专利名称：具有抗静电元件的光学感应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学感应装置，特别是指一种具有抗静电元件的光学感应装置。
背景技术：
在日常生活中，为了掌握物件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，因此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，多半为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元件、一遮蔽元件与至少一光学感应元件，借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。发光元件投射出一光束。遮蔽元件通常可移动地设置在上述的黑体条件空间，借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，并且改变遮蔽元件与发光元件以及光学感应元件之间的相对位置。由于在遮蔽元件与发光元件以及光学感应元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，使光学感应元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元件移动时会产生一静电电力，在静电电力的影响下，光学感应装置的感应精确性也会受到一定程度的影响。在此前提下，本申请发明人深感有必要研发出一种新的光学感应技术，借以减轻或杜绝静电电力对感应精确度所造成的不良影响。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题与目的鉴于在公知技术所提供的光学感应装置中，普遍存在静电对感应精确度造成不良影响的问题；因此，本发明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容易产生静电电力的位置，设置至少一抗静电元件，借以将静电电力迅速导引至黑体条件空间之外。本发明解决问题的技术手段本发明为解决公知技术的问题，所采用的技术手段提供一种具有抗静电元件的光学感应装置，该光学感应装置包含一壳体、至少一发光元件、一遮蔽元件、至少一抗静电元件与至少一光学感应元件。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。发光元件朝向发光腔室投射出一光束。遮蔽元件可移动地限设于该遮光腔室所围构的活动区域，并且在移动时产生一静电电力。抗静电元件设置于遮光腔室所围构的活动区域，借以将静电电力导通接地。光学感应元件设置于光学感应腔室，并且感应光束，据以传出一感应信号。
在本发明较佳实施例中，光学感应装置更包含一电路板，且电路板与壳体围构出上述的黑体条件空间。抗静电元件可为一设置于电路板的抗静电电路或抗静电层，或为一设置于遮光腔室的抗静电涂层(Anti-static Coating)。较佳者，抗静电涂层可利用一蒸镀工艺、一溅镀工艺或一喷涂工艺所制成。发光元件可为一发光二极管(Light Emitting Diode ；LED)，且光学感应元件可为一光晶体管(Photo Transistor)或为一光二极管(Photo Diode)。本发明对照现有技术的功效相较于公知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，在遮蔽元件的活动区域设置抗静电元件；因此，可以在遮蔽元件在其活动区域中移动到任何位置时，都能随时将移动时所产生的静电电力经抗静电元件而导通接地，借以有效减轻或杜绝静电电力对感应精确度所造成的不良影响，进而提升光学感应装置对位移或倾角变化的感应精确度。本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
图1为显示在本发明第一实施例的光学感应装置的外观立体图；图2为显示当图1中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图3为显示本发明第一实施例的壳体的示意图；图4为显示本发明第一实施例的工作原理示意图；图5为显示在本发明第二实施例的光学感应装置的外观立体图；图6为显示当图5中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图7为显示本发明第二实施例的壳体的示意图；图8为显示本发明第二实施例的光束投射方向示意图；以及图9为显示本发明第二实施例对外部物件的位置进行感应的工作示意图。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113、114光学感应腔室115 抗静电元件12电路板121 抗静电元件122接地电路13发光元件14遮蔽元件15、16 光学感应元件2光学感应装置21壳体211外部感应孔212 光束投射孔213发光腔室214 遮光腔室215,216光学感应腔室217 抗静电元件22电路板221 抗静电元件23发光元件222接地电路24遮蔽元件25、26 光学感应元件
27外部光学感应元件100外部物件LBl LB2光束LB3外部感应光束Il 13 投射方向14反射方向AR1、AR2 活动区域
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物件的位移或倾角，特别是应用于感应待感应物件的倾角，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，仅列举其中两个较佳实施例加以具体说明。请参阅图1至图4，图1为显示在本发明第一实施例的光学感应装置的外观立体图；图2为显示当图1中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图3为显示本发明第一实施例的壳体的示意图；图4为显示本发明第一实施例的工作原理示意图。如图1至图4所示，一光学感应装置1包含一壳体11、一电路板12、一发光元件 13、一遮蔽元件14以及二个光学感应元件15与16。壳体11为与电路板12围构出一黑体条件空间。如图3所示，黑体条件空间包含一发光腔室111、一遮光腔室112以及二个光学感应腔室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更设置有一抗静电元件115。同时，抗静电元件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上设置另一抗静电元件121与一接地电路122，且上述的抗静电元件 115与121分别电性连接于接地电路122，使抗静电元件115与121得以通过接地电路122 而保持接地的状态。同时，抗静电元件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，当抗静电元件115为一抗静电涂层时，抗静电元件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。发光元件13设置于发光腔室111，并可为一发光二极管(Light EmittingDiode ； LED)。遮蔽元件14可移动地限设于遮光腔室112所围构出的一活动区域AR1，换言之，遮蔽元件14被限制在只能在遮光腔室112所围构出的活动区域ARl中移动。更重要的是， 当遮蔽元件14在遮光腔室112所围构出的活动区域ARl中移动时，随时与抗静电元件115 与121当中的至少一个保持接触。光学感应元件15与16分别设置在光学感应腔室113与 114，并且可为光晶体管(Photo Transistor)或光二极管(Photo Diode)。较佳者，上述的抗静电涂层利用一蒸镀工艺、一溅镀工艺或一喷涂工艺所制成，而抗静电电路与抗静电层为导电材质，而该导电材质选自于金属、金属合金、金属氧化物以及非金属材料其中之一以及其组合所制成，其中，该非金属材料为具有足够导电度的材料，例如石墨、导电的陶瓷材料、或导电的聚合材料。虽然在本实施例中，光学感应装置1包含二个设置于遮光腔室112的抗静电元件115与121 ；然而，在实务运用上，即便只在遮光腔室 112中设置抗静电元件115与121当中的一个，亦可实现本发明所公开的技术。此外，虽然在本实施例中，抗静电元件115与121皆须电性连结于接地电路122 ；然而，在实务运用上， 只要抗静电元件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，亦可不必通过 电性连结于接地电路122的方式来发挥抗静电的功效。如图4所示，一待感应物件(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来感应该待感应物件的倾角或位移时，可通过内建或外接的方式将光学感应装置1设置于该待感应物件，并使发光元件13沿一投射方向11朝向发光腔室111投射出一光束LB1。此时，沿投射方向11行进的光束LB1会被投射至位于遮光腔室的遮蔽元件14，并经遮蔽元件14与壳体11的内壁面中的至少一个，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被光学感应元件15 与16所感应。
当待感应物件沿一第一方向移动或扬升时，遮蔽元件14就会受一惯性力或重力作用，当惯性力或重力沿电路板12所在平面的分量大于遮蔽元件14与电路板12间的摩擦力时，位于活动区域ARl中的遮蔽元件14就会沿一与第一方向相反的第二方向移动，并且摩擦产生一静电电力。此时，静电电力会迅速经抗静电元件115与121当中的至少一个传递至接地电路122，借以被导通接地。随着待感应物件的移动或倾斜，遮蔽元件14会改变其在活动区域ARl中的相对位置，致使光束LBl的反射角度与行进路径随着遮蔽元件14在活动区域ARl中的相对位置而改变。随着光束LBl的反射角度与行进路径的改变，会致使光学感应元件15与16感应到光束LBl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， 进而依据相关的参数传送出一感应信号。请参阅图5至图9，图5为显示在本发明第二实施例的光学感应装置的外观立体图；图6为显示当图5中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图7为显示本发明第二实施例的壳体的示意图；图8为显示本发明第二实施例的光束投射方向示意图；图9为显示本发明第二实施例对外部物件的位置进行感应的工作示意图。如图5至图9所示，一光学感应装置2包含一壳体21、一电路板22、一发光元件 23、一遮蔽元件24、二个光学感应元件25与26以及一外部光学感应元件27。壳体21与电路板22围构出一黑体条件空间。壳体21开设一外部感应孔211与一光束投射孔212。黑体条件空间包含一发光腔室213、一遮光腔室214以及二个光学感应腔室215与216，且遮光腔室214分别连通发光腔室213以及光学感应腔室215与216。上述的光束投射孔212 自发光腔室213朝向壳体21外开设，且遮光腔室214更设置有一抗静电元件217。同时，抗静电元件217可为一局部或完全涂布于遮光腔室214内壁的抗静电涂层。电路板22上设置另一抗静电元件221与一接地电路222，且上述的抗静电元件 217与221分别电性连接于接地电路222，使抗静电元件217与221得以通过接地电路222 而保持接地的状态。同时，抗静电元件221设置于对应于遮光腔室214的电路板22位置， 并且可为一抗静电电路或为一抗静电层。亦即，当抗静电元件217为一抗静电涂层时，抗静电元件217亦可自遮光腔室214向外延伸至与电路板22的接地电路222接触。发光元件23设置于发光腔室213中对应于光束投射孔212的位置，并且可为一发光二极管(Light Emitting Diode ;LED)。遮蔽元件24可移动地限设于遮光腔室214所围构出的一活动区域AR2，换言之，遮蔽元件24被限制在只能在遮光腔室214所围构出的活动区域AR2中移动。更重要的是，当遮蔽元件24在遮光腔室214所围构出的活动区域AR2 中移动时，随时与抗静电元件217与221当中的至少一个保持接触。光学感应元件25与26 以及外部光学感应元件27分别设置在光学感应腔室215、216与外部感应孔211，并且可为光晶体管(Photo Transistor)或光二极管(Photo Diode)。其中，光学感应元件27通过外部感应孔211而可以感应来自于光学感应装置2外部的光束或光线。较佳者，上述的抗静电涂层利用一蒸镀工艺、一溅镀工艺或一喷涂工艺所制成，而抗静电电路与抗静电层为导电材质，而该导电材质选自于金属、金属合金、金属氧化物以及非金属材料其中之一以及其组合所制成，其中，该非金属材料为具有足够导电度的材料，例如石墨、导电的陶瓷材料、或导电的聚合材料。虽然在本实施例中，光学感应装置2包含二个设置于遮光腔 室214的抗静电元件217与221 ；然而，在实务运用上，即便只在遮光腔室 214中设置抗静电元件217与221当中的一个，亦可实现本发明所公开的技术。此外，虽然在本实施例中，抗静电元件217与221皆须电性连结于接地电路222;然而，在实务运用上， 只要抗静电元件217与221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，亦可不必通过电性连结于接地电路222的方式来发挥抗静电的功效。如图8与图9所示，除了可以用来感应上述的待感应物件(未显示)的倾角或位移之外，光学感应装置2更可以用来直接感应一外部物件100的相对位置。此处所指的外部物件100可泛指各种位于光学感应装置2外的物件，如人体、建筑物或电子装置等。在利用光学感应装置2感应一待感应物件(未显示)的倾角或位移时，可通过内建或外接的方式将光学感应装置2设置于该待感应物件，并使发光元件23沿一投射方向12 朝向发光腔室213投射出一光束LB2，其相关的工作原理与第一实施例相同或相似，以下不再予以赘述。在利用光学感应装置2直接感应外部物件100的相对位置时，可利用自发光元件 23沿另一投射方向13朝向光束投射孔212投射出一外部感应光束LB3。当外部感应光束 LB3投射至外部物件100时，部份的外部感应光束LB3会自外部物件100沿一反射方向14 反射至设置于外部感应孔211的外部光学感应元件27。此时，外部光学感应元件27会依据其感应到外部感应光束LB3的强度而发送一外部感应信号，据以判断外部物件100所在的相对位置。所属技术领域的技术人员更能理解，上述的发光腔室111与213、遮光腔室112与 214以及光学感应腔室113、114、215与216可为任意形状的腔室，如菱形腔室、方形腔室、八边形腔室或其他不规则形状的腔室。由于几何形状与光束的反射角度与行进路径的因素息息相关，在进行光学感应装置1与2的设计或制造时，必须特别将发光腔室、遮光腔室以及光学感应腔室的形状列入考虑。此外，在实务运用上，上述的光束与外部感应光束可为可见光束(如白光光束)或不可见光束(如红外线光束)。在阅读本发明所公开的技术后，所属技术领域的技术人员应该更能理解，以本发明第一实施例为例，相较于公知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1中，在遮蔽元件14的活动区域ARl设置抗静电元件115与121 ；因此，可以在遮蔽元件14在其活动区域ARl中移动到任何位置时，都能随时将移动时所产生的静电电力经抗静电元件115与121中的至少一个而导通接地，借以有效减轻或杜绝静电电力对感应精确度所造成的不良影响，进而提升光学感应装置对位移或倾角变化的感应精确度。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做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
1.一种具有抗静电元件的光学感应装置，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，且该遮光腔室分别连通该发光腔室与该光学感应腔室；至少一发光元件，设置于该发光腔室，并且投射出一光束；一遮蔽元件，可移动地限设于该遮光腔室，并且在移动时产生一静电电力；至少一抗静电元件，设置于该遮光腔室，借以将该静电电力导通接地；以及至少一光学感应元件，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.根据权利要求1所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该电路板更包含一接地电路，且该抗静电元件电性连结于该接地电路。
3.根据权利要求2所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该抗静电元件为一抗静电涂层，且该抗静电涂层设置于该遮光腔室。
4.根据权利要求3所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该抗静电涂层自该遮光腔室延伸至与该接地电路接触。
5.根据权利要求4所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其中，该抗静电涂层利用一蒸镀工艺、一溅镀工艺与一喷涂工艺当中的至少一个所制成。
6.根据权利要求2所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该抗静电元件为一设置于该电路板的抗静电电路或一设置于该电路板的抗静电层。
7.根据权利要求1所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该抗静电元件为一局部或完全涂布于遮光腔室内壁的抗静电涂层。
8.根据权利要求1所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该发光元件为一发光二极管，且该光学感应元件为一光晶体管与一光二极管中的一个。
9.根据权利要求1所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，该壳体更开设一光束投射孔与一外部感应孔，该光束投射孔自该发光腔室朝向壳体外开设，该发光元件对应于该光束投射孔，借以经该光束投射孔投射出一外部感应光束。
10.根据权利要求9所述的具有抗静电元件的光学感应装置，其特征在于，更包括一外部光学感应元件，且该外部光学感应元件设置于该外部感应孔，借以在该外部感应光束投射至一外部物件后，感应自该外部物件反射的该外部感应光束。
全文摘要
本发明公开一种具有抗静电元件的光学感应装置，该光学感应装置包含一壳体、至少一发光元件、一遮蔽元件、至少一抗静电元件与至少一光学感应元件。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。发光元件朝向发光腔室投射出一光束。遮蔽元件可移动地限设于该遮光腔室，并且在移动时产生一静电电力。抗静电元件设置于遮光腔室，借以将静电电力导通接地。光学感应元件设置于该光学感应腔室，并且感应光束以传出一感应信号。
文档编号G01C9/10GK102155936SQ20101011710
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者冯仲平, 陈鹏宇 申请人:艾笛森光电股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
