[发明专利]近接式传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电近接式传感器的遮蔽结构，尤其涉及一种以无电镀工艺沉积的光电近接式传感器的遮蔽结构，以应用于有效地防止光信号串扰。

背景技术

近接式传感器(proximity sensor，PS)可作为一种依照物体接近的距离来达成切换的开关，而不需要物理性的接触。近接式传感器一般可被应用于工具机或制造系统中的控制、感测、定位、检测及自动化操作；此外，其亦可应用于封装、生产、印刷、塑胶模造、金属加工、食物处理等等。近来，更为了配合小型化的个人电子产品，近接式传感器的实际体积必须逐渐的缩小。举例而言，近接式传感器已被应用于具有触控屏幕的移动电话，而大尺寸的触控屏幕更可提供使用者方便而直觉的操作介面。然而，当使用者在通话过程中拿起行动电话靠近脸部时，却可能会因接触使用者的身体部分而导致非预期的控制动作被触发。而为了让具有触控屏幕的行动电话更符合操作者的使用，光学的近接式传感器已逐渐应用于此类的行动电话中，以量测使用者的脸部与触控屏幕的距离，进而在通讯过程中切换/关闭触控屏幕的功能。

近接式传感器可区分为多种类型，一般常见的有电感式传感器、电容式传感器、电磁式传感器与光电式(photoelectric)传感器。虽然前述的近接式传感器的运作原理不同，但在设计时大致上都是为了解决类似的使用者操作习惯。一般而言，近接式传感器大多具有一发射器与一接收器。近接式传感器的发射器用于激发电磁场/静电场或者激发电磁辐射，当接收器接受到电磁场/静电场的变化或是回馈的辐射信号的差异，即可依此判断物件是否在邻近的位置，而不须实际的物理接触。近接式传感器通常具有高可靠度及长的使用寿命，其原因在于不需以机构上的构件与外在物件(又称致动源)进行物理上的接触。另外，以下将说明不同种类的近接式传感器可用来检测不同态样/特性的外部物件。

电感式近接式传感器可在非接触情况下实现对金属物件的检测，其运作原理在于利用线圈及振荡子在传感表面的周围形成电磁场。当金属物件接近感测范围时，会造成振幅的下降，而传感器中的电路则会依据振幅的下降/上升控制传感器的输出，而传感器的感测范围(又称可分辨的距离，nominalrange)通常根据外在物件(致动源)的形状与尺寸所决定，但更因外在物件的组成材料而有所不同。

电容式近接式传感器可适用在感测金属物件及非金属物件，如液体、塑料、木制品等等。电容式的近接式传感器的原理在于传感器与被感应物件之间的电容值的变化，当外在物件从传感器的感测端靠近传感器且达到依预定距离时，传感器内部的电路即会振荡运作，传感器中的电路则会依据振荡的下降/上升驱动一放大器以产生外部的负载。另外，设于传感器背面的旋钮则可调整传感器的灵敏度及感测范围(又称可分辨的距离，nominal range)，灵敏度可用于分辨满载的电容器与零储存的电容器，而传感器的感测范围亦通常根据外在物件(致动源)的形状与尺寸所决定，更因外在物件的组成材料而有所不同。

电磁式近接式传感器可被永久磁铁所致动，其操作机制在于使用紧密地被填充有惰性气体的玻璃管中的具有薄板的簧片接点，电磁场会使薄板弯曲并彼此接触，以形成电性连接。而簧片接点的薄板的表面会经过处理而附有适合于低电流或高电感电路的材料。相较于传统机械式的开关，电磁式的近接式传感器具有以下优点，(1)、簧片接点可因前述的填充有惰性气体的玻璃管而可避免灰尘、氧化、腐蚀等问题；(2)、开关的切换借由电磁场所驱动，而不需机构的部件；(3)、接点的特殊表面处理可提高元件寿命；(4)、不须维修；(5)、易于操作以及(6)、具有小型化的体积。

光电式传感器使用光敏元件进行感测物件，其通常具有一发射器(即光源)与一接收器。基于操作的模式，光电式传感器可大致区分为下述四种，(1)、直接反射式；(2)、利用反射体的反射式；(3)、利用反射体的极化反射式及(4)、穿透式。

直接反射式传感器具有设置于同一封装体中的发射器与接收器，其直接利用物件所反射的光线进行感测。值得说明的是，此种感射器的接收器的可分辨的距离与准确度会被外在物件的表面颜色及表面型态所影响。针对不透光的物件，接收器的可分辨的距离会被物件表面的颜色所影响，而较浅的颜色会因其较高的反射率而导致传感器具有较长的感测距离，反之亦然。而针对闪亮的物件表面，表面的反射特性就会比颜色来的重要。