[發(fā)明專利]光學(xué)導(dǎo)航裝置和使用光學(xué)導(dǎo)航裝置的移動電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110009129.5
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102541302A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐德杰;洪偉;俞曉鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 新科實業(yè)有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033
• 代理公司: 廣東國暉律師事務(wù)所 44266
• 代理人: 陳琳

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)導(dǎo)航裝置。本發(fā)明也涉及使用光學(xué)導(dǎo)航裝置的移動電子設(shè)備。

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背景技術(shù)

光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備使用光源照亮導(dǎo)航表面以便光學(xué)成像器能夠生成用于計算運動的數(shù)字圖像。例如，光學(xué)成像器能夠?qū)⑹种赋上裼谝槐砻妫⒒谶B續(xù)圖像的比較生成導(dǎo)航信號。然而，隨著傳統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)備尺寸的減小，用于檢測光學(xué)導(dǎo)航輸入的光學(xué)元件和傳感器的物理空間也減小了。

例如，一些傳統(tǒng)的光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備包具有大約2.5mm的厚度或光高（optical?height）。光高是指從光學(xué)手指接口的表面（optical?finger?interface?surface）到相應(yīng)的傳感器之間的距離。光高也可指作光軌。對于一些手持式設(shè)備的實施，例如移動電話和小型的便攜式PC外圍設(shè)備，大約2.5mm的光高或者厚度被認為太厚了。在使用光學(xué)透鏡引導(dǎo)光從光學(xué)手指接口的表面到相應(yīng)的傳感器的傳統(tǒng)光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備中，將光高減小到大約2.5mm以下是不實際的。

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發(fā)明內(nèi)容

盡管在本申請中公開的光學(xué)導(dǎo)航裝置是通過一些實施例進行說明和描述的，然而通過查閱和理解該詳細說明所進行的等同替換和改變對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光學(xué)導(dǎo)航裝置，其包括：具有導(dǎo)航表面的光傳導(dǎo)窗口；位于所述光傳導(dǎo)窗口下側(cè)的光源；用于阻擋環(huán)境光的第一遮光罩；位于所述光傳導(dǎo)窗口下側(cè)的傳感器；位于所述光源和所述傳感器之間的第二遮光罩，用于阻擋從所述光源到所述傳感器的直接光；其中，所述光傳導(dǎo)窗口包括第一折射面和第二折射面；第一折射面位于所述光源頂部，以用于將光折射到頂部導(dǎo)航表面，第二折射面用于將反向散射光從所述頂部導(dǎo)航表面導(dǎo)向所述傳感器，以檢測相關(guān)物體的運動。

在一實施例中，所述光源是以單橫模（single?lateral?mode）發(fā)射相干光輻射的頂部發(fā)射激光器。

在一實施例中，所述光源是單模垂直腔表面發(fā)射激光器。

在一實施例中，所述光傳導(dǎo)窗口是由折射率在1.5到1.8之間的材料制成。

在一實施例中，所述第一折射面具有大約50度的角度。

在一實施例中，所述第二折射面具有大約60度到大約80度范圍內(nèi)的角度。

在一實施例中，所述光源的頂部表面和所述頂部導(dǎo)航表面之間的距離為大約0.5mm到大約1.0mm之間。

在一實施例中，所述傳感器包括光電二極管陣列，來自于外部的移動物體的反向散射光在所述光電二極管陣列上形成光斑圖形，并且所述傳感器檢測所述光斑圖形橫穿所述光電二極管陣列的移動來確定所述物體的相對移動。

在一實施例中，所述光源中心到所述光電二極管陣列邊緣的距離在大約1.7mm到大約2.3mm之間。

在一實施例中，所述第一遮光罩和所述光傳導(dǎo)窗口注塑為一體成型結(jié)構(gòu)。

在一實施例中，所述第一折射面和所述第二折射面上均覆蓋有防反光膜。

在一實施例中，所述第一折射面和所述第二折射面中的至少一個上設(shè)置有透鏡。

在一實施例中，將所述傳感器的設(shè)置位置為當(dāng)物體位于所述頂部導(dǎo)航表面時，所述傳感器接收最多所述物體散射產(chǎn)生的反向散射光，并且當(dāng)外部的移動物體離開所述頂部導(dǎo)航表面時，到達所述光電二極管陣列的所述反向散射光將顯著減少。

在一實施例中，進一步包括PCB基板，所述傳感器和所述光源電連接到所述PCB基板上。

在一實施例中，進一步包括設(shè)置在所述PCB基板底面的開關(guān)。

在一實施例中，從所述頂部導(dǎo)航表面到所述PCB基板底部的距離在大約1.2mm到大約1.5mm之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種光學(xué)導(dǎo)航裝置，其包括：光源；具有導(dǎo)航表面的光傳導(dǎo)窗口；第一遮光罩，用于阻擋環(huán)境光；傳感器，用于檢測來自于所述光傳導(dǎo)窗口的光；第二遮光罩，位于所述光源和所述傳感器之間，以用于阻擋從所述光源到所述傳感器的直射光；其中，所述光傳導(dǎo)窗口包括至少一個折射面，所述折射面位于從所述光源到所述傳感器的光路中。

在一實施例中，所述折射面位于從所述光源到所述頂部導(dǎo)航表面的光路中。

在一實施例中，所述折射面位于從所述頂部導(dǎo)航表面到所述傳感器的光路中。

根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種移動電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求17所述的光學(xué)導(dǎo)航裝置。

在一實施例中，所述移動電子設(shè)備包括超薄移動電話、手提電腦或平板電腦。

在一實施例中，所述折射面位于從所述光源到所述頂部導(dǎo)航表面的光路中。