專(zhuān)利名稱(chēng)：薄形光學(xué)指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
薄形光學(xué)指示裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種光學(xué)指示裝置，特別是指應(yīng)用于電子裝置上用以控制屏幕光 標(biāo)移動(dòng)的薄形光學(xué)指示裝置。背景技術(shù)：
鼠標(biāo)、觸控板及軌跡球是最為常用的人機(jī)接口設(shè)備之一，而上述設(shè)備存在的問(wèn)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(jī)等便攜式電子裝置上，當(dāng)然業(yè)界 也有將觸摸屏技術(shù)引入手機(jī)等便攜式電子裝置上，但是由于觸摸屏成本相對(duì)較高，并且對(duì) 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(duì)于上述問(wèn)題，業(yè)界也開(kāi)發(fā)出利用 光學(xué)影像處理技術(shù)開(kāi)發(fā)出利用指紋等實(shí)現(xiàn)對(duì)電子裝置屏幕光標(biāo)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(jī)等)上，并且 現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，對(duì)光源發(fā)射光線(xiàn)的利用效率不高，從而影響光學(xué)影像的質(zhì) 量及光源的電能消耗。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種薄形光學(xué)指示裝置，其通過(guò)各種元件的結(jié)構(gòu)安排 與光路的設(shè)計(jì)，以克服現(xiàn)有光學(xué)指示裝置整體高度較高及對(duì)光源發(fā)射光線(xiàn)的利用效率不高 的缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型薄形光學(xué)指示裝置包括一光源、傳輸光源發(fā)射光線(xiàn) 的透鏡及感光芯片，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(duì)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(xiàn)垂直于球面 入射至透鏡內(nèi)，而成像光路包括將反射光線(xiàn)傳輸方向改變?yōu)樗椒较虿⑦M(jìn)一步傳輸至感光 芯片的反射面。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(duì)的另一側(cè)設(shè)有透射平面，從球面透射的光線(xiàn)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(xué)指示裝置在透鏡上方設(shè)有一導(dǎo)航面板，從透射平 面的射出的平行光線(xiàn)經(jīng)過(guò)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，該成像光路包括第一與第二反射面，被目標(biāo)反射的光線(xiàn)經(jīng)過(guò) 第一反射面反射后沿水平方向傳輸至第二反射面，第二反射面將光線(xiàn)反射為第二方向。依據(jù)上述主要特征，在該第一反射面與第二反射面之間設(shè)有一非球面透鏡。依據(jù)上述主要特征，該透鏡在第一反射面與第二反射面之間設(shè)有一定位結(jié)構(gòu)，該 非球面透鏡通過(guò)該定位結(jié)構(gòu)組設(shè)于透鏡上。依據(jù)上述主要特征，其中該光源及感光芯片均組設(shè)于一電路板上，而該透鏡設(shè)置 于感光芯片與光源上方。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。[0012]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(xué)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，該導(dǎo)航面板與透鏡為一整體設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過(guò)在透鏡上設(shè)置一球面，并令光源設(shè)置于該球 面的中心，如此光源發(fā)射的光線(xiàn)垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，如此可保證光的透射率最大， 從而提高對(duì)光源發(fā)射光線(xiàn)的利用效率，之后通過(guò)反射面將反射光線(xiàn)傳輸方向改變?yōu)樗椒?向，如此可利于降低此光學(xué)指示裝置的高度。
圖1為實(shí)施本實(shí)用新型的光學(xué)指示裝置的立體示意圖。圖2為圖1所示光學(xué)指示裝置一透鏡的立體示意圖。圖3為圖1所示光學(xué)指示裝置另一透鏡的立體示意圖。圖4為圖1所示的光學(xué)指示裝置的照明光路的示意圖。圖5為圖1所示的光學(xué)指示裝置的成像光路的示意圖。實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1至圖5所示，為實(shí)施本實(shí)用新型的光學(xué)指示模塊的立體組裝圖，該薄形 光學(xué)指示裝置1包括光源10、傳輸光源10發(fā)射光線(xiàn)的透鏡11及感光芯片12。其中該光源10及感光芯片12均組設(shè)于一電路板13 (如圖4所示)上并與該電路 板13電性連接，在具體實(shí)施時(shí)，該光源10可以是LED或激光，較佳是該光源10是通過(guò)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 —端可設(shè)有與使用該薄形光學(xué)指示裝置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(dāng)然，此電路板13可為與使用該薄形光學(xué)指 示裝置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(qǐng)參閱圖2與圖4所示，該透鏡11設(shè)置于感光芯片12與光源10上方，在實(shí)施時(shí) 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(duì)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(duì)的另一側(cè)設(shè)有透射平面114，如此光源10發(fā)射的光線(xiàn)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(xiàn)透射率，之后經(jīng)過(guò)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(xiàn)透射率，再者，該薄形光 學(xué)指示模塊1在透射平面114 一側(cè)設(shè)有一導(dǎo)航面板115，從透射平面114的射出的平行光線(xiàn) 經(jīng)過(guò)導(dǎo)航面板115折射后，均勻散布在導(dǎo)航面板115表面。請(qǐng)一并參閱圖5所示，成像光路111包括第一反射面116及第二反射面117，照射 在導(dǎo)航面板115表面的光線(xiàn)經(jīng)工作面(如手指，未圖示)反射后透過(guò)第一反射面116反射 后沿水平方向傳輸至第二反射面117，而第二反射面117將該光線(xiàn)反射為沿第二方向傳輸， 進(jìn)一步再照射于感光芯片12上以形成圖像，在本實(shí)施例中第二方向?yàn)榕c水平方向垂直的 方向，當(dāng)然此第二方向也依設(shè)計(jì)要求而為其他方向。較佳地，實(shí)施本實(shí)用新型的光學(xué)指示裝 置1還包括一第二透鏡14 (如圖3所示)，該第二透鏡14包括一非球面透鏡118，該非球面 透鏡118設(shè)于第一反射面116與第二反射面117之間，即從第一反射面116反射的光線(xiàn)通過(guò)該非球面透鏡118后再照射至第二反射面117上，以而可以校正系統(tǒng)的像差。在具體實(shí) 施時(shí)，第一反射面116與第二反射面117為與透鏡11整體設(shè)置并分設(shè)于該透鏡11 一側(cè)面 二端的直角三角形棱鏡的斜面，并且第一反射面116與第二反射面117之間設(shè)有一定位結(jié) 構(gòu)119，該第二透鏡14通過(guò)該定位結(jié)構(gòu)119組設(shè)于透鏡11上，在具體實(shí)施時(shí)，該定位結(jié)構(gòu) 119為一定位槽，該第二透鏡14是通過(guò)一端部141卡持于該定位槽內(nèi)從而將第二透鏡14固 定在該透鏡11上，并令該非球面透鏡118在第一反射面116與第二反射面117之間的光路 上。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過(guò)將透鏡設(shè)置于感光芯片與光源上方，并且通 過(guò)在透鏡上設(shè)置一球面、雙曲面反射面及透射平面，及在透鏡上覆蓋一導(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(xiàn)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(guò)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(guò)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(duì)光源發(fā)射的光線(xiàn)較高的利用效率。之后通過(guò)反射面將反射光線(xiàn)傳輸 方向改變?yōu)樗椒较?，如此可利于降低此光學(xué)指示裝置的高度。同時(shí)，本實(shí)用新型通過(guò)在成 像光路上設(shè)置二個(gè)反射面以改變光的方向(在本實(shí)施例中改為沿水平方向傳輸)，如此可 以保證該光學(xué)指示裝置在垂直方向上高度較低的前提下延長(zhǎng)了成像部分的光路，從而降低 成像透鏡的設(shè)計(jì)難度，也可以獲得更好的成像質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種薄形光學(xué)指示裝置，包括一光源、傳輸光源發(fā)射光線(xiàn)的透鏡及感光芯片，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(duì)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(xiàn)垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，而成 像光路包括將反射光線(xiàn)傳輸方向改變?yōu)樗椒较虿⑦M(jìn)一步傳輸至感光芯片的反射面。
2.如權(quán)利要求1所述的薄形光學(xué)指示裝置，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(duì)的另一側(cè)設(shè)有透射平面，從球面透射 的光線(xiàn)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(xué)指示裝置，其特征在于該薄形光學(xué)指示裝置在透鏡 上方設(shè)有一導(dǎo)航面板，從透射平面的射出的平行光線(xiàn)經(jīng)過(guò)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1或3所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于該成像光路包括第一與 第二反射面，被目標(biāo)反射的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)第一反射面反射后沿水平方向傳輸至第二反射面，第 二反射面將光線(xiàn)反射為第二方向。
5.如權(quán)利要求4所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于在該第一反射面與第二反射 面之間設(shè)有一非球面透鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于該透鏡在第一反射面與第二 反射面之間設(shè)有一定位結(jié)構(gòu)，該非球面透鏡通過(guò)該定位結(jié)構(gòu)組設(shè)于透鏡上。
7.如權(quán)利要求4所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于其中該光源及感光芯片均組 設(shè)于電路板上，而該透鏡設(shè)置于感光芯片與光源上方。
8.如權(quán)利要求7所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于該光源以表面粘貼的方式安 裝于電路板上。
9.如權(quán)利要求7所述的薄形光學(xué)指示裝置，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(xué)指示模塊的電子裝置主電路板連接 的接口。
10.如權(quán)利要求3所述的薄形光學(xué)指示裝置，其特征在于該導(dǎo)航面板與透鏡為一整體設(shè)置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型揭示了一種薄形光學(xué)指示裝置，包括一光源、傳輸光源發(fā)射光線(xiàn)的透鏡及感光芯片，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(duì)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(xiàn)垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，而成像光路包括將反射光線(xiàn)傳輸方向改變?yōu)樗椒较虿⑦M(jìn)一步傳輸至感光芯片的反射面，如此光源發(fā)射的光線(xiàn)垂直于球面入射至透鏡內(nèi)，如此可保證光的透射率最大，從而提高對(duì)光源發(fā)射光線(xiàn)的利用效率，之后通過(guò)反射面將反射光線(xiàn)傳輸方向改變?yōu)樗椒较?，如此可利于降低此光學(xué)指示裝置的高度。
文檔編號(hào)F21V7/06GK201828885SQ20102003632
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者劉建, 謝金 申請(qǐng)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