專利名稱：導(dǎo)光元件與具有該導(dǎo)光元件的感測(cè)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種光電鼠標(biāo)(optical mouse),且特別有關(guān)于一種光電鼠標(biāo)的 感測(cè)組件及其導(dǎo)光元件。
背景技術(shù)：
光電鼠標(biāo)因具有定位精確，不需可動(dòng)元件以及不易故障等優(yōu)點(diǎn)，己取代機(jī)械 鼠標(biāo)(mechanical mouse)而成為鼠標(biāo)市場(chǎng)中的主流。
一般而言，光電鼠標(biāo)具有一感測(cè)組件，其包括一光源、 一影像感測(cè)元件(image sensor)與一導(dǎo)光元件，其中光源為發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)或激 光(laser)，而影像感測(cè)元件為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像感測(cè)元件。此 外，導(dǎo)光元件用以將光源所提供的光束導(dǎo)引至光電鼠標(biāo)所放置的表面上的特定區(qū) 域，并將從此特定區(qū)域反射的光束聚焦至影像感測(cè)元件上。
圖1是現(xiàn)有的一種光電鼠標(biāo)的感測(cè)組件的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，現(xiàn)有的感測(cè)組 件100是設(shè)置在光電鼠標(biāo)的一下殼體50上。此感測(cè)組件100包括一發(fā)光二極管110、
一 CMOS影像感測(cè)元件120以及一導(dǎo)光元件130。發(fā)光二極管110適于提供一光束 112，此光束112依序經(jīng)由導(dǎo)光元件130的反射面132與反射面134反射后會(huì)投射 在光電鼠標(biāo)所放置的桌面60的特定區(qū)域上。接著，光束112會(huì)被桌面60反射至導(dǎo) 光元件130的一透鏡部136上，而此透鏡部136會(huì)將光束112聚焦至CMOS影像感 測(cè)元件120上，以讓CMOS影像感測(cè)元件120加以辨識(shí)處理。
上述感測(cè)組件100中，因發(fā)光二極管110所提供的光束112需經(jīng)由反射面132、 134的反射才能投射至桌面60上，故光束112的光路徑較長(zhǎng)。此外，由于反射面 132、 134無(wú)法將發(fā)光二極管110所提供的光束112匯聚成理想的平行光，導(dǎo)致光 束112在傳遞的過(guò)程中較容易發(fā)散，再加上光束112的光路徑較長(zhǎng)，導(dǎo)致投射在 CMOS影像感測(cè)元件120上的光束112的能量較低。換言之，現(xiàn)有的感測(cè)組件100 的光利用效率較差。另外，由于感測(cè)組件100的光利用效率較差，為了保持光電鼠 標(biāo)的靈敏度，需調(diào)高發(fā)光二極管no的發(fā)光功率，然而此將消耗較多的能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)光元件，以縮短光束的光路徑。 本發(fā)明的另一目的是提供一種感測(cè)組件，以提高光利用效率。 為達(dá)上述或是其他目的，本發(fā)明提出一種導(dǎo)光元件，其適用于一光電鼠標(biāo)中， 以將一光源所提供的一光束導(dǎo)引至光電鼠標(biāo)所放置的一表面上，并將從表面反射的 光束聚焦至一影像感測(cè)元件上。此導(dǎo)光元件包括一主體，且此主體具有一頂平面以 及位于主體底部的一第一斜面與一第二斜面。頂平面上具有一凹陷部，而此凹陷部 的底部形成有一第一透鏡部。第一斜面是與第一透鏡部相對(duì)，而第二斜面是與凹陷 部的底部相對(duì)，且第二斜面上形成有一第二透鏡部。此外，光源與影像感測(cè)元件適 于設(shè)置在凹陷部上方，且光源適于提供光束至第一透鏡部。此外，光束經(jīng)由第一透 鏡部匯聚后會(huì)通過(guò)第一斜面，并被折射至上述表面上，而表面適于將光束反射至第 二透鏡部，且第二透鏡部會(huì)將光束聚焦至影像感測(cè)元件。
本發(fā)明另提出一種感測(cè)組件，其適用于一光電鼠標(biāo)中，此感測(cè)組件包括一導(dǎo) 光元件、 一光源以及一影像感測(cè)元件。導(dǎo)光元件包括一主體，且此主體具有一頂平 面以及位于主體底部的一第一斜面與一第二斜面。頂平面上具有一凹陷部，而此凹 陷部的底部形成有一第一透鏡部，且第一斜面是與第一透鏡部相對(duì)。第二斜面是與 凹陷部的底部相對(duì)，且第二斜面上形成有一第二透鏡部。此外，光源與影像感測(cè)元 件是配置于凹陷部上方，且光源適于提供一光束至第一透鏡部。另外，光束經(jīng)由第 一透鏡部匯聚后會(huì)通過(guò)第一斜面，并被折射至光電鼠標(biāo)所放置的一表面上，而此表 面適于將光束反射至第二透鏡部，且第二透鏡部會(huì)將光束聚焦至影像感測(cè)元件。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述凹陷部包括相鄰的一第一凹槽與一第二凹槽，而 光源是配置在第一凹槽上方，且第一透鏡部是形成于第一凹槽底部。影像感測(cè)元件 是設(shè)置在第二凹槽上方，而第二斜面是與第二凹槽底部相對(duì)。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一透鏡部具有一第一光入射面，且第一光入射
面為一凸面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一光入射面的頂點(diǎn)與光源之間的距離介于2公 厘(mm)至7公厘之間。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述主體具有一底平面，且底平面具有一溝槽，而第 一斜面與第二斜面是位于溝槽中。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一斜面與底平面所在的截面之間的夾角介于16
度至35度之間。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第二透鏡部具有一第二光入射面，且第二光入射
面為一凸面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第二凹槽底部具有一第三斜面，與第二斜面相對(duì)。 在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一透鏡部具有一第一光入射面，且第一光入射
面為一凸面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一光入射面的頂點(diǎn)與光源之間的距離介于2公 厘至7公厘之間。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述主體具有一底平面，且底平面具有一溝槽，而第 一斜面與第二斜面是位于溝槽中。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第一斜面與底平面所在的截面之間的夾角介于16 度至35度之間。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第二透鏡部具有一第二光入射面，且第二光入射 面為一凸面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述第二透鏡部還具有一第二光出射面，與第二光入 射面相對(duì)，且第二光出射面為一凸面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述光源為發(fā)光二極管或激光。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述影像感測(cè)元件為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體影像感 測(cè)元件。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述光源與影像感測(cè)元件是封裝于同一封裝體中。 在本發(fā)明中，光源所提供的光束通過(guò)第一斜面后即被被折射至光電鼠標(biāo)所放
置的表面上。由于光束不需經(jīng)過(guò)多次反射即可投射至光電鼠標(biāo)所放置的表面上，故
能縮短光束的光路徑。此外，第一透鏡部可匯聚光束，使光束不易發(fā)散，因此本發(fā)
明的感測(cè)組件具有較高的光利用效率。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)
施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是現(xiàn)有的一種光電鼠標(biāo)的感測(cè)組件的示意圖。
圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的感測(cè)組件的示意圖。
圖3A與圖3B是圖2的導(dǎo)光元件不同視角的立體圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的感測(cè)組件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的感測(cè)組件的示意圖，圖3A與圖3B是圖2的導(dǎo)光元 件不同視角的立體圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3A與圖犯，本實(shí)施例的感測(cè)組件200適用 于一光電鼠標(biāo)中。此感測(cè)組件200包括一導(dǎo)光元件210、 一光源220以及一影像感 測(cè)元件230。導(dǎo)光元件210包括一主體212，且此主體212具有一頂平面212a以及 位于主體212底部的一第一斜面212b與一第二斜面212c。頂平面212a上具有一 凹陷部212a'，而此凹陷部212a'的底部形成有一第一透鏡部212f 。第一斜面212b 是與第一透鏡部212f相對(duì)，而第二斜面212c是與凹陷部212a'的底部相對(duì)，且 第二斜面212c上形成有一第二透鏡部212g。此外，光源220與影像感測(cè)元件230 是設(shè)置在凹陷部212a'上方。
上述感測(cè)組件200中，凹陷部212a'例如包括相鄰的一第一凹槽212d與一第 二凹槽212e，且第一透鏡部212f是形成于第一凹槽212d底部，而第一斜面212b 是與第一透鏡部212f相對(duì)。第二斜面212c是與第二凹槽212e底部相對(duì)。此外， 光源220是配置于第一凹槽212d上方，而影像感測(cè)元件230是配置于第二凹槽212e 上方。
承上述，主體212例如具有一底平面212h，且底平面212h具有一溝槽212i， 而第一斜面212b與第二斜面212c是位于溝槽212i中。此外，光源220可為發(fā)光 二極管或激光，其適于提供一光束222，而此光束222會(huì)被第一透鏡部212f匯聚。 在本實(shí)施例中，第一透鏡部212f具有一第一光入射面212fl，且第一光入射面212fl 為一凸面，而經(jīng)由第一透鏡部212f匯聚后的光束222大致上為平行光。
承上述，光束222經(jīng)由第一透鏡部212f匯聚后會(huì)通過(guò)第一斜面212b，并被折 射至光電鼠標(biāo)所放置的一表面70(如桌子的表面)上。此表面70適于將光束222反
射至第二透鏡部212g，且此第二透鏡部212g會(huì)將光束222成像于影像感測(cè)元件230 上。在本實(shí)施例中，第二透鏡部212g具有一第二光入射面212gl，且其為一凸面， 以使光束222成像于影像感測(cè)元件230上。
此外，第二透鏡部212g例如還具有一第二光出射面212g2，其為一凸面，且 與第二光入射面212gl相對(duì)。此第二光出射面212g2可輔助第一光入射面212gl 而將光束222成像于影像感測(cè)元件230上。另外，影像感測(cè)元件230例如為互補(bǔ)式 金屬氧化物半導(dǎo)體影像感測(cè)元件，其例如是電性連接至光電鼠標(biāo)中的一芯片組件。 芯片組件可根據(jù)影像感測(cè)組件200所接收到的光信號(hào)(即光束222)來(lái)計(jì)算光電鼠標(biāo) 移動(dòng)的軌跡。
相較于現(xiàn)有的感測(cè)組件IOO(如圖1所示)的光源110所提供的光束112需經(jīng)過(guò) 兩次反射才能投射至桌面60，在本實(shí)施例中，由于光源220所提供的光束222通 過(guò)第一斜面212b后即直接折射至表面70上，所以光束222的光路徑較短，如此可 減少光束222傳遞時(shí)造成的光損失，進(jìn)而提高光利用效率。此外，第一透鏡部212f 可將光束222匯聚成較理想的平行光，使光束222不易發(fā)散，所以能進(jìn)一步提高光 利用效率。另外，由于本實(shí)施例的感測(cè)組件200具有較高的光利用效率，所以不需 通過(guò)調(diào)高光源220的發(fā)光功率來(lái)保持光電鼠標(biāo)的靈敏度，因此能節(jié)省能源。
值得一提的是，為了在表面70上形成適當(dāng)?shù)墓饩€分布及光點(diǎn)尺寸，可使第一 光入射面212fl的頂點(diǎn)與光源220之間的距離介于2公厘至7公厘之間。此外，為 了再縮短光源220所提供的光束222傳遞至影像感測(cè)元件.230的光路徑，以進(jìn)一步 提高光利用效率，以及獲得適當(dāng)?shù)囊暯枪┯跋窀袦y(cè)元件230辨識(shí)，可使第一斜面 212b與底平面212h所在的截面之間的夾角介于16度至35度之間，以將光束222 偏折成以10度至30度的入射角投射在表面70上。
另外，由于光源220與影像感測(cè)元件230設(shè)置的位置較為接近，因此可方便 將光源220與影像感測(cè)元件230封裝于同一封裝體240中(如圖4的感測(cè)組件200， 所示)。如此，在組裝感測(cè)組件200'時(shí)，僅需組合封裝體240與導(dǎo)光元件210，所 以能大幅縮短影像感測(cè)組件200'的組裝時(shí)間，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)
l.相較于現(xiàn)有技術(shù)的光束的光路徑需經(jīng)過(guò)兩次反射才能投射至光電鼠標(biāo)所放 置的表面上，本發(fā)明的光源所提供的光束通過(guò)第一透鏡部后即被折射至光電鼠標(biāo)所
放置的表面上，故能縮短光束的光路徑，以提高光利用效率。
2. 第一透鏡部的第一光入射面可矯正入射光束成為近似平行光，以使光束不
易發(fā)散，而第一斜面可偏折光束到特定方向，以使光束集中投射在有效取像區(qū)域， 因此可進(jìn)一步提高光利用效率。
3. 由于本發(fā)明的感測(cè)組件具有較高的光利用效率，所以不需通過(guò)調(diào)高光源的 發(fā)光功率來(lái)保持光電鼠標(biāo)的靈敏度，因此能節(jié)省能源。
4. 光源與影像感測(cè)元件可封裝于同一封裝體中，在組裝感測(cè)組件時(shí)，僅需組 合封裝體與導(dǎo)光元件，所以能縮短感測(cè)組件的組裝時(shí)間，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬 技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動(dòng)與 潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光元件，適用于一光電鼠標(biāo)中，以將一光源所提供的一光束導(dǎo)引至該光電鼠標(biāo)所放置的一表面上，并將從該表面反射的該光束聚焦至一影像感測(cè)元件上，該導(dǎo)光元件包括一主體，具有一頂平面以及位于該主體底部的一第一斜面與一第二斜面，而該頂平面上具有一凹陷部，而該凹陷部的底部形成有一第一透鏡部，且該第一斜面是與該第一透鏡部相對(duì)，而該第二斜面是與該凹陷部的底部相對(duì)，且該第二斜面上形成有一第二透鏡部，其中，該光源與該影像感測(cè)元件適于設(shè)置在該凹陷部上方，且該光源適于提供該光束至該第一透鏡部，該光束經(jīng)由該第一透鏡部匯聚后會(huì)通過(guò)該第一斜面，并被折射至該表面上，而該表面適于將該光束反射至該第二透鏡部，且該第二透鏡部會(huì)將該光束成像于該影像感測(cè)元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該凹陷部包括相鄰的一第一凹 槽與一第二凹槽，而該光源適于配置在該第一凹槽上方，且該第一透鏡部是形成于 該第一凹槽底部，該影像感測(cè)元件適于設(shè)置在該第二凹槽上方，而該第二斜面是與 該第二凹槽底部相對(duì)。
3. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該第一透鏡部具有一第一光入 射面，且該第一光入射面為一凸面。
4. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該第一光入射面的頂點(diǎn)與該光 源之間的距離介于2公厘至7公厘之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該主體具有一底平面，且該底 平面具有一溝槽，而該第一斜面與該第二斜面是位于該溝槽中。
6. 如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該第一斜面與該底平面所在的 截面之間的夾角介于16度至35度之間。
7. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該第二透鏡部具有一第二光入 射面，且該第二光入射面為一凸面。
8. 如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該第二透鏡部還具有一第二光 出射面，與該第二光入射面相對(duì)，且該第二光出射面為一凸面。
9. 一種感測(cè)組件，適用于一光電鼠標(biāo)中，該感測(cè)組件包括-一導(dǎo)光元件，包括一主體，該主體具有一頂平面以及位于該主體底部的一第 一斜面與一第二斜面，其中該頂平面上具有一凹陷部，而該凹陷部的底部形成有一 第一透鏡部，且該第一斜面是與該第一透鏡部相對(duì)，而該第二斜面是與該凹陷部的 底部相對(duì)，且該第二斜面上形成有一第二透鏡部；一光源，配置于該凹陷部上方，且該光源適于提供一光束至該第一透鏡部；一影像感測(cè)元件，配置于該凹陷部上方，其中，該光束經(jīng)由該第一透鏡部匯聚后會(huì)通過(guò)該第一斜面，并被折射至該光 電鼠標(biāo)所放置的一表面上，而該表面適于將該光束反射至該第二透鏡部，且該第二 透鏡部會(huì)將該光束成像于該影像感測(cè)元件。
10. 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，該凹陷部包括相鄰的一第一 凹槽與一第二凹槽，而該光源是配置在該第一凹槽上方，且該第一透鏡部是形成于 該第一凹槽底部，該影像感測(cè)元件是設(shè)置在該第二凹槽上方，而該第二斜面是與該 第二凹槽底部相對(duì)。
11. 如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該第一透鏡部具有一第一光 入射面，且該第一光入射面為一凸面。
12. 如權(quán)利要求10所述的感測(cè)組件，其特征在于，該第一光入射面的頂點(diǎn)與該 光源之間的距離介于2公厘至7公厘之間。
13. 如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該主體具有一底平面，且該 底平面具有一溝槽，而該第一斜面與該第二斜面是位于該溝槽中。
14. 如權(quán)利要求13所述的感測(cè)組件，其特征在于，該第一斜面與該底平面所在 的截面之間的夾角介于16度至35度之間。
15. 如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該第二透鏡部具有一第二光 入射面，且該第二光入射面為一凸面。
16. 如權(quán)利要求15所述的感測(cè)組件，其特征在于，該第二透鏡部還具有一第二 光出射面，與該第二光入射面相對(duì)，且該第二光出射面為一凸面。
17. 如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該光源為發(fā)光二極管或激光。
18. 如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該影像感測(cè)元件為互補(bǔ)式金 屬氧化物半導(dǎo)體影像感測(cè)元件。19.如權(quán)利要求9所述的感測(cè)組件，其特征在于，該光源與該影像感測(cè)元件是 封裝于同一封裝體中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)光元件，適用于一光電鼠標(biāo)中。此導(dǎo)光元件包括一主體，其具有一頂平面以及位于主體底部的一第一斜面與一第二斜面。頂平面上具有一凹陷部，而此凹陷部的底部形成有一第一透鏡部。第一斜面是與第一透鏡部相對(duì)，而第二斜面是與凹陷部的底部相對(duì)，且第二斜面上形成有一第二透鏡部。此外，光源與影像感測(cè)元件適于設(shè)置在凹陷部上方，且光源適于提供光束至第一透鏡部。此光束經(jīng)由第一透鏡部匯聚后會(huì)通過(guò)第一斜面，并被折射至表面上，而表面適于將光束反射至第二透鏡部，且第二透鏡部會(huì)將光束成像于影像感測(cè)元件。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101192114SQ20061016270
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者沈映典, 王繼華, 鄭祝良 申請(qǐng)人:聯(lián)鈞光電股份有限公司