光组件为一发光二极管。
11.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该光学感应组件为一光敏晶体管。
12.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该光学感应组件为一光二极管。
13.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该壳体由一第一壳体与一第二 壳体组合而成。
14.根据权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于，该遮蔽组件为一实体圆柱结构。
全文摘要
一种光学感应装置包含一壳体、至少一发光组件、至少一光学感应组件与一遮蔽组件。壳体内部具有一黑体条件空间，且发光组件是朝向黑体条件空间投射出一光束。光学感应组件是设置在壳体，并邻接于黑体条件空间。遮蔽组件可移动地设置在该黑体条件空间中，并具有至少一端面，且端面与壳体相接触，并且开设至少一凹槽。当遮蔽组件移动到黑体条件空间中的至少一遮蔽区域时，光学感应组件被遮蔽组件所遮蔽；当遮蔽组件离开遮蔽区域时，光学感应组件感应光束，据以传出一感应信号。
文档编号G01C9/10GK101995238SQ20091016829
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者冯仲平 申请人:艾笛森光电股份有限公司