CN107367328A - 具有排气减压功能的光侦测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是公开一种具有排气减压功能的光侦测装置，其包含有一承载座、一透光遮蔽件、一感光元件、一穿孔结构以及一防水透气物件。该承载座具有相连接的一底部与一侧部。该透光遮蔽件覆盖在该侧部上，并相对该底板形成一容置空间。该感光元件设置于该容置空间内，用来接收经由该透光遮蔽件进入该容置空间的光讯号。该穿孔结构形成于该承载座以连通该容置空间。该防水透气物件设置于该承载座上且覆盖该穿孔结构，用来阻绝液体经由该穿孔结构进入该容置空间。在该容置空间内之气压增加时，部分气体能经由该穿孔结构与该防水透气物件之作用排出该容置空间。
Description
技术领域
本发明是提供一种光侦测装置，尤指一种具有排气减压功能的光侦测装置。
背景技术
现今的穿戴式装置被广泛使用在各种不同气候环境，标榜具有防水、耐热及耐寒等特色。光学感测装置装设于穿戴式装置上，用以提供高精密度的生物特征感测功能。传统光学感测装置需提供防水防尘功能，例如将光感测元件密封在承载座内，避免光学感测装置里的光感测元件容易受到穿戴者的表层皮屑、汗水、油脂、外部环境的灰尘或悬浮粒子的污染，在光感测信息中形成噪声，进而破坏光感测信息的精确性。然而，光学感测装置在制作时常需通过加热制程，密封的承载座虽能防止光感测元件受到外部污染，但承载座因热涨冷缩影响常容易破坏密闭结构而形成裂缝，让承载座失去密封效果，既会受到环境粒子污染、也会渗漏液体造成电路短路；因此，如何设计一种能兼具防水与透气功能的光学感测装置，便为相关产业的重点发展课题。
发明内容
本发明是提供一种具有排气减压功能的光侦测装置，以解决上述之问题。
本发明之申请专利范围是揭露一种具有排气减压功能的光侦测装置，其包含有一承载座、一透光遮蔽件、一感光元件、一穿孔结构以及一防水透气物件。该承载座具有相连接的一底部与一侧部。该透光遮蔽件覆盖在该侧部上，并相对该底板形成一容置空间。该感光元件设置于该容置空间内，用来接收经由该透光遮蔽件进入该容置空间的光讯号。该穿孔结构形成于该承载座以连通该容置空间。该防水透气物件设置于该承载座上且覆盖该穿孔结构，用来阻绝液体经由该穿孔结构进入该容置空间。在该容置空间内之气压增加时，部分气体能经由该穿孔结构与该防水透气物件之作用排出该容置空间。
本发明之申请专利范围另揭露该穿孔结构之孔径介于0.1毫米～1.0毫米之间，该穿孔结构之孔径根据该容置空间之容量、和/或该防水透气物件之材料特性对应调整。该防水透气物件之厚度介于10微米～200微米之间，该防水透气物件之耐热温度高于摄氏180度，该防水透气物件之覆盖面积为该穿孔结构之孔径的5～20倍。该穿孔结构对齐于该防水透气物件的中央区域、或对齐于该防水透气物件之非属该中央区域的旁区域。
本发明之申请专利范围另揭露该防水透气物件可具有微黏性，在该容置空间之内外压一致时，该防水透气物件黏附该承载座，阻挡该液体渗入该穿孔结构；该容置空间内之气体膨胀时，该防水透气物件会部分分离该承载座，进而外露该穿孔结构以排出该容置空间内的该部分气体。该防水透气物件可为半透膜，该半透膜是选用可通过气体分子、但无法通过液体分子的材料制作而成。
本发明的光侦测装置是先于承载座内设置感光元件、或一起设置感光元件与发光元件，接着将防水透气物件盖上承载座保护内部元件，然后利用防水透气物件封住穿孔结构。部分气体能经由穿孔结构与防水透气物件之作用排出承载座的容置空间，意即藉由防水透气物件之材料特性，光侦测装置可具有自动排气减压的功能。具体而言，防水透气物件可具有微黏性，覆盖穿孔结构以形成密封状态；容置空间内的气压提高时，膨胀气体可掀开覆盖于穿孔结构的防水透气物件而排出，部份分离承载座的防水透气物件在气体排完后会回黏承载座，再次形成防水的密封状态。防水透气物件另可为半透膜，容置空间内的部份气体可直接穿越该半透膜而排出，且该半透膜能防止液体分子之渗漏，故能达到防水透气的密封效果。
附图说明
图1与图2分别为本发明第一实施例之光侦测装置于不同视角之结构示意图。
图3为本发明另一实施例之穿孔结构与防水透气物件之配置关系示意图。
图4为本发明第二实施例之光侦测装置之结构示意图。
附图标号说明：
| 10、10’ | 光侦测装置 |
| 12 | 承载座 |
| 14 | 透光遮蔽件 |
| 16 | 感光元件 |
| 18 | 穿孔结构 |
| 20、20’ | 防水透气物件 |
| 22 | 底部 |
| 24 | 侧部 |
| 26 | 容置空间 |
| 28 | 发光元件 |
| 30 | 阻隔件 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
请参阅图1与图2，图1与图2分别为本发明第一实施例之光侦测装置10于不同视角之结构示意图。光侦测装置10包含承载座12、透光遮蔽件14、感光元件16、穿孔结构18以及防水透气物件20。承载座12可区分为底部22与侧部24，多个侧部24弯折地连接底部22之周边，且透光遮蔽件14覆盖在侧部24之相对于底部22的一端，以在底部22、侧部24和透光遮蔽件14之间形成容置空间26。感光元件16设置在容置空间26内，用来接收经由透光遮蔽件14进入容置空间26的光讯号。发光元件28另选择性设置在承载座12内，且于发光元件28与感光元件16之间设置阻隔件30。阻隔件30可避免发光元件28产生的光讯号，未经外部物件的反射就为感光元件16所接收。
穿孔结构18形成于承载座12、且连通容置空间26。穿孔结构18之位置不限于底部22或侧部24，端视设计需求而定。穿孔结构18的数量可为一个或多个，可以集中在底部22或侧部24，也可以分布在底部22与侧部24上，实际应用可能有多种变化态样，于此不再详加叙明。防水透气物件20设置在承载座12上、且覆盖穿孔结构18。防水透气物件20用来隔绝外部液体，避免外部液体经由穿孔结构18渗入容置空间26里。穿孔结构18的孔径较佳介于0.1毫米～1.0毫米之间，然穿孔结构18的孔径主要仍需根据容置空间26之容量、和/或防水透气物件20之材料特性进行对应调整。例如，容置空间26的腔体容量较大，穿孔结构18可具有较大孔径，避免气体喷出力量过强；容置空间26的腔体容量较小，穿孔结构18可具有较小孔径，才能产生足够力量的喷出气体而穿过防水透气物件20，然实际应用不限于此。
第一实施例的防水透气物件20具有微黏性。在容置空间26的内外压力一致时，防水透气物件20会黏附在承载座12之外表面，阻挡液体渗入穿孔结构18。光侦测装置10的制作过程中会执行加热程序，由于热涨冷缩原理，容置空间26内的气体在加热过程中会显著膨胀，容置空间26的内气压增加，气体间断地、或短暂且持续地通过穿孔结构18喷出，可造成防水透气物件20部份分离于承载座12(意即防水透气物件20会利用没有对齐穿孔结构18的部份黏在承载座12上)，如此便能外露穿孔结构18，让容置空间26内的部份气体得以排出。
结束加热程序后，容置空间26的内外气压趋于一致，部份分离承载座12的防水透气物件20能自动地回黏承载座12，例如受重力影响而落回覆盖穿孔结构18的位置、或被动地回黏承载座12，例如使用者手动复位或将承载座12压附另一物件以使防水透气物件20再次覆盖穿孔结构18。其中，具有微黏性的防水透气物件20可为硅胶黏剂(silicone glue)或防焊薄膜(solder mask)，或具有相同功能特性的任意材料。防水透气物件20的厚度较佳介于10微米～200微米之间。例如，若容置空间26之内气压在加热程序中的变动幅度较小，防水透气物件20取较薄的厚度，避免气体喷出穿孔结构18时无法推动防水透气物件20部份分离承载座12；若容置空间26之内气压在加热程序中的变动幅度较大，防水透气物件20取较厚的厚度，以免防水透气物件20因受压过大而完全分离承载座12。
防水透气物件20的覆盖面积较佳为穿孔结构18之孔径的5～20倍，其取决因素类同于防水透气物件20的厚度。举例来说，防水透气物件20之覆盖面积相比穿孔结构18之孔径的倍数较小时，其黏着力较弱，容置空间26内气体不需高速喷出就能使防水透气物件20部份分离于承载座12，适用在没有大幅度温度变化的加热程序；防水透气物件20之覆盖面积相比穿孔结构18之孔径的倍数较大时，其黏着力较强，应用于具有大幅度温度变化的加热程序，容置空间26内气体的喷出力量较大，足够推开防水透气物件20以露出穿孔结构18，但又能避免防水透气物件20完全脱离于承载座12。此外，防水透气物件20的耐热温度系根据光侦测装置10的制作加热程序而定；一般而言，耐热温度较佳高于摄氏180度。
请参阅图1与图3，图3为本发明另一实施例之穿孔结构18与防水透气物件20之配置关系示意图。图3所示实施例之各元件，与图1所示实施例中具有相同编号之元件具有同样的结构与功能，于此不再重复说明。两实施例之差异在于，图1所示实施例的穿孔结构18对齐于防水透气物件20的中央区域，穿孔结构18相对防水透气物件20的各边缘有一定距离，确保液体不致渗漏。图3所示实施例的穿孔结构18则可对齐于防水透气物件20之非属中央区域的旁区域，防水透气物件20的右侧边缘离穿孔结构18较近，容置空间26内的部份气体会掀开防水透气物件20的右侧而排出；防水透气物件20的左侧边缘离穿孔结构18较远，能提供较强的黏着力，确保防水透气物件20不会完全脱落承载座12。
请参阅图4，图4为本发明第二实施例之光侦测装置10’之结构示意图。第二实施例中，与第一实施例具有相同编号的元件具有同样的结构与功能，故此不再重复说明。光侦测装置10’的防水透气物件20’系为半透膜，以填充在穿孔结构18内之方式设置于承载座12上。半透膜选用可通过气体分子、但无法通过液体分子的材料制作而成，提供排气减压但又得以隔绝水气之功能。防水透气物件20’可以不具备微黏性，但其耐热温度较佳仍应高于摄氏180度，才能够承受光侦测装置10在制作过程中的加热程序，例如表面黏着制程。
欲制作本发明的光侦测装置，首先在承载座内设置感光元件、或一起设置感光元件与发光元件，接着将防水透气物件盖上承载座保护内部元件，然后利用防水透气物件封住穿孔结构。部分气体能经由穿孔结构与防水透气物件之作用排出承载座的容置空间，意即藉由防水透气物件之材料特性，光侦测装置可具有自动排气减压的功能。具体而言，防水透气物件可具有微黏性，覆盖穿孔结构以形成密封状态；容置空间内的气压提高时，膨胀气体可掀开覆盖于穿孔结构的防水透气物件而排出，部份分离承载座的防水透气物件在气体排完后会回黏承载座，再次形成防水的密封状态。防水透气物件另可为半透膜，容置空间内的部份气体可直接穿越该半透膜而排出，且该半透膜能防止液体分子之渗漏，故能达到防水透气的密封效果。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
Claims (11)
1.一种具有排气减压功能的光侦测装置，其特征在于，其包含有：
一承载座，具有相连接的一底部与一侧部；
一透光遮蔽件，覆盖在该侧部上，并相对该底板形成一容置空间；
一感光元件，设置于该容置空间内，用来接收经由该透光遮蔽件进入该容置空间的光讯号；
一穿孔结构，形成于该承载座以连通该容置空间；以及
一防水透气物件，设置于该承载座上且覆盖该穿孔结构，用来阻绝液体经由该穿孔结构进入该容置空间，在该容置空间内之气压增加时，部分气体能经由该穿孔结构与该防水透气物件之作用排出该容置空间。
2.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该穿孔结构之孔径介于0.1毫米～1.0毫米之间。
3.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该穿孔结构之孔径根据该容置空间之容量、和/或该防水透气物件之材料特性对应调整。
4.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该防水透气物件之厚度介于10微米～200微米之间。
5.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该防水透气物件之耐热温度高于摄氏180度。
6.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该防水透气物件之覆盖面积为该穿孔结构之孔径的5～20倍。
7.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该穿孔结构对齐于该防水透气物件的中央区域、或对齐于该防水透气物件之非属该中央区域的旁区域。
8.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该防水透气物件具有微黏性，在该容置空间之内外压一致时，该防水透气物件黏附该承载座，阻挡该液体渗入该穿孔结构。
9.如权利要求8所述之光侦测装置，其特征在于，其中该容置空间内之气体膨胀时，该防水透气物件会部分分离该承载座，进而外露该穿孔结构以排出该容置空间内的该部分气体。
10.如权利要求8所述之光侦测装置，其特征在于，其中该具有微黏性的防水透气物件系为硅胶黏剂或防焊薄膜。
11.如权利要求1所述之光侦测装置，其特征在于，其中该防水透气物件为半透膜，该半透膜系选用可通过气体分子、但无法通过液体分子的材料制作而成。
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| 彭善富: "《光电照明产品密封与防水技术》", 31 January 2014 * |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171121 |