專利名稱：光學(xué)導(dǎo)航裝置中的或與其相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如例如光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)導(dǎo)航裝置中的或與其相關(guān)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)裝置正變得越來越小，并且在電話和智能電話以及其他個(gè)人數(shù)字助手 (PDA)上可以發(fā)現(xiàn)全計(jì)算功能。隨著計(jì)算機(jī)裝置變得較小，因此計(jì)算機(jī)裝置的各種特征也必須變得較小。這包括對(duì)用于用戶鍵入輸入到所述裝置中的較小輸入系統(tǒng)的要求。一種這樣的輸入系統(tǒng)是光學(xué)導(dǎo)航裝置。許多大型和小型的計(jì)算機(jī)裝置配備有光學(xué)導(dǎo)航裝置。然而， 對(duì)于較小計(jì)算機(jī)裝置，使光學(xué)導(dǎo)航裝置的尺寸最小化往往可能是限制性的和成問題的。已提出了提供厚度薄的光學(xué)導(dǎo)航裝置的許多裝置。這些取得了一定成功，但是這些設(shè)計(jì)通常沒有解決與薄成像裝置相關(guān)聯(lián)的所有問題。一個(gè)仍未解決的問題是提供光學(xué)裝置上的定制形狀的照射，諸如一種不必借助于昂貴或龐大選件(option)的手指鼠標(biāo)。定制形狀的照射包括在可以具有不同用途的鼠標(biāo)表面上的美學(xué)和光學(xué)效應(yīng)。先前已提出光導(dǎo)管作為定制形狀照射的構(gòu)件。然而，這樣的光導(dǎo)管要求大量空間， 典型地為若干毫米(mm)，這將不適合于薄光學(xué)裝置。發(fā)明目標(biāo)本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一些問題。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種具有定制形狀的照射的光學(xué)導(dǎo)航裝置，該定制形狀的照射不增加該光學(xué)導(dǎo)航裝置的體積或制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種如所附權(quán)利要求所闡述的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種具有成像表面和傳感器的類型的成像裝置，其中所述成像表面被第一源照射，并且將至少一些照射反射到傳感器以檢測(cè)圖像，所述成像裝置具有預(yù)定寬度和通過其的光學(xué)路徑，其中所述成像裝置還被第二源照射，并且其中所述第二源的照射被指引到所述成像表面上的或其附近的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域以產(chǎn)生與所述成像表面相關(guān)聯(lián)的光學(xué)效應(yīng)。本發(fā)明提供許多益處。本發(fā)明提供所述元件的表面上的預(yù)定區(qū)域，其可以被用于示出光學(xué)和美學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)可以是相關(guān)的設(shè)計(jì)或具有實(shí)際用途。所述效應(yīng)是通過以特定方式形成光學(xué)元件而產(chǎn)生的。所述形式確保所述裝置保持薄且沒有太多花費(fèi)來實(shí)施。


現(xiàn)在將通過示例的方式參考附圖，在所述附圖中圖Ia是依照現(xiàn)有技術(shù)的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的成像裝置的橫截面圖；圖Ib是圖Ia的裝置的頂表面的視3
圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的成像元件的橫截面視圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的替代成像元件的橫截面視圖；圖如是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的成像裝置的橫截面圖；圖4b是圖如裝置的頂視圖；圖fe是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的成像裝置的橫截面圖；圖恥是圖fe裝置的頂視圖；圖6a是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光學(xué)導(dǎo)航裝置的成像裝置的橫截面圖；圖6b是圖6a裝置的頂視具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種與光學(xué)導(dǎo)航裝置相關(guān)聯(lián)的成像裝置。所述光學(xué)導(dǎo)航裝置是小型鼠標(biāo)，其旨在依靠受抑內(nèi)全反射(F-TIR)進(jìn)行操作以便識(shí)別成像表面上的手指的移動(dòng)。這種類型的鼠標(biāo)在此被稱為手指鼠標(biāo)。圖Ia示出了依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的手指鼠標(biāo)100的示例。該手指鼠標(biāo)包括基板102 ； 成像元件，通常以104示出；發(fā)光二極管(LED) 106和傳感器108。該成像元件104的頂表面110是受抑內(nèi)全反射(F-TIR)表面。另外，成像元件包括位于該LED和該成像元件之間的準(zhǔn)直透鏡112以及位于該成像元件和該傳感器之間的成像透鏡114。該成像元件進(jìn)一步包括兩個(gè)全內(nèi)反射鏡元件116，其指引照射從該準(zhǔn)直透鏡到受抑內(nèi)全反射表面并且然后從該受抑內(nèi)全反射表面到該成像透鏡。該成像元件的下表面118是基本平坦的。圖Ib示出了從上方觀看的下面帶有LED 106和傳感器108的受抑內(nèi)全反射表面 110。本發(fā)明給諸如手指鼠標(biāo)的光學(xué)裝置提供了定制形狀的照射，諸如環(huán)、其他形狀或周界。這通過使用諸如LED的單個(gè)光源并且改變成像元件的形狀來實(shí)現(xiàn)。這使得光源能夠被準(zhǔn)直到該成像元件的邊緣上。該定制形狀的照射可以被用于亮化手指鼠標(biāo)和產(chǎn)生許多美學(xué)或光學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)可以包括示出標(biāo)識(shí)(logo)；鼠標(biāo)上的與電話或相機(jī)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)的顏色或基調(diào)(mood)，等等。其他用途包括改善的逆光和照射，使得在不良的照明條件中更容易使用鼠標(biāo)。參考圖2，示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)裝置的成像元件200。該成像元件200 被LED 202照射。該成像元件包括以預(yù)定方式整形的彎曲表面204，以確保來自光源的照射將被指引到該成像元件的頂表面的某些區(qū)域。頂表面上的這些區(qū)域是散射來自源的照射的粗糙區(qū)域206。該粗糙表面摸起來是粗糙的并且可以是任何適當(dāng)?shù)男螤罨虺叽?，雖然在優(yōu)選的實(shí)施例中該粗糙表面形成圍繞成像元件邊緣的圓環(huán)或方形周界。安置遮罩208以防止來自光源的照射直接朝向該成像元件的頂表面。該遮罩可以由彎曲表面204上的適當(dāng)涂層代替。在替代布置中，該彎曲表面可以被粗糙化以使得在所述成像元件的頂表面處由LED 202提供額外的逆光。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，遮罩可以合并許多孔，其形成圖案并且被耦合到粗糙彎曲表面從而當(dāng)該遮罩被LED 202照射時(shí)在光學(xué)元件的頂表面上產(chǎn)生標(biāo)識(shí)顯示。圖3示出了光學(xué)元件300的進(jìn)一步實(shí)施例。該光學(xué)元件300被光源302照射并且包括遮罩304。光源和遮罩的各個(gè)方面與早先實(shí)施例等效。該成像元件300包括全內(nèi)反射表面306，其確保與在圖2實(shí)施例中相比更多光被指引到粗糙表面。圖3實(shí)施例包括一個(gè)內(nèi)反射表面306，但是將明白的是可以在對(duì)面提供進(jìn)一步表面。該光學(xué)元件QOO或300)可以由任何透明材料制成。然而，由于各個(gè)表面及其形狀的復(fù)雜性，優(yōu)選可模制材料。可能的材料包括聚碳酸酯，丙烯酸樹脂諸如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，Lexan (萊克桑)121R，Makrolon (模克隆)2405，玻璃，聚乙烯，PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或任何其他適當(dāng)?shù)牟牧稀⒖紙D如，通常以400示出光學(xué)成像裝置。該光學(xué)成像裝置包括光學(xué)元件402，該光學(xué)元件可以如先前描述的那樣整形或者以任何其他適當(dāng)?shù)男螤睢Ｔ撗b置還包括第一光源404，該第一光源的照射被聚焦到光學(xué)元件402的頂表面上的鼠標(biāo)表面406。該鼠標(biāo)表面 406響應(yīng)于表面上的手指或其他適當(dāng)?shù)闹赶蜓b置的移動(dòng)，以建立由傳感器408檢測(cè)的照射的F-TIR。該F-IlR表面可以反射，吸收或散射該照射。該光學(xué)裝置包括第二光源410和遮罩412。該遮罩可以由該光學(xué)元件402的彎曲表面414上的涂層或由如早先描述的其他適當(dāng)構(gòu)件代替。來自第二光源的照射依靠遮罩而被阻擋到達(dá)鼠標(biāo)表面406。任何未被遮罩阻擋的照射依靠所述光學(xué)元件的形狀和配置而指引到圍繞該光學(xué)元件402邊緣的粗糙表面 416。從圖4b中可以看出，鼠標(biāo)表面406示出了遮罩418的反射和定義粗糙表面的環(huán) 420。環(huán)420包括上環(huán)422和下半環(huán)424。該環(huán)示出為帶有彎角的直邊，但是根據(jù)光學(xué)元件形狀和任何用戶要求而可以是任何其他形狀，包括全圓或任何其他直邊形式或周界。環(huán)418 的亮度將取決于手指鼠標(biāo)的光學(xué)器件的配置，并且可以根據(jù)光學(xué)元件的形狀、性質(zhì)和方位而是暗的或者類似于半環(huán)。參考圖fe，示出光學(xué)裝置500的進(jìn)一步實(shí)施例。第二實(shí)施例中的多數(shù)元件與圖4的第一實(shí)施例中的那些元件等效，并且將不進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。在本實(shí)施例中光學(xué)元件502 以不同的方式形成，其在光學(xué)元件的上表面和光學(xué)元件的輸入輸出端之間具有空隙504以用于照射鼠標(biāo)表面506的目的。該空隙提供使逆光折射到粗糙表面并且改變鼠標(biāo)外觀的表有可能包括不止一個(gè)第二照射源，例如兩個(gè)或者更多不同顏色的LED。這些可以通過適當(dāng)?shù)钠琳隙ハ喾指?。結(jié)果是具有不同顏色的不同粗糙表面區(qū)域的多色表面。在替代實(shí)施例中，中心處的單個(gè)LED可以被改變?yōu)槿舾刹煌伾獿ED的組合以允許環(huán)照射的動(dòng)態(tài)顏色變化。圖4和5所示的實(shí)施例中的LED的方位具有通常向上指引的照射。圖6中示出的替代布置提供了側(cè)發(fā)射LED而不是標(biāo)準(zhǔn)的LED。這允許更大程度的照射被準(zhǔn)直到環(huán)表面上，并且LED可以更靠近光學(xué)元件，從而減小光學(xué)裝置的尺寸。在側(cè)發(fā)光 LED實(shí)施例中，相應(yīng)地形成光學(xué)元件以確保該照射以所要求的方式行進(jìn)。該光學(xué)元件可以是任何形式形狀或尺寸，并且可以進(jìn)行適配(adaptation)以適應(yīng)裝置內(nèi)的LED和其他元件的不同方位。唯一要求是實(shí)質(zhì)上存在兩個(gè)照射源一個(gè)來自第一 LED以照射鼠標(biāo)表面，而第二個(gè)在該光學(xué)元件的上表面上實(shí)現(xiàn)環(huán)或其他形狀的照射。在此呈現(xiàn)的示例已示出了圍繞光學(xué)元件邊緣的整個(gè)環(huán)；然而將明白的是空隙可以通過安置某些遮罩元件以給出不同的圖案而發(fā)生。在這些圖中以實(shí)線示出了針對(duì)鼠標(biāo)動(dòng)作的照射并且以虛線示出了針對(duì)定制形狀的環(huán)照射的照射。在本實(shí)施例中鼠標(biāo)表面與第一 LED或傳感器下方之間的距離大約為2. 5mm。該距離為成像裝置的厚度并且可以在2mm到3mm之間改變。理想地該厚度通常不大于5mm。成像裝置可以由單件模制件形成。該模制件包括在圖中示出的每個(gè)單獨(dú)的光學(xué)元件。成像裝置替代地可以通過其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ卯a(chǎn)生相同光學(xué)效應(yīng)的不同光學(xué)元件來制成。成像裝置還可以由許多不同的元件而不是單個(gè)模制件制成。用于形成該成像裝置的技術(shù)可以包括模制以外的技術(shù)，諸如復(fù)制、沖壓、壓紋或加工。傳感器是任何適當(dāng)?shù)念愋筒⑶铱梢允蔷哂邢袼仃嚵械腃MOS傳感器以用于在不同位置處測(cè)量反射光以產(chǎn)生圖像。照射源例如是LED，所述LED可以是任何適當(dāng)?shù)念愋筒⑶铱梢陨伞肮鈱W(xué)”或非光學(xué)范圍中的源。相應(yīng)地，對(duì)光學(xué)器件和光學(xué)的引用旨在涵蓋不在人類可視范圍中的波長(zhǎng)。把照射從源帶到成像表面的光學(xué)器件可以是任何適當(dāng)?shù)念愋汀３上裱b置旨在用于光學(xué)導(dǎo)航裝置中；然而將明白的是該成像裝置可以用于任何適當(dāng)?shù)难b置中，例如指紋讀取器或芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-chip)/生物光學(xué)傳感器系統(tǒng)(其針對(duì)醫(yī)學(xué)和/或生物測(cè)試應(yīng)用而檢測(cè)化學(xué)熒光)。所述光學(xué)導(dǎo)航裝置可以用于任何適合的裝置中，諸如移動(dòng)電話或智能電話、其他個(gè)人或通信裝置、計(jì)算機(jī)、遙控器、門等的訪問模塊、照相機(jī)或者任何其他適合的裝置。存在本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的且包括在本發(fā)明的范圍中的本發(fā)明的許多變化。
權(quán)利要求
1.一種具有成像表面和傳感器的類型的成像裝置，其中所述成像表面被第一源照射并且將至少一些照射反射到所述傳感器以檢測(cè)圖像，所述成像裝置具有預(yù)定寬度和通過其的光學(xué)路徑，其中所述成像裝置還被第二源照射，并且其中所述第二源的照射被指引到所述成像表面上的或其附近的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域以產(chǎn)生與所述成像表面相關(guān)聯(lián)的光學(xué)效應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中來自所述第一源的照射被指示器的移動(dòng)所反射、吸收或散射，所述指示器相對(duì)于所述成像表面移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中來自所述第二源的照射被所述成像裝置的形狀準(zhǔn)直到所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的成像裝置，其中所述成像裝置包括用于輔助所述準(zhǔn)直的下彎曲表面。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的成像裝置，其中來自所述第二源的照射不直接到達(dá)所述成像表面。
6.如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中所述成像裝置包括用于防止所述第二源直接照射所述成像表面的遮罩或涂層。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的成像裝置，其中預(yù)定區(qū)域形成圍繞所述成像表面的照射周界。
8.如權(quán)利要求7所述的成像裝置，其中所述周界是摸起來粗糙的。
9.如任一前述權(quán)利要求所述的成像裝置，由單個(gè)成形的元件形成。
10.如權(quán)利要求9所述的成像裝置，其中所述單個(gè)元件是模制的。
11.一種包括依據(jù)任一前述權(quán)利要求的成像裝置的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，以光學(xué)導(dǎo)航裝置的形式。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述光學(xué)導(dǎo)航裝置是鼠標(biāo)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述鼠標(biāo)是手指鼠標(biāo)。
15.一種包括如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的裝置的設(shè)備。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是計(jì)算機(jī)。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是電話。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是照相機(jī)。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是智能電話。
20.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是遙控器。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)導(dǎo)航裝置中的或與其相關(guān)的改進(jìn)。一種具有成像表面和傳感器的類型的成像裝置，其中所述成像表面被第一源照射并且將至少一些照射反射到所述傳感器以檢測(cè)圖像，所述成像裝置具有預(yù)定寬度和通過其的光學(xué)路徑，其中所述成像裝置還被第二源照射，并且其中所述第二源的照射被指引到所述成像表面上的或其附近的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域以產(chǎn)生與所述成像表面相關(guān)聯(lián)的光學(xué)效應(yīng)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102253734SQ20111011333
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者M·雷諾瓦 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體(研發(fā))有限公司