專利名稱：薄形光學指示模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
薄形光學指示模塊
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)一種光學指示裝置，特別是指應(yīng)用于電子裝置上用以控制光標移
動的薄形光學指示模塊。背景技術(shù)：
鼠標、觸控板及軌跡球是最為常用的人機接口設(shè)備之一，而上述設(shè)備存在的問題 是體積較大、成本較高并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝在如手機等便攜式電子裝置上，當然業(yè)界 也有將觸摸屏技術(shù)引入手機等便攜式電子裝置上，但是由于觸摸屏成本相對較高，并且對 使用環(huán)境及操作方式要求較高，從而也限制了應(yīng)用范圍。對于上述問題，業(yè)界也開發(fā)出利用 光學影像處理技術(shù)開發(fā)出利用指紋等實現(xiàn)對電子裝置屏幕光標的控制，但是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)在 整體高度較高，從而不能有效地將該設(shè)備應(yīng)用于薄形的電子裝置(如薄形手機等)上，并且 現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光路設(shè)計較為復(fù)雜，對光源發(fā)射光線的利用效率不高，從而影響光學影像的質(zhì) 量及光源的電能消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種薄形光學指示模塊，其通過各種元件的結(jié)構(gòu)安排
與光路的設(shè)計，以克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)整體高度較高及對光源發(fā)射光線利用效率不高的缺陷。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型薄形光學指示模塊包括一光源、傳輸光源發(fā)射光線
的透鏡、感光芯片及電路板，其中該光源及感光芯片均組設(shè)于電路板上并與電路板電性連
接，而該透鏡設(shè)置于感光芯片與光源上方，該透鏡包括一照明光路及成像光路，其中該照明
光路包括一球面，該球面設(shè)于透鏡相對光源的表面，并且光源設(shè)置于該球面的中心，光源發(fā)
射的光線垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，而成像光路包括一非球面透鏡。 依據(jù)上述主要特征，該透鏡在鄰近球面的另一表面設(shè)有雙曲面反射面，并且在與 該雙曲面反射面相對的另一側(cè)設(shè)有透射平面，從球面透射的光線經(jīng)此雙曲面反射面反射， 呈垂直于透射平面的平行光射出。 依據(jù)上述主要特征，該薄形光學指示模塊在非球面透鏡上方設(shè)有一導(dǎo)航面板，從
透射平面的射出的平行光線經(jīng)過導(dǎo)航面板折射后，均勻散布在導(dǎo)航面板表面。 依據(jù)上述主要特征，該導(dǎo)航面板為一矩形殼體，并覆蓋于透鏡、殼體、感光芯片與
光源外圍。 依據(jù)上述主要特征，該光源以表面粘貼的方式安裝于電路板上。 依據(jù)上述主要特征，該電路板為一柔性印刷電路板，并且該柔性印刷電路板一端
設(shè)有與使用該薄形光學指示模塊的電子裝置主電路板連接的接口。 依據(jù)上述主要特征，該電路板為使用該薄形光學指示模塊的電子裝置的電路板。 依據(jù)上述主要特征，該導(dǎo)航面板與透鏡為一整體設(shè)置。 依據(jù)上述主要特征，該感光芯片與光源外圍覆蓋有一殼體，該殼體設(shè)有分別收容 感光芯片與光源的第一與第二收容空間，此第一與第二收容空間相互隔離。
3[0013] 依據(jù)上述主要特征，該殼體設(shè)有定位孔，而透鏡底端設(shè)有與定位孔配合的定位柱。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型通過將透鏡設(shè)置于于感光芯片與光源上方，并且 通過在透鏡上設(shè)置一球面、雙曲面反射面、透射平面及導(dǎo)航面板，并令光源設(shè)置于該球面的 中心，如此光源發(fā)射的光線垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，如此可保證光的透射率最大，之后經(jīng) 過雙曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出，也可保證最大的透射率，之后再經(jīng) 過導(dǎo)航面板的折射，均勻照射在導(dǎo)航面板表面，從而利于保證感光芯片得到較佳的圖像質(zhì) 量及對光源發(fā)射的光線較高的利用效率。


圖1為實施本實用新型的光學指示模塊的立體剖視圖。 圖2為圖1所示透鏡的立體示意圖。實施方式
請參閱圖1所示，為實施本實用新型的光學指示模塊的立體組裝圖，該薄形光學 指示模塊1包括光源10、傳輸光源10發(fā)射光線的透鏡11、感光芯片12及電路板13。 其中該光源10及感光芯片12均組設(shè)于電路板13上并與電路板13電性連接，在 具體實施時，該光源10可以是LED或激光，較佳是該光源10是通過表面粘貼技術(shù)安裝于電 路板13上。而該電路板13可以是印刷電路板，也可以是柔性印刷電路板，并且該電路板13 一端設(shè)有與使用該薄形光學指示模塊1的電子裝置的電路板(未圖示)相連接的接口，如 金手指或電連接器等。當然，此電路板13可為與使用該薄形光學指示模塊1的電子裝置的 電路板，即光源10及感光芯片12直接組設(shè)于電子裝置的電路板上。 請參閱圖2所示，該透鏡11設(shè)置于感光芯片12與光源10上方，在實施時該透鏡 11由透明塑性材料成型制成，包括一照明光路110及成像光路111，其中該照明光路110包 括一球面112，該球面112設(shè)于透鏡11相對光源10的表面，并且光源10設(shè)置于該球面112 的中心，另外，該透鏡11在鄰近球面112的另一表面設(shè)有雙曲面反射面113，并且在與該雙 曲面反射面113相對的另一側(cè)設(shè)有透射平面114，如此光源IO發(fā)射的光線便可垂直于球面 112入射至透鏡11內(nèi)，從而保持較高的光線透射率，之后經(jīng)過雙曲面反射面113反射，亦呈 垂直于透射平面114的平行光射出，亦可保持較高的光線透射率，再者，該薄形光學指示模 塊1在非球面透鏡116(如下所述)上方設(shè)有一導(dǎo)航面板115，從透射平面114的射出的平 行光線經(jīng)過導(dǎo)航面板115折射后，均勻散布在導(dǎo)航面板115表面。成像光路111包括一非 球面透鏡116，照射在導(dǎo)航面板115表面的光線經(jīng)工作面(如手指，未圖示)反射后透過非 球面透鏡116照射于感光芯片12上以形成圖像。 在具體實施時，該感光芯片12與光源10外圍通常覆蓋有一殼體14，該殼體14通 常設(shè)有分別收容感光芯片12與光源10的第一與第二收容空間140、 141 ，此第一與第二收容 空間140、141相互隔離以便防止光源10的散射的光影響感光芯片12對圖像的采集，并且 該殼體14的上壁(未標號)上還設(shè)有定位孔(未標號)，以便與設(shè)于透鏡11底端的定位柱 117配合而令透鏡11組設(shè)于殼體14上。另外，該殼體14還設(shè)有一凹部142，以收容非球面 透鏡116。再者，在具體實施時，上述導(dǎo)航面板115或者可與透鏡11設(shè)為一整體，也可為矩 形殼體并覆蓋于透鏡11、殼體14、感光芯片12與光源10外圍，并且由該矩形殼體組設(shè)于電 路板13上，從而令上述元件形成一整體模塊，從而可直接提供給手機、筆記本等便攜式電子裝置或鍵盤制造商，直接組裝于該電子裝置或鍵盤上，從而替代現(xiàn)有的多向方向鍵、軌跡 球或搖桿等方向控制元件。
權(quán)利要求一種薄形光學指示模塊，包括光源、傳輸光源發(fā)射光線的透鏡、感光芯片及電路板，其中該光源及感光芯片均組設(shè)于電路板上并與電路板電性連接，而該透鏡設(shè)置于感光芯片與光源上方，該透鏡包括一照明光路及成像光路，其特征在于該照明光路包括一球面，該球面設(shè)于透鏡相對光源的表面，并且光源設(shè)置于該球面的中心，光源發(fā)射的光線垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，而成像光路包括一非球面透鏡。
2. 如權(quán)利要求1所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該透鏡在鄰近球面的另一表 面設(shè)有雙曲面反射面，并且在與該雙曲面反射面相對的另一側(cè)設(shè)有透射平面，從球面透射 的光線經(jīng)此雙曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出。
3. 如權(quán)利要求2所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該薄形光學指示模塊在非球 面透鏡上方設(shè)有一導(dǎo)航面板，從透射平面的射出的平行光線經(jīng)過導(dǎo)航面板折射后，均勻散 布在導(dǎo)航面板表面。
4. 如權(quán)利要求3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該導(dǎo)航面板為一矩形殼體，并 覆蓋于透鏡、殼體、感光芯片與光源外圍。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該光源以表面粘貼的方 式安裝于電路板上。
6. 如權(quán)利要求1或3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該電路板為一柔性印刷 電路板，并且該柔性印刷電路板一端設(shè)有與使用該薄形光學指示模塊的電子裝置主電路板 連接的接口。
7. 如權(quán)利要求1或3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該電路板為使用該薄形 光學指示模塊的電子裝置的電路板。
8. 如權(quán)利要求1或3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該導(dǎo)航面板與透鏡為一 整體設(shè)置。
9. 如權(quán)利要求1或3所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該感光芯片與光源外圍 覆蓋有一殼體，該殼體設(shè)有分別收容感光芯片與光源的第一與第二收容空間，此第一與第 二收容空間相互隔離。
10. 如權(quán)利要求9所述的薄形光學指示模塊，其特征在于該殼體設(shè)有定位孔，而透鏡 底端設(shè)有與定位孔配合的定位柱。
專利摘要本實用新型揭示了一種薄形光學指示模塊，包括一光源、傳輸光源發(fā)射光線的透鏡、感光芯片及電路板，其中該光源及感光芯片均組設(shè)于電路板上并與電路板電性連接，而該透鏡設(shè)置于感光芯片與光源上方，該透鏡包括一照明光路及成像光路，其中該照明光路包括一球面、雙曲面反射面、透射平面及導(dǎo)航面板，其中光源設(shè)置于該球面的中心，光源發(fā)射的光線垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，之后經(jīng)過雙曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出，再經(jīng)過導(dǎo)航面板的折射，均勻照射在導(dǎo)航面板表面，而成像光路包括一非球面透鏡，照射在導(dǎo)航面板表面的光線經(jīng)反射后透過非球面透鏡照射于感光芯片上。
文檔編號G02B17/08GK201465046SQ20092006918
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者劉建, 謝金, 高勇 申請人:埃派克森微電子(上海)有限公司;埃派克森微電子有限公司