台湾专利TW201303343A 反射光探測系統

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专利摘要:
本發明係揭露一種反射光探測系統，其包含本體、發光模組及感測模組。本體係以液晶聚合物製成。發光模組包含第一容置空間及發光二極體，感測模組則包含光感測器。第一容置空間係設於本體上且其一端係具有第一開口。第一容置空間相對於第一開口處之鄰近區域之截面呈或近似拋物線狀。第一容置空間內側靠近光感測器之一端，接近該第一開口處之至少一截面係非符合或近似拋物線狀。發光二極體則設置於第一容置空間內，並位於第一容置空間拋物線截面之焦點處並面向第一開口。感測模組之光感測器則設於本體上，並於接收光線後對應提供感測訊號。
公开号:TW201303343A
申请号:TW100135087
申请日:2011-09-28
公开日:2013-01-16
发明作者:Cheng-Chung Shih；Yung-Chuan Chuang；Chien-Chung Hsiao
申请人:Capella Microsystems Taiwan Ltd；
IPC主号:G01J1-00

专利说明:
反射光探測系統
本發明是有關於一種反射光探測系統，特別是有關於一種以液晶聚合物為材料，並且能夠使用模造成型的方法，一體成型地製成的具有聚光效果的殼體之反射光探測系統。
近接探測器（proximity sensor）係為一種反射光探測系統，其所使用的光感測器，係接收經物體所反射的由發光二極體直接散發出的光線，而對應產生感測訊號，其被大量應用於許多的電子產品中，例如手機及筆記型電腦等。
請參閱第1圖，係為習知技藝之反射光探測系統之俯視圖。如圖所示，為了減少雜訊的產生，習知技藝之反射光探測系統必須分別製造本體10及蓋體13，而蓋體13之第一孔洞130必須小於設置發光二極體之第一容置空間之第一開口112；同樣的，蓋體13之第二孔洞131必須小於及設置光感測器之第二容置空間之第二開口122。也因為如此，在近接探測器的製造過程中，需要將反射光探測系統之本體10與蓋體13組裝起來。
而用上述的方式生產的反射光探測系統雖然能夠有效的降低雜訊，但是，分別生產本體10與蓋體13會增加不少的成本，而在組裝本體10與蓋體13的過程當中，也會產生不少的技術問題。因此，如何設計出一種近接探測器，能夠有效的降低雜訊，且不需要分別生產本體10及蓋體13，另外在組裝時，也不會有技術上的問題，即為本發明所欲解決之問題。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種反射光探測系統，以解決習知技藝之反射光探測系統，需要分別生產本體及蓋體，而在組裝時，會產生技術上的因難等問題。
根據本發明之目的，提出一種反射光探測系統，其包含本體，本體上係設有複數個電性連接點；發光模組，其包含：第一容置空間，設於本體上，第一容置空間之一端係具有第一開口，且第一容置空間相對於該第一開口處之鄰近區域之截面呈或近似拋物線狀；及發光二極體，係設置於第一容置空間內並電性連接複數個電性連接點，且發光二極體更置放於第一容置空間拋物線截面之焦點附近並面向第一開口；以及感測模組，其包含：光感測器，係設於本體上並連接複數個電性連接點，並於接收光線後對應提供感測訊號，其中，第一容置空間內側靠近光感測器之一端，接近第一開口處之至少一截面係非呈或近似拋物線狀。
其中，第一容置空間內側靠近光感測器之一端，接近第一開口處，係成垂直面或近似垂直面。
其中，感測模組更包含第二容置空間，第二容置空間係圍繞光感測器而設於本體上，且第二容置空間之一端係具有第二開口，第二開係小於第二容置空間。
其中，第一開口係大於或等於第一容置空間。
其中，本體係以耐高溫材料組成，此耐高溫材料包含液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)。
其中，第一容置空間、第二容置空間或兩者之內側表面係可自行反光或可被塗佈反光材料而反光。
其中，反光材料包含銀、金以及鋁。
其中，第一容置空間之壁面的切線與本體之底面夾20～80度。
其中，第一容置空間之壁面的切線與本體之底面夾40～60度。
其中，發光二極體係發出不可見光。
其中，發光二極體係發出紅外光。
其中，發光二極體係發出可見光。
承上所述，依本發明之反射光探測系統，其可具有一或多個下述優點：
(1) 此反射光探測系統可藉由容置空間形狀上特殊的設計，同樣能夠達到降低雜訊的效果。
(2)此反射光探測系統可以使用模造成型的方法，一體成型地製成的具有聚光效果的殼體，能夠有效的降低製造成本。
(3) 此反射光探測系統在製造的過程中，不需要將其本體與蓋體組裝在一起，因此可以減少組裝上產生的技術問題。
請參閱第2圖，係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之俯視圖。如圖所示，本發明之反射光探測系統，包含本體10、發光模組11及感測模組12。其中，本體10可以使用液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)或其它可塑性膠體製成，而本體10上則設有複數個電性連接點（未繪示）。發光模組11包含第一容置空間110及發光二極體111，感測模組12則包含光感測器120。第一容置空間110係設於本體10上且其一端係具有第一開口112，而第一容置空間110之截面係呈或近似拋物線狀或最佳近似拋物線狀的直線（如第3圖所示）。
其中，第一容置空間110內側靠近光感測器120之一端，接近第一開口112處，係成垂直面。這樣的設計可以使發光模組11及感測模組12之間的距離變長，，也能夠降低發光二極體111經透明玻璃或壓克力外殼自身表面的側散射對光感測器的干擾，進而提高反射光探測系統的精確度。發光二極體111設置於第一容置空間110內並電性連接電性連接點（未繪示），且發光二極體111係設於第一容置空間110拋物線截面之焦點處並面向第一開口112（如第3圖所示）。
另外，感測模組12之光感測器120則設置於本體10上並且電性連接電性連接點（未繪示），而於接收光線後對應產生感測訊號，其係與發光模組11設置在同一本體10上。其中，感測模組12更包含一第二容置空間121，而此第二容置空間121係圍繞光感測器120而設於本體10上，且第二容置空間121之一端係具有一第二開口122，此第二開口122小於第二容置空間121，以避免雜訊的產生。
而雜訊的大小與第一開口112及第二開口122的大小以及兩者之間的距離有關。光感測器120係置放於第二容置空間121中並面向第二開口122。其中，藉由與電性連接點（未繪示）的連接，發光二極體111以及光感測器120便可以彼此連接、對外界傳遞訊號或接受外界的控制。
值得一提的是，由於本發明之第一容置空間110形狀上特殊的設計，使得本體10可以使用模造成型的方法，一體成型地製成，不需要分別製造蓋體與本體10即能夠達到降低雜訊的目的。也因為本發明之反射光探測系統不需要分別製造蓋體與本體10，使得本發明之反射光探測系統能夠有較低的製造成本。再者，本發明之反射光探測系統也能夠避免習知技藝中，組裝蓋體與本體所產生的技術問題。
請參閱第3及第4圖，係分別為本發明之反射光探測系統之第一實施例之發光模組及感測模組之剖視圖。如圖所示，第一容置空間110、第二容置空間121或其兩者之內側表面係可自行反光或被塗佈一反光材料2而反光。在一些較佳的實施例中，該反光材料2係可為銀、金或鋁。另外，第一容置空間110之壁面的切線與本體10之底面較佳地夾20～80度，更佳地夾40～60度。
而如第4圖所示，為了避免雜訊的產生，第二容置空間121之第二開口122需要小於第二容置空間121。但是，為了能夠採用模造成型的方法，一體成型地製造本體10，第一容置空間110則不能採用與第二容置空間21相同的設計。
然而，設置在電子裝置中之反射光探測系統經常會受到干擾而產生雜訊。例如，將反射光探測系統設置在手機內時，發光二極體111發出的光線大部分均會穿過手機之透明玻璃而照射到物體上。但是，仍然會有少部份的光線會由透明玻璃反彈回來，進而對光感測器120產生干擾，故會有雜訊的產生，影響了反射光探測系統的精確度。
因此，本發明之反射光探測系統在第一容置空間100的形狀上做了不同於習知技藝的設計，如第3圖所示，第一容置空間相對於第一開口處之鄰近區域之截面呈或近似拋物線狀，而第一容置空間110內側靠近光感測器120之一端，接近第一開口112處之至少一截面係非呈或近似拋物線狀，如此可使發光模組11的出光雜訊降低。在本實施例中，第一容置空間110內側靠近光感測器120之一端，接近第一開口112處係成垂直面或近似垂直面。這樣的設計不但能夠減少發光二極體111經透明玻璃或壓克力外殼自身表面的側散射對光感測器120的干擾，同時也使本發明之反射光探測系統之本體可以使用模造成型的方法，一體成型地製成。當然，上述的方式僅為本發明之較佳之實施態樣，呈垂直面或近似垂直面的位置也能不同於第3圖中之位置，本發明並不以此為限。
然而，在實際的應用上，若在第一容置空間110及第二容置空間121之表面使用金屬反光材料，例如前述之銀、金或鋁等，由於金屬反光材料可以有效地阻隔離光線透過LCP本體10穿透到第二容置空間121之光感測器120，故干擾的現象可以被大幅的減少，使反射光探測系統有較佳的精確度。
但是，若是使用白色的LCP做為本體10，由於白色的LCP本身有反光的特性，因此通常不會在第一容置空間110及第二容置空間121之表面塗佈金屬反光材料，因此，光線便很容易會透過LCP本體10穿透到第二容置空間121之光感測器120，如此則會產生雜訊。為了避免上述的情況產生，通常會在LCP本體10之正面塗佈黑色顏料，以減少干擾現象的產生，使反射光探測器更加的精確。
因此，在實際應用上，使用金屬反光材料會有較好的效果。這是因為金屬反光材料有較佳的反光效果，能夠更有效的反射光線，同時也能夠隔離光穿透LCP本體，進而減少雜訊的產生。
當然，第一容置空間110及第二容置空間121的形狀也不限於圖中之形狀，其可以為任意形狀，視實際需求而定，本發明並不以此為限。
請參閱第5圖，係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之示意圖。如圖所示，在本實施例中，發光二極體111係發出不可見光，較佳地則為發出紅外光。置於第一容置空間110內焦點上的發光二極體111所發出的光，經由其具有拋物線截面的壁面匯聚了各方向的光線之後，隨即平行射出；而當物體3靠近本反射光探測系統時，即反射了該平行射出的光線至感測模組12，感測模組12在經由第二容置空間121將這些反射光線匯聚至光感測器120。此時，光感測器120便根據所感測到的光線產生感應訊號，並藉由電性連接著的電性連接點（未繪示）傳遞該些感應訊號出去。
另外，在其他較佳的實施例中，本發明之反射光探測系統則可由不同的發光二極體111及光感測器120所組合，例如，白光發光二極體及RGB感測器的組合。因此，本發明之反射光探測系統可應用在色紙的探測（paper color detection）。
本發明之反射光探測系統藉由將發光二極體設置在截面呈拋物線狀的第一容置空間內的焦點處，而提高照射到物體的光量，使物體反射的光量更多而更容易被偵測到，另外，由於第一容置空間形狀上不對稱的設計，不但能夠使發光的二極體經透明玻璃或壓克力外殼自身表面的側散射對光感測器的干擾大量減少，同時能夠使得反射光探測系統之本體能夠以模造成型的方法，一體成型地製成，以減少成本及降低生產時的技術問題。再者，本發明之反射光探測系統更將光感測器設置第二容置空間內，而提高光感測器所感應到的光量，藉此可有效解決光感測器反應不靈敏或誤偵測的問題。因此，本發明之反射光探測系統確實能夠有效地解決習知技藝之缺點。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
10．．．本體
11．．．發光模組
110．．．第一容置空間
111．．．發光二極體
112．．．第一開口
12．．．感測模組
120．．．光感測器
121．．．第二容置空間
122．．．第二開口
13．．．蓋體
130．．．第一孔洞
131．．．第二孔洞
2．．．反光材料
3．．．物體
第1圖係為習知技藝之反射光探測系統之俯視圖。第2圖係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之俯視圖。第3圖係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之發光模組之剖視圖。第4圖係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之感測模組之剖視圖。第5圖係為本發明之反射光探測系統之第一實施例之示意圖。
10．．．本體
11．．．發光模組
110．．．第一容置空間
111．．．發光二極體
112．．．第一開口
12．．．感測模組
120．．．光感測器
121．．．第二容置空間
122．．．第二開口

权利要求:
Claims (12)
[1] 一種反射光探測系統，其包含：一本體，係設有複數個電性連接點；一發光模組，其包含：一第一容置空間，設於該本體上，該第一容置空間之一端係具有一第一開口，且該第一容置空間相對於該第一開口處之鄰近區域之截面呈或近似拋物線狀；及一發光二極體，係設置於該第一容置空間內並電性連接該複數個電性連接點，且該發光二極體更置放於該第一容置空間拋物線截面之焦點附近並面向該第一開口；以及一感測模組，其包含：一光感測器，係設於該本體上並連接該複數個電性連接點，並於接收光線後對應提供一感測訊號；其中，該第一容置空間內側靠近該光感測器之一端，接近該第一開口處之至少一截面係非符合或近似拋物線狀。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之反射光探測系統，其中該第一容置空間內側靠近該光感測器之一端，接近該第一開口處，係呈垂直面或近似垂直面。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之反射光探測系統，其中該感測模組更包含一第二容置空間，該第二容置空間係圍繞該光感測器而設於該本體上，且該第二容置空間之一端係具有一第二開口，該第二開口係小於該第二容置空間。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之反射光探測系統，其中該第一開口係大於或等於該第一容置空間。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之反射光探測系統，其中該本體係以一耐高溫材料組成，該耐高溫材料包含液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)。
[6] 如申請專利範圍第3項所述之反射光探測系統，其中該第一容置空間、該第二容置空間或兩者之內側表面係可自行反光或被塗佈一反光材料而反光。
[7] 如申請專利範圍第6項所述之反射光探測系統，其中該反光材料係包含銀、金以及鋁。
[8] 如申請專利範圍第3項所述之反射光探測系統，其中該第一容置空間之壁面的切線與該本體之底面夾20～80度。
[9] 如申請專利範圍第8項所述之反射光探測系統，其中該第一容置空間之壁面的切線與該本體之底面夾40～60度。
[10] 如申請專利範圍第1項所述之反射光探測系統，其中該發光二極體係發出不可見光。
[11] 如申請專利範圍第10項所述之反射光探測系統，其中該發光二極體係發出紅外光。
[12] 如申請專利範圍第10項所述之反射光探測系統，其中該發光二極體係發出可見光。

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