專利名稱：具有紫外線檢測功能的指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，其可整合光檢測裝置于電子表內(nèi)的指示裝置，以易于攜帶用以檢測及讀取顯示紫外線幅射強(qiáng)度指數(shù)。
長久以來，人們所受的教育皆認(rèn)為接近大自然，擁抱太陽是為健康的不二法門，但近二十年來，各地科學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)指出由于人們對化學(xué)物質(zhì)的大量使用，尤其對氟氯碳化物的過度濫用，造成地球臭氧層中的臭氧分解，其間的臭氧量不斷喪失，日漸稀薄，所謂地球破個大洞更是讓人們驚慌失措，不知如何是好。臭氧層遭致破壞為什么會讓科學(xué)家如此警覺，人們?nèi)绱司o張，其主要就是因?yàn)榈厍虼髿鈱釉贌o法有效過濾從太陽照射至地球的紫外線(Ultraviolet)，紫外線陽光照射生物體過度將造成生物體的皮膚病變、皮膚癌、皮膚老化、白內(nèi)障等問題，因此世界各組織除了制定限制氟氯碳化物過度使用的國際法規(guī)外，各地政府亦開始警告或教育人們重新認(rèn)識接近大自然的定義，尤其是避開強(qiáng)烈陽光或紫外線的照射更是宣傳重點(diǎn)，而為提供人們正確的紫外線強(qiáng)度訊息，一些組織亦會定期宣布定點(diǎn)的紫外線強(qiáng)度預(yù)測指數(shù)，以提供人們選擇活動時間及預(yù)防措施，如我國的氣象報(bào)告中的紫外線指數(shù)(UVI)報(bào)告。
惟，一般的定點(diǎn)紫外線幅射強(qiáng)度偵測裝置，不是體積龐大而不易于搬運(yùn)，只能定點(diǎn)偵測，就是造價錢高，無法普及各地，亦無法針對每個使用者的需要而隨時隨地偵測紫外線幅射強(qiáng)度，故并不實(shí)用。
針對于此，一些學(xué)術(shù)單位及科學(xué)家就利用一些會對紫外線照射反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，如多酸酯層(甲基丙烯酸酯PMMA)、旋苾化物(spiropyran)、旋氧氮化物(spirooxazine)、旋石油腦氧氮化物(spiro-naphthooxazine)等化合物，利用其會吸收紫外線而反應(yīng)變色的特性，再藉由適當(dāng)?shù)娜軡?jì)搭配，涂抹于一些易于攜帶的基材上，故一般使用者可隨時隨地觀看其化學(xué)檢測裝置的顏色變化而加以判斷當(dāng)下的紫外線幅射強(qiáng)度。此類技術(shù)如美國專利第5，581，090號「PHOTOCHROMIC ULTRAVIOLET DETECTOR」、及美國專利第5，387，798號「UV-A，UV-B DISCRIMINATION SENSOR」所揭露，如圖1所示，主要是在一塑膠基底12上涂抹一多酸酯層14，利用多酸酯層14遇紫外線照射會加以變色的特性來加以判斷紫外線的幅射強(qiáng)度。
惟，上述的技術(shù)還是存在有下列的缺點(diǎn)1、其主要是利用會對紫外線照射反應(yīng)變色的化學(xué)物質(zhì)特性來觀看顏色變化而加以判斷紫外線強(qiáng)度，此種以經(jīng)驗(yàn)值來判讀的結(jié)果并不確實(shí)，無法對使用者達(dá)到真正警示保護(hù)的作用；2、其化學(xué)混合物的混合比例難以調(diào)配控制，其偵測紫外線幅射強(qiáng)度的準(zhǔn)確性令人質(zhì)疑；及3、其主要材質(zhì)為化學(xué)混合物，難以與一般的集成電路整合，而提供快速且準(zhǔn)確的指數(shù)數(shù)字報(bào)告或警告聲響，在使用上有其不方便性。
因此，如何設(shè)計(jì)出一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，尤其是為一種可輕易與一些人人皆會攜帶的裝置整合，如電子表，不僅可易于攜帶，且可提供準(zhǔn)確及時的紫外線幅射強(qiáng)度指數(shù)以利使用者觀看，又可自動在幅射強(qiáng)度超過一定設(shè)定值時發(fā)出聲響以警告使用者，長久以來一直是使用者殷切盼望及本發(fā)明人念茲在茲者，而本創(chuàng)作人基于多年從事于半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)制品的研究、開發(fā)及銷售的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，乃思及改良的意念，窮其個人的專業(yè)知識，經(jīng)多方研究設(shè)計(jì)、專題探討，終得本發(fā)明產(chǎn)生。
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的，在于提供一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，利用半導(dǎo)體光電二極管為偵測紫外線幅射強(qiáng)度的主要材質(zhì)，而易于與一般電子表等指示裝置整合特性，不僅可達(dá)到整合方便易于攜帶的功效，又可更加準(zhǔn)確的讀取其幅射強(qiáng)度指數(shù)。
本發(fā)明的次要目的，在于提供一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，由于其可易于一般的電子表集成電路整合，故可共享其內(nèi)部的響鈴蜂鳴器，而在紫外線幅射強(qiáng)度超出一設(shè)定值時會自動發(fā)出聲響以警告使用者。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，提供一種制程簡易、造價便宜、功能選擇多樣、且方便攜帶的指示裝置，以利于普及大眾使用，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)使用者免受紫外線照射傷害，維護(hù)健康以造福人群的功效。
本發(fā)明的目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明由具有LCD顯示器、功能處理器、及電源供應(yīng)器的電子表構(gòu)成，其特征在于在電子表中設(shè)有一能檢測入射光訊號的光檢測裝置，光檢測裝置與功能處理器連接。光檢測裝置，由可檢測入射光訊號并轉(zhuǎn)為電子訊號的半導(dǎo)體光電二極管構(gòu)成，其至少包括有一可作為該光檢測裝置一電極的第一金屬層、一沉積于第一金屬層上偵測光訊號的檢光半導(dǎo)體薄膜層及一可作為光檢測裝置另一電極的第二金屬層。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，其可整合光檢測裝置于電子表內(nèi)的指示裝置，以易于攜帶用以檢測及讀取顯示紫外線幅射強(qiáng)度指數(shù)。
茲為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所實(shí)現(xiàn)的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，僅佐以較佳的實(shí)施例圖及配合詳細(xì)的說明，說明如后


圖1是常用紫外線檢測裝置的剖面示意圖；圖2是常用電子表指示裝置的電路構(gòu)造示意圖；圖3是本發(fā)明光檢測電路結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4A是本發(fā)明實(shí)施例電路圖；圖4B是本發(fā)明實(shí)施例電路圖；圖5是本發(fā)明電子表指示裝置的電路構(gòu)造示意圖；及圖6是本發(fā)明電子表指示裝置的外觀示意圖。
首先，針對常用電子表指示裝置作一詳細(xì)介紹。請參閱圖1，是為常用電子表指示裝置的電路構(gòu)造示意圖；一般電子表中其電路構(gòu)造主要是包括有一可執(zhí)行鐘表時間等計(jì)時功能的電子表心22、一連接電子表心22而可執(zhí)行如解碼、LCD驅(qū)動、訊號轉(zhuǎn)換等功效的功能處理器24、一可顯示多個計(jì)時數(shù)字或顏色變化訊號的LCD顯示器26及一可提供上述元件電源供應(yīng)的電源供應(yīng)器28，當(dāng)然，在一些功能較齊全的電子表，在其功能處理器24中還存在有一具有響鈴或鬧鈴蜂鳴器245，這些電子表指示裝置均為一般市售之電子表，如卡西歐(CASIO)之G-shock型、Babg-G型、adidas、Esprit、或swatch等世界知名大廠所生產(chǎn)的各款電子表、或臺灣昌右精密工業(yè)股份有限公司所出品的SA-8132型號運(yùn)動計(jì)時器皆可使用。
再者，請參閱圖3所示，為現(xiàn)有技術(shù)的光檢測電路構(gòu)造結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；如圖所示，光檢測裝置是可被視為半導(dǎo)體元件的光電二極管，其構(gòu)造主要是包括有一可作為該光檢測裝置一電極的第一金屬層32、一沉積于第一金屬層32上用以偵測光訊號的檢光半導(dǎo)體薄膜層36及一可作為光檢測裝置另一電極的第二金屬層34，其中作為檢光半導(dǎo)體薄膜層36的檢光半導(dǎo)體材可選擇非晶硅、非晶鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵、及磷化銦等的不同受光材質(zhì)其中之一，而兩個電極間加入適當(dāng)?shù)碾妷簩⒅率箼z光半導(dǎo)體薄膜層36完全空乏，此時，當(dāng)有紫外線等光線照射到檢光半導(dǎo)體薄膜層36時，即會產(chǎn)生光電流而將光訊號轉(zhuǎn)化為電訊號，其中該第二金屬層34必須為高透光性材質(zhì)以免影響受光照射。當(dāng)然，其中該第一金屬層32與第二金屬層34亦可被設(shè)計(jì)成為同一介面金屬層。
請參閱圖4A及圖4B所示，是為本發(fā)明前案的兩較佳實(shí)施例電路構(gòu)造示意圖，其中圖4A是顯示本發(fā)明光電二極管42連接一BJT電晶體44的基極，當(dāng)受光時產(chǎn)生的電流注入BJT電晶體44的基極而轉(zhuǎn)換成為電訊號。而在圖4B中是顯示光電二極管46在受光時將形成通路狀態(tài)，故將致使MOS電路48亦形成一導(dǎo)通狀態(tài)而將光訊號轉(zhuǎn)換成為一電子訊號。如此，即可明了現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容容易與集成電路整合，而達(dá)到精確判讀光線幅射照射指數(shù)及制程容易的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)然，本發(fā)明的光電二極體42、46亦可直接使用一般市售之光偵測器，如日本住友電氣工業(yè)股份有限公司、美國濱松赫德尼古斯股份有限公司、或臺灣華興電子工業(yè)股份有限公司、臺灣光寶電子股份有限公司所出品的各型光偵測器裝置即可。
另外，請參閱圖5所示，是為本發(fā)明電子表指示裝置的電路構(gòu)造示意圖；本發(fā)明主要是將其光檢測裝置60適當(dāng)?shù)嘏c一般市售電子表指示裝置的電路構(gòu)造整合使用，以作為易于攜帶并準(zhǔn)確讀取紫外線幅射強(qiáng)度之用，換言之，本發(fā)明主要是包括有一由第一金屬層、檢光半導(dǎo)體薄膜層及一第二金屬層所組合而成的光檢測裝置60、電子表心52、功能處理器54、鬧鈴蜂鳴器544、LCD顯示器56及一電源供應(yīng)器58，其中該電子表心52、功能處理器54、鬧鈴蜂鳴器544、LCD顯示器56及一電源供應(yīng)器58，其中電子表心52、功能處理器54、鬧鈴蜂鳴器544、LCD顯示器56、及一電源供應(yīng)器58還是正常執(zhí)行一般電子表指示裝置該擁有的功能，惟其功能處理器54尚連接有本發(fā)明的光檢測裝置60，如此光檢測裝置60在吸收到紫外線照射光源后，即可將其光訊號轉(zhuǎn)換為一電子訊號，并將此電子訊號輸入功能處理器54中進(jìn)行處理，并將此處理過所得的訊號經(jīng)過功能處理器54，而在電子表面的LCD上表現(xiàn)出來，以利使用者的觀看，而可就紫外光幅射照射強(qiáng)度作出相對因的措施；換言之，本發(fā)明就是利用光檢測裝置60將所偵測得之光訊號轉(zhuǎn)為電子訊號，并利用電子表本身的功能處理器54運(yùn)算而顯示在LCD上，至于功能處理器54為一般市售電子表內(nèi)所附設(shè)者，且此功能處理器54除了還具有原電子表的計(jì)時、秒表、計(jì)步、深度、壓力等各項(xiàng)功能外，在其擴(kuò)展槽連接一光檢測裝置，其輸出端連接到LCD上增加顯示一紫外光等級顯示功能，而這些改變并沒有改變原有的功能處理器，而僅是在其空端接上連接線即可。
當(dāng)然，由于本發(fā)明易于與一般集成電路整合，所以本發(fā)明亦可設(shè)定一些功能，如將紫外線幅射強(qiáng)度設(shè)計(jì)成可動警告等級，若紫外線幅射強(qiáng)度超過一預(yù)設(shè)等級時，將利用本發(fā)明的鬧鈴蜂鳴器544自動發(fā)出警告聲響，同樣可預(yù)先告知使用者所處的環(huán)境，而相對進(jìn)行對應(yīng)動作，以保護(hù)其自身健康，免受紫外線照射的毒手。至于其警告預(yù)設(shè)等級，聲音大小等功能是可透過一連接該功能處理器54的選擇開關(guān)器64執(zhí)行。
最后，請參閱圖6所示，是為本發(fā)明電子表指示裝置的外觀示意圖；如圖所示，本發(fā)明電子表指示裝置70的表面72設(shè)有一透明的LCD顯示器80，而本發(fā)明的光檢測裝置74是設(shè)于一表面72的適當(dāng)位置以利紫外光線的吸收，在其表面72中還設(shè)有一可讓鬧鈴蜂鳴器544警告出聲傳輸?shù)姆澍Q出聲孔78，并在其邊上設(shè)有一可供按鍵或旋鈕使用的選擇功能器76，以利各項(xiàng)功能的設(shè)定，如紫外線照射幅射強(qiáng)度等級或警告聲響的關(guān)閉等。
而在LCD顯示器80中，其主要是包括有一可顯示鐘表時間的時間顯示區(qū)88、可顯示紫外線幅射強(qiáng)度的數(shù)字顯示區(qū)82、顯示紫外線幅射強(qiáng)度顏色變化的等級顯示區(qū)84及其它功能顯示區(qū)88，如此在使用者方便攜帶的狀態(tài)下，隨時隨地皆可對當(dāng)下的紫外線照射強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確偵測，并選擇所喜歡的顯示方式來達(dá)到告知的功效，如此以達(dá)到普及化及造福世人的目的。
當(dāng)然，本發(fā)明光檢測裝置60的檢光半導(dǎo)體薄膜層是可選擇晶硅(a-si)、非晶鍺(a-Ge)、鍺化硅(SiGe)、碳化硅(SiC)、砷化鎵(GaAs)及磷化銦(InP)的其中之一，而利各種光線強(qiáng)度的吸收。
綜上所述，本發(fā)明確為一具有新穎性、進(jìn)步性及可供產(chǎn)業(yè)上利用，應(yīng)符合我國專利法專利申請要件無疑，故依法提出實(shí)用新型申請。
惟以上所述，僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，但凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有紫外線檢測功能的指示裝置，由具有LCD顯示器、功能處理器、及電源供應(yīng)器的電子表構(gòu)成，其特征在于在電子表中設(shè)有一能檢測入射光訊號的光檢測裝置，光檢測裝置與功能處理器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于光檢測裝置，由可檢測入射光訊號并轉(zhuǎn)為電子訊號的半導(dǎo)體光電二極管構(gòu)成，其至少包括有一可作為該光檢測裝置一電極的第一金屬層、一沉積于第一金屬層上偵測光訊號的檢光半導(dǎo)體薄膜層及一可作為光檢測裝置另一電極的第二金屬層。
3.如權(quán)利要求1所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于尚包括有一可執(zhí)行鐘表功能的電子表心。
4.如權(quán)利要求1所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于該LCD顯示器包括有一時間顯示區(qū)、數(shù)字顯示區(qū)、等級顯示區(qū)及其它功能顯示區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于該功能處理器至少包括有一鬧鈴蜂鳴器。
6.如權(quán)利要求1所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于尚包括有一連接該功能處理器的選擇開關(guān)器。
7.如權(quán)利要求2所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于該檢光半導(dǎo)體薄膜層是可選擇非晶硅、非晶鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵有磷化銦的其中之一。
8.如權(quán)利要求2所述的具有紫外線檢測功能的指示裝置，其特征在于至少有一金屬層是為透光性金屬材質(zhì)所制成。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有紫外線檢測功能的指示裝置,尤指一種可整合光檢測裝置于電子表內(nèi)的指示裝置,以用以檢測及讀取顯示所吸收的紫外線強(qiáng)度指數(shù),由于其光檢測裝置是為一半導(dǎo)體光電二極管,可輕易與指示裝置內(nèi)的電子表心集成電路等元件結(jié)合,不僅可易于攜帶檢測裝置而隨時偵測紫外線輻射強(qiáng)度,以利于使用者的健康維護(hù),亦可有效提高紫外線強(qiáng)度的偵測準(zhǔn)確度。
文檔編號G01J3/30GK1295239SQ0010965
公開日2001年5月16日 申請日期2000年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月29日
發(fā)明者蔡文欽, 黃翼賢 申請人:美祿科技股份有限公司