专利名称：转子式光学感应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种光学感应装置，特别是指一种转子式光学感应装置。
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。在利用现有技术所制作出的光学感应装置中，多半在一壳体中围构出一黑体条件 空间，并在黑体环境空间中设置一发光组件、一遮蔽组件与至少一光学感应组件，藉以在进 行光学感应时，不至于受到光害或环境光线的干扰而影响到感应精确性。发光组件投射出一光束。遮蔽组件为一种移动式遮蔽组件，并且可移动地设置在 上述的黑体条件空间，藉以在光学感应装置移动或倾斜时，受到重力或惯性力的作用而移 动，并且改变遮蔽组件与发光组件以及光学感应组件之间的相对位置。由于在遮蔽组件与发光组件以及光学感应组件之间的相对位置改变时，会改变光 束的反射角度与行进路径，使光学感应组件感应到光束的强度也随之改变，据以判断并计 算出与水平位移、垂直位移或倾角等相关的参数。然而，这种光学感应技术却一直存在一个几乎难以避免的问题。这个问题就是在 遮蔽组件移动时，往往会与壳体产生碰撞，因而产生吵杂的噪音。在噪音的影响下，往往容 易令使用者无法分辨噪音究竟是代表遮蔽组件与壳体间的正常碰撞，还是意味着光学感应 装置内部发生了零件松脱的异常现象，因而造成使用上或保养维修上的重大困扰。
发明内容本实用新型所欲解决的技术问题与目的有鉴于在现有技术所提供的光学感应装置中，普遍存在噪音对使用上或保养维修 上所造成的重大困扰；缘此，本实用新型的主要目的在于提供一种光学感应装置，其在光学 感应装置的黑体条件空间中以一转子式遮蔽组件取代现有的移动式遮蔽组件，藉以在光学 感应装置因扬升或沉降而产生倾斜时，利用重力作用所产生变化，使转子式遮蔽组件旋转 到不同的方位，藉以感应光学感应装置的倾斜方位。本实用新型解决问题的技术手段本实用新型为解决习知技术的问题，提供一种转子式光学感应装置，包含一电路 板；一壳体，与该电路板围构出一黑体条件空间，该黑体条件空间包含一发光腔室、一遮光 腔室与至少一光学感应腔室，该遮光腔室分别连通该发光腔室与该光学感应腔室；至少一 发光组件，设置于该发光腔室，并且投射出一光束；一转子式遮蔽组件，具有一几何中心与 一偏离于该几何中心的重量中心，并且可转动地限设于该遮光腔室；以及至少一光学感应
3组件，设置于该光学感应腔室，感应该光束，并据以传送出一感应信号。转子式光学感应装置还包含一抗静电组件，该抗静电组件设置于该遮光腔室，藉 以将该转子式遮蔽组件转动时所产生的一静电电力导通接地。该转子式遮蔽组件包含一第一重量部与一第二重量部，该第一重量部的重量大于 该第二重量部。该重量中心位于该第一重量部。该第一重量部具有一第一遮光面，该第二重量部具有一第二遮光面，该第一遮光 面的面积大于该第二遮光面的面积。该第一重量部的比重大于该第二重量部的比重。该第一重量部的体积大于该第二重量部的体积。该第一重量部与该第二重量部之间具有一自该第一重量部朝向该第二重量部倾 降的倾降面。该倾降面为一线性斜面、一凹面与一凸面中的至少其中之一。发光组件可为一 发光二极管(Light Emitting Diode ;LED)，且光学感应组件可为一光敏晶体管(Photo Transistor)或为一光二极管(Photo Diode)。转子式遮蔽组件的体积约略等于遮光腔室的容积，使转子式遮蔽组件只能在遮光 腔室中转动。本实用新型对照先前技术的功效相较于现有技术所提供的光学感应装置，由于在本实用新型所提供的光学感应装 置中，以转子式遮蔽组件取代现有的移动式遮蔽组件；因此，可以利用转子式遮蔽组件的旋 转来感应光学感应装置的倾斜方位，藉以解决在现有技术中因为遮蔽组件与壳体产生碰撞 所造成的噪音问题，进而有效消除现有技术中，噪音问题对使用上或保养维修上所造成的 重大困扰。本实用新型所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附图作进一步的说明。
图1为在本实用新型第一实施例的光学感应装置的外观立体图；图2为当图1中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图3为本实用新型第一实施例的壳体的示意图；图4为本实用新型第一实施例的转子式遮蔽组件示意图；图5为本实用新型第一实施例的工作原理示意图；图6为本实用新型第二实施例的转子式遮蔽组件的外观立体图；图7为本实用新型第三实施例的转子式遮蔽组件的侧视图；图8为本实用新型第四实施例的转子式遮蔽组件的侧视图；以及图9为本实用新型第五实施例的转子式遮蔽组件的侧视图。其中，附图标记1光学感应装置11 壳体111发光腔室112遮光腔室[0036]113、114光学感应腔室115抗静电组件12 电路板121抗静电组件122接地电路13发光组件14 14d转子式遮蔽组件141 141d 第一重量部142 142d 第二重量部143 143d 第一遮光面144 144a 第二遮光面145 147 倾降面15、16光学感应组件LBl 光束Il 投射方向13、14 旋转方向12 扬升方位15沉降方位GCl GC5 几何中心WCl WC5 重量中心OD 偏心距
具体实施方式
由于本实用新型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倾 斜方位，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1至图5，图1为在本实用新型第一实施例的光学感应装置的外观立体 图；图2为当图1中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图3为本实用新型第一实施例 的壳体的示意图；图4为本实用新型第一实施例的转子式遮蔽组件示意图；图5为本实用 新型第一实施例的工作原理示意图。如图1至图5所示，一光学感应装置1包含一壳体11、一电路板12、一发光组件 13、一转子式遮蔽组件14以及两个光学感应组件15与16。壳体11与电路板12围构出一 黑体条件空间。黑体条件空间包含一发光腔室111、一遮光腔室112以及两个光学感应腔室 113与114。遮光腔室112分别连通发光腔室111以及光学感应腔室113与114，且遮光腔 室112还设置有一抗静电组件115。同时，抗静电组件115可为一局部或完全涂布于遮光腔 室112内壁的抗静电涂层(Anti-Static Coating)。电路板12上设置另一抗静电组件121与一接地电路122，且上述的抗静电组件 115与121分别电性连接于接地电路122，使抗静电组件115与121得以藉由接地电路122 而保持接地的状态。同时，抗静电组件121设置于对应于遮光腔室112的电路板12位置，并且可为一抗静电电路或为一抗静电层。亦即，当抗静电组件115为一抗静电涂层时，抗静 电组件115亦可自遮光腔室112向外延伸至与电路板12的接地电路122接触。发光组件 13设置于发光腔室111，并可为一发光二极管(Light Emitting Diode ;LED)。转子式遮蔽 组件14可转动地限设于遮光腔室112，换言之，转子式遮蔽组件14被限制于只能在遮光腔 室112中转动。在本实用新型较佳实施例中，较佳者，转子式遮蔽组件14的体积约略等于 遮光腔室112的容积，使转子式遮蔽组件14只能在遮光腔室112中转动。转子式遮蔽组件14具有一几何中心GCl与一偏离于几何中心GCl的重量中心 WC1，且几何中心GCl与重量中心WCl相距一偏心距(Offset Distance)0D。转子式遮蔽组 件14包含一第一重量部141与一第二重量部142，第一重量部141的重量、比重或体积中 大于第二重量部142的重量、比重或体积，且重量中心WCl位于第一重量部141。同时，第 一重量部141具有一第一遮光面143，第二重量部142具有一第二遮光面144，且第一遮光 面143的面积大于第二遮光面144的面积。较佳者，在转子式遮蔽组件14设置于遮光腔室 112后，在高度上，第一遮光面143几乎完全涵盖壳体11与电路板12之间的间隙，第二遮光 面144则只有涵盖壳体11与电路板12之间的部份间隙。当转子式遮蔽组件14在遮光腔室112中转动时，随时与抗静电组件115与121当 中的至少一者保持接触。光学感应组件15与16分别设置在光学感应腔室113与114，并且 可为光敏晶体管(Photo Transistor)或光二极管(PhotoDiode)。虽然在本实施例中，抗静 电组件115与121皆须电性连结于接地电路122 ；然而，在实务运用上，只要抗静电组件115 与121本身具有足够的静电吸收能力或减少静电电力产生的能力，亦可不必藉由电性连结 于接地电路122的方式来发挥抗静电的功效。一待感应对象(未显示)可为一电子装置，如数字相机、个人数字助理(PDA)或移 动电话等。在利用光学感应装置1来感应该待感应对象的倾斜方位，可藉由内置或外接的 方式将光学感应装置1设置于该待感应对象，并使发光组件13沿一投射方向Il朝向发光 腔室111投射出一光束LB1。此时，沿投射方向Il行进的光束LBl会被投射至位于遮光腔 室112的转子式遮蔽组件14，并经由转子式遮蔽组件14与壳体11的内壁面中的至少一者， 至少反射一次而使上述的黑体条件空间被光束LBl所照亮，进而使光束LBl被光学感应组 件15与16所感应。如图5所示，当待感应物件沿一扬升方位12扬升时，会使光学感应装置1的扬升 方位12扬升而倾斜，使转子式遮蔽组件14受一重力作用，当偏心距OD与重力沿电路板12 所在平面的分量的外积(Product)所得的旋转力矩(Rotation Torque)大于转子式遮蔽组 件14与电路板12或遮光腔室112间的摩擦力所提供的阻抗力矩(Resistance Torque)时， 转子式遮蔽组件14就会沿一旋转方向13或另一旋转方向14旋转，使重量中心WCl位于几 何中心GCl的一沉降方位15，且扬升方位12与沉降方位15系彼此反向，藉此可形成一遮蔽 条件。在此遮蔽条件下，第一遮光面143会遮住光学感应腔室113与遮光腔室112间的连 通口，使位于光学感应腔室113的光学感应组件15几乎无法感应到光束LBl。反之，第二遮 光面144只会部分遮住光学感应腔室114与遮光腔室112间的连通口，使位于光学感应腔 室114的光学感应组件16所感应到的光束LBl具有较大的光学强度，并可使光学感应组件 16依据上述的遮蔽条件传送出一感应信号，藉以感应该待感应物件的倾斜方位。相似地，当待感应对象沿沉降方位15沉降时，会使光学感应装置1的沉降方位15沉降而倾斜，使转子式遮蔽组件14受一重力作用，当偏心距OD与重力沿电路板12所在平 面的分量的外积(Product)所得的旋转力矩(RotationTorque)大于转子式遮蔽组件14与 电路板12或遮光腔室112间的摩擦力所提供的阻抗力矩(Resistance Torque)时，转子式 遮蔽组件14就会沿旋转方向13或14旋转，使重量中心WCl位于几何中心GCl的沉降方位 15，藉此亦可形成上述的遮蔽条件。请参阅图6，其为本实用新型第二实施例的转子式遮蔽组件的外观立体图。在本 实用新型第二实施例中，以另一转子式遮蔽组件14a取代第一实施例中的转子式遮蔽组件 14。转子式遮蔽组件14a具有一几何中心GC2与一偏离于几何中心GC2的重量中心WC2。 转子式遮蔽组件14a包含一第一重量部141a与一第二重量部142a，且第一重量部141a的 重量、比重或体积大于第二重量部142a的重量、比重或体积。同时，第一重量部141a具有 一第一遮光面143a，第二重量部142a具有一第二遮光面144a，且第一遮光面143a的面积 大于第二遮光面144a的面积。较佳者，在转子式遮蔽组件14a设置于遮光腔室112后，在 高度上，第一遮光面143a几乎完全涵盖壳体11与电路板12之间的间隙，第二遮光面144a 则只有涵盖壳体11与电路板12之间的部份间隙。请参阅图7，其为本实用新型第三实施例的转子式遮蔽组件的侧视图。在本实用新 型第三实施例中，以另一转子式遮蔽组件14b取代第一实施例中的转子式遮蔽组件14。转 子式遮蔽组件14b具有一几何中心GC3与一偏离于几何中心GC3的重量中心WC3。转子式 遮蔽组件14b包含一第一重量部141b与一第二重量部142b，且第一重量部141b的重量、比 重或体积大于第二重量部142b的重量、比重或体积。同时，第一重量部141b具有一第一遮 光面143b。第一重量部141b与第二重量部142b之间具有一自第一重量部141b朝向第二 重量部142b倾降的倾降面145，且倾降面145为一线性斜面。请参阅图8，其为本实用新型第四实施例的转子式遮蔽组件的侧视图。在本实用新 型第四实施例中，以另一转子式遮蔽组件14c取代第一实施例中的转子式遮蔽组件14。转 子式遮蔽组件14c具有一几何中心GC4与一偏离于几何中心GC4的重量中心WC4。转子式 遮蔽组件14c包含一第一重量部141c与一第二重量部142c，且第一重量部141c的重量、比 重或体积大于第二重量部142c的重量、比重或体积。同时，第一重量部141c具有一第一遮 光面143c。第一重量部141c与第二重量部142c之间具有一自第一重量部141c朝向第二 重量部142c倾降的倾降面146，且倾降面146为一凹面。请参阅图9，其为本实用新型第五实施例的转子式遮蔽组件的侧视图。在本实用新 型第五实施例中，以另一转子式遮蔽组件14d取代第一实施例中的转子式遮蔽组件14。转 子式遮蔽组件14d具有一几何中心GC5与一偏离于几何中心GC5的重量中心WC5。转子式 遮蔽组件14d包含一第一重量部141d与一第二重量部142d，且第一重量部141d的重量、比 重或体积大于第二重量部142d的重量、比重或体积。同时，第一重量部141d具有一第一遮 光面143d。第一重量部141d与第二重量部142d之间具有一自第一重量部141d朝向第二 重量部142d倾降的倾降面147，且倾降面147为一凸面。在阅读第三实施例至第五实施例以及图7至图9后，相信举凡在所属技术领域的 技术人员应该不难理解，倾降面可为一线性斜面、一凹面、一凸面或其组合。在转子式遮蔽 组件的底面面积与高度皆相同时，当倾降面为一凹面时，几何中心与重量中心间的偏心距 较倾降面为一线性斜面者为大；当倾降面为一凸面时，几何中心与重量中心间的偏心距较
7倾降面为一线性斜面者为小。因此，藉由几何构造的设计，可有效控制偏心距的大小，进而 控制光学感应装置的感应灵敏度。在阅读本实用新型所公开的技术后，相信举凡在所属技术领域的技术人员应该更 容易理解，以本实用新型第一实施例为例，相较于现有技术所提供的光学感应装置，由于在 本实用新型所提供的光学感应装置1中，以转子式遮蔽组件14取代现有的移动式遮蔽组 件；因此，可以利用转子式遮蔽组件14的旋转来感应光学感应装置的倾斜方位，藉以解决 在现有技术中因为遮蔽组件与壳体产生碰撞所造成的噪音问题，进而有效消除现有技术 中，噪音问题对使用上或保养维修上所造成的重大困扰。藉由上述的本实用新型实施例可知，本实用新型确具产业上的利用价值。以上的 实施例说明，仅为本实用新型的较佳实施例说明，举凡所属技术领域的技术人员当可依据 本实用新型的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化。然而这些依据本实用新型实施 例所作的种种改良及变化，当仍属于本实用新型的发明精神及界定的专利范围内。
权利要求一种转子式光学感应装置，其特征在于，包含一电路板；一壳体，与该电路板围构出一黑体条件空间，该黑体条件空间包含一发光腔室、一遮光腔室与至少一光学感应腔室，该遮光腔室分别连通该发光腔室与该光学感应腔室；至少一发光组件，设置于该发光腔室，并且投射出一光束；一转子式遮蔽组件，具有一几何中心与一偏离于该几何中心的重量中心，并且可转动地限设于该遮光腔室；以及至少一光学感应组件，设置于该光学感应腔室，感应该光束，并据以传送出一感应信号。
2.如权利要求1所述的转子式光学感应装置，其特征在于，还包含一抗静电组件，该抗 静电组件设置于该遮光腔室，藉以将该转子式遮蔽组件转动时所产生的一静电电力导通接 地。
3.如权利要求1所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该转子式遮蔽组件包含一 第一重量部与一第二重量部，该第一重量部的重量大于该第二重量部。
4.如权利要求3所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该重量中心位于该第一重 量部。
5.如权利要求3所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该第一重量部具有一第一 遮光面，该第二重量部具有一第二遮光面，该第一遮光面的面积大于该第二遮光面的面积。
6.如权利要求3所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该第一重量部的比重大于 该第二重量部的比重。
7.如权利要求3所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该第一重量部的体积大于 该第二重量部的体积。
8.如权利要求3所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该第一重量部与该第二重 量部之间具有一自该第一重量部朝向该第二重量部倾降的倾降面。
9.如权利要求8所述的转子式光学感应装置，其特征在于，该倾降面为一线性斜面、一 凹面与一凸面中的至少其中之一。
专利摘要本实用新型公开了一种转子式光学感应装置，包含一壳体、至少一发光组件、一转子式遮蔽组件与至少一光学感应组件。壳体内部具有一黑体条件空间，并且包含一发光腔室、一遮光腔室与至少一光学感应腔室。发光组件投射出一光束。转子式遮蔽组件具有一几何中心与一偏离于几何中心的重量中心，并可转动地限设于该遮光腔室。当光学感应装置的一扬升方位扬升或一沉降方位沉降时，该转子式遮蔽组件以该几何中心转动，使重量中心位于几何中心的沉降方位。光学感应组件设置于光学感应腔室，感应该光束，并据以传送出一感应信号。本实用新型利用转子式遮蔽组件的旋转来感应光学感应装置的倾斜方位，以解决遮蔽组件与壳体产生碰撞所造成的噪音问题。
文档编号G01B11/02GK201622069SQ201020136650
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者冯仲平, 孙宗鼎, 陈鹏宇 申请人:艾笛森光电股份有限公司