CN102192708A - 具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置 - Google Patents

Abstract

一种具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置包含一壳体、至少一发光组件、一旋转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。旋转式遮蔽组件包含一枢轴与一遮蔽组件，遮蔽组件在遮光腔室中枢接于枢轴，并具有一偏离于枢轴的重量中心。当光学感应装置倾斜时，遮蔽组件转动而使重量中心位于枢轴的一沉降方位。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。

Description

具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置

技术领域

本发明涉及一种光学感应装置，特别涉及一种具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置。

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。在实际运用上，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，多半是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，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。

发光组件是投射出一光束。遮蔽组件是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，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，因而产生嘈杂的噪音。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

本发明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，本发明的主要目的在于提供一种光学感应装置，其是在光学感应装置的黑体条件空间中以一旋转式遮蔽组件取代现有的移动式遮蔽组件，借以在光学感应装置因扬升或沉降而产生倾斜时，利用重量中心相对于旋转中心的方位变化，使旋转式遮蔽组件旋转到不同的方位，借以感应光学感应装置的倾斜方位。

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具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，该光学感应装置包含一壳体、至少一发光组件、一旋转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。旋转式遮蔽组件包含一枢轴与一遮蔽组件，遮蔽组件在遮光腔室中枢接于枢轴，并具有一偏离于枢轴的重量中心。当光学感应装置因扬升或沉降而产生倾斜时，遮蔽组件以枢轴为一旋转中心而转动，使重量中心位于枢轴的一沉降方位。光学感应组件设置于光学感应腔室，配合遮蔽组件作各方向旋转时，利用光学感应组件对光的感应变化，感应该光束，并据以传送出一感应信号。

在本发明较佳实施例中，光学感应装置还可包含一电路板，且电路板是与壳体围构出上述的黑体条件空间。同时，在遮光腔室还设有一抗静电组件，借以将旋转式遮蔽组件转动时所产生的一静电电力导通接地。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)。

在本发明较佳实施例中，遮蔽组件可包含一枢接部与一配重部，其中，枢接部是枢接于枢轴，配重部是自枢接部延伸出，且重量中心是位于配重部。较佳者，配重部的重量、比重或体积是大于枢接部。此外，上述的枢轴可连结于壳体或电路板，抑或，同时连结于壳体或电路板。

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，是以旋转式遮蔽组件取代现有的移动式遮蔽组件；因此，可以利用旋转式遮蔽组件的旋转来感应光学感应装置的倾斜方位，借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，进而提升使用质量，并且减少保养维修上的工作负担。

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。

附图说明

图1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显示本发明第一实施例的壳体的示意图；

图4显示本发明第一实施例的旋转式遮蔽组件示意图；

图5显示本发明第一实施例的工作原理示意图；

图6显示本发明第二实施例的旋转式遮蔽组件的外观立体图；以及

图7显示本发明第三实施例的旋转式遮蔽组件的外观立体图。

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                抗静电组件

12                 电路板

121                抗静电组件

122                接地电路

13                 发光组件

14～14b            旋转式遮蔽组件

141～141b          枢轴

142～142b          遮蔽组件

1421～1421b        枢接部

1422～1422b        配重部

1423～1423b        遮光面

15、16             光学感应组件

RC1～RC3           旋转中心

WC1～WC3           重量中心

OD                 偏心距

I1                 投射方向

LB1                光束

I2                 扬升方位

I3                 旋转方向

I4                 旋转方向

I5                 沉降方位

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

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是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是显示当第一图中壳体自电路板分离后的立体透视示意图；图3是显示本发明第一实施例的壳体的示意图；图4是显示本发明第一实施例的旋转式遮蔽组件示意图；图5是显示本发明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、一旋转式遮蔽组件14以及两个光学感应组件15与16。壳体11是与电路板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是分别连通发光腔室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上是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是分别电性连接于接地电路122，使抗静电组件115与121得以借由接地电路122而保持接地的状态。同时，抗静电组件121是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是设置于发光腔室111，并可为一发光二极管(Light EmittingDiode；LED)，其中，自发光组件13所发出的光束LB1可为各种波长的光，如：可见光、X光(X-ray)、紫外光(ultraviolet，UV)或红外光(infrared ray，IR)等，较佳者，该光束LB1可为红外光的光束，但不限于此。旋转式遮蔽组件14包含一枢轴141与一遮蔽组件142。由俯视图视之，遮蔽组件142并未限定其几何形状，较佳地，可为扇形、圆板状、水滴形，椭圆形、沙漏形与任意多边形当中之一，但不限于此。枢轴141是设置于遮光腔室112，并且为一旋转中心RC1。此外，枢轴141可连结于壳体11或电路板12；抑或，可同时连结于壳体11与电路板12。遮蔽组件142包含一枢接部1421、一配重部1422与一遮光面1423，并且具备一偏离于枢轴141的重量中心WC1，换言之，重量中心WC1是偏离于旋转中心RC1。由图4可知，遮蔽组件142是为一扇形状结构，重量中心WC1与旋转中心RC1是相距一偏心距(Offset Distance)OD。

枢接部1421是枢接于枢轴141。配重部1422是自枢接部1421延伸出，重量中心WC1是位于配重部1422，且遮光面1423亦位于配重部1422。较佳者，配重部1422的重量、比重或体积是大于枢接部1421，借以使遮蔽组件142以枢轴141为旋转中心RC1而可转动地限设于遮光腔室112，换言之，遮蔽组件142是被限制于只能在遮光腔室112中转动。较佳者，在旋转式遮蔽组件14设置于遮光腔室112后，在高度上，遮光面1423是几乎完全涵盖壳体11与电路板12之间的间隙。更佳者，当配重部1422邻接光学感应腔室113或114时，遮光面1423是几乎完全遮蔽光学感应腔室113或114。

当遮蔽组件142在遮光腔室112中转动时，是随时与抗静电组件115与121当中的至少一者保持接触。光学感应组件15与16是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，在实际运用上，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，亦可不必借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，可借由内建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I1朝向发光腔室111投射出一光束LB1。此时，沿投射方向I1行进的光束LB1会被投射至位于遮光腔室112的遮蔽组件142，并经由遮蔽组件142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LB1所照亮，进而使光束LB1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I2扬升时，会使光学感应装置1倾斜，并使遮蔽组件142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)大于遮蔽组件142与电路板12或遮光腔室112间的摩擦力所提供的阻抗力矩(ResistanceTorque)时，遮蔽组件142就会沿一旋转方向I3或另一旋转方向I4旋转，使位于配重部1422的重量中心WC1位于旋转中心RC1的一沉降方位I5，且扬升方位I2与沉降方位I5是彼此反向。此时，位于配重部1422的遮光面1423会遮住光学感应腔室113，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LB1。反之，枢接部1421只会局部或完全不会遮住光学感应腔室114，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LB1具有较大的光学强度，据以传送出一感应信号。

相似地，当待感应对象沿沉降方位I5沉降时，也会使光学感应装置1倾斜，并使遮蔽组件142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)大于遮蔽组件142与电路板12或遮光腔室112间的摩擦力所提供的阻抗力矩(ResistanceTorque)时，遮蔽组件142就会沿旋转方向I3或I4旋转，使重量中心WC1位于旋转中心RC1的沉降方位I5。

请参阅图6，其是显示本发明第二实施例的旋转式遮蔽组件的外观立体图。在本发明第二实施例中，是以另一旋转式遮蔽组件14a取代第一实施例中的旋转式遮蔽组件14。旋转式遮蔽组件14a包含一枢轴141a与一遮蔽组件142a。枢轴141a是设置于遮光腔室112(标示于图3)，并且为一旋转中心RC2。遮蔽组件142a包含一枢接部1421a、一配重部1422a与一遮光面1423a，并且具备一偏离于枢轴141a的重量中心WC2；换言之，重量中心WC2是偏离于旋转中心RC2。此外，由图6可知，遮蔽组件142a是为一实质圆板状结构，且枢接部1421a与配重部1422a大致上可以虚线分界。枢接部1421a是枢接于枢轴141a。配重部1422a是自枢接部1421a延伸出，重量中心WC2是位于配重部1422a，且遮光面1423a亦位于配重部1422a。

请参阅图7，其是显示本发明第三实施例的旋转式遮蔽组件的外观立体图。在本发明第三实施例中，是以另一旋转式遮蔽组件14b取代第一实施例中的旋转式遮蔽组件14。旋转式遮蔽组件14b包含一枢轴141b与一遮蔽组件142b。枢轴141b是设置于遮光腔室112(标示于图3)，并且为一旋转中心RC3。遮蔽组件142b包含一枢接部1421b、一配重部1422b与一遮光面1423b，并具备一偏离于枢轴141b的重量中心WC3；换言之，重量中心WC3是偏离于旋转中心RC3。此外，由图7可知，配重部1422b的高度、体积与重量皆大于枢接部1421b。枢接部1421b是枢接于枢轴141b。配重部1422b是自枢接部1421b延伸出，重量中心WC3是位于配重部1422b，且遮光面1423b是位于配重部1422b。

在阅读本发明所揭露的技术后，相信举凡在所属技术领域中普通技术人员应该更容易理解，以本发明第一实施例为例，相较于现有技术所提供的光学感应装置，由于在本发明所提供的光学感应装置1中，是以旋转式遮蔽组件14取代现有的移动式遮蔽组件；因此，可以利用旋转式遮蔽组件14的旋转来感应光学感应装置的倾斜方位，借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，进而提升使用质量，并且减少保养维修上的工作负担。

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质的情况下，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。

Claims (7)

1.一种具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，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；

至少一发光组件，设置于该发光腔室，并且投射出一光束；

一旋转式遮蔽组件，包含：

一枢轴，设置于该遮光腔室；以及

一遮蔽组件，枢接于该枢轴，具有一偏离于该枢轴的重量中心，并且能够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.根据权利要求1所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，还包含一抗静电组件，且该抗静电组件设置于该遮光腔室，借以将该遮蔽组件转动时所产生的一静电电力导通接地。

3.根据权利要求1所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，该枢轴连结于该壳体。

4.根据权利要求1所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，该枢轴连结于该电路板。

5.根据权利要求1所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，该遮蔽组件还包含：

一枢接部，枢接于该枢轴；以及

一配重部，自该枢接部延伸出，且该重量中心位于该配重部。

6.根据权利要求5所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，该配重部的比重大于该枢接部的比重。

7.根据权利要求5所述的具有旋转式遮蔽组件的光学感应装置，其特征在于，该配重部的体积大于该枢接部的体积。

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