CN102184052B - 光学导航装置的改进或者与其相关的改进 - Google Patents

Abstract

本申请公开的是光学导航装置的改进或者与其相关的改进。一种适于用于光学导航装置中的组件，例如用于计算机或移动通讯装置上，所述组件包括封装装置(10)和光学装置(14)，其中封装装置(10)包括用于接收所述光学装置(14)的接收部分(12)，其中接收部分(12)包括第一和第二开口(18、20)，其中所述封装装置(10)包括用于将所述光学装置(14)和所述封装装置(10)对准的第一和第二竖直配准部件(22、24)，并且其中所述第一和第二竖直配准部件(22、24)在空间上分别与所述第一和第二开口(18、20)相关联。

Description

光学导航装置的改进或者与其相关的改进

技术领域

本发明涉及光学导航装置的改进或者与其有关的改进，具体地但不排除有关用于各种不同应用中的微型装置。

背景技术

现有的汽车或者计算机装置利用各种不同的导航机构。这些机构中的一些提供鼠标表面，用于通过手指(或者身体的其他部分)进行直接操控，以及用于通过当手指在该鼠标表面上移动时生成手指的图像并将该手指的运动转化成(例如)屏幕上光标的运动而工作。在这方面，这类导航装置以与光学鼠标相似的方式工作，因此被称为光学导航装置。

GB0908900.4公开了一种光学导航装置，包括主封装元件以及光学传输元件，其中所述光学传输元件包括校准轴，当将所述光学传输元件和所述主封装元件安装到基体上时，该校准轴可操作地将所述光学传输元件与所述基体对准。

然而，显而易见的是，光学组件通常在其对准时需要非常精确度，以提高其效率。对于非常小的光学组件或者装置而言，当需要考虑诸如灰尘等其他参数以及如封装元件或者装置的任何支撑结构的尺寸精度时，精确的定位甚至更关键。在包括组件的光学导航装置中，在该组件中光学装置和封装装置被粘合在一起或者夹持在一起，存在关于光学装置位置的不精确，其基本上是由于重合表面的倾斜、胶水如何分散在表面上、要组合的相关部件制造的尺寸精度等造成的。

发明目的

本发明的目的在于解决关于在包含光学装置的组件中这种光学装置的精确定位存在的问题。并且，本发明的目的在于提出一种促进这种精确定位的手段。

发明内容

本发明提供如附属权利要求提出的设备(组件)和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种包括封装装置和光学装置的组件，其中该封装装置包括用于接收所述光学装置的接收部分，其中该接收部分包括第一和第二开口，其中所述封装装置包括用于将所述光学装置和所述封装装置对准的第一和第二竖直配准部件，其中所述第一和第二竖直配准部件在空间上分别与所述第一和第二开口相关联。

从属权利要求描述了本发明实施例的有利形式。

在封装装置中或者包括所述封装装置的组件中，每个或每一个第一竖直配准部件可以是源自所述接收部分的接收表面的隆起。有益地，任何这种隆起都是光学装置与封装装置在第一开口侧上的唯一接触点。要记住的是灰尘或者类似物可以在平坦延伸的表面上形成薄膜或者薄层，例如GB0908900.4中，从而可以引起光学装置不能达到最佳标准的对准，任何这种隆起的有限表面区域将降低光学装置的精确定位。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件中，所述接收表面优选为平坦表面，从而允许也具有平坦或者凸形外表面(鼠标表面)的光学装置被制造成紧凑构件，例如模制整体式塑料元件。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件中，所述第二配准部件优选为所述第二开口中的凹部，其中所述第二配准部件接收所述光学装置的一部分，该部分限定光学系统(即光学装置、照明装置和传感器装置)的参考位置，这也是光学装置需要被精确定位的原因。由于所述第二配准部件是第二开口中的凹部以及由于所述第二配准部件接收光学装置的一部分，该部分是源于光学装置主体上的突起，因此第二配准部件不仅起到用于光学装置竖直对准装置的作用，并且同时还起到光学装置水平对准装置的作用。优选地，第二配准部件接收具有有效锁定(形状配合)的源于光学装置的相应突起或其一部分。更优选地，第二配准部件和/或第二开口被成形为以形状配合的方式接收源于光学装置的相应突起或其一部分。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件中，所述封装装置优选地包括胶水井。所述胶水井允许应用粘合剂。当所述光学装置与配准部件接触时，所述粘合剂有助于将光学装置粘结到封装装置，其中与配准部件的接触提供了精确定位，而粘合剂则使得该定位成为永久性的。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件的实施例中，所述胶水井以及每个或每一个所述第一竖直配准部件在所述接收部分中彼此间隔分开。胶水井和配准部件(至少胶水井和第一配准部件)被彼此间隔分开防止了相关粘合剂(胶水)污染一个或多个配准部件或者给一个或多个配准部件增加杂质。避免这种杂质是非常重要的，因为甚至这种配准部件的上表面上粘合剂的摩擦都会导致光学装置不能达到最佳标准的对准。在粘合剂从胶水井中泄漏出来的不希望的情况下，将开始采用第一配准部件的第二方面实施方式：实施为源于接收部分的接收表面的隆起，也就是，任何泄漏的粘合剂将首先覆盖接收表面部分，并且一般不会到达构成配准部件的任何隆起的水平。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件中，所述胶水井优选地从所述接收部分的接收表面隆起。这种结构导致粘合剂和配准部件之间的距离增加，其中该增加的距离使得在发生不希望的同样的胶水井泄漏事件时，更进一步确保粘合剂不会弄脏或污染配准部件。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件的实施例中，所述胶水井围绕所述接收部分的所述接收表面周向延伸。这种周向的胶水井使得相关的胶水沿着光学装置的外轮廓均匀分布。利用相关粘合剂沿着光学装置外轮廓或者至少沿着其外轮廓的关键部分将光学装置粘结到封装元件，提供了由相关粘合剂施加的保持力的均匀分布。胶水井可以以连续或者不连续的方式围绕所述接收表面的周向延伸。当胶水井是不连续的时，相关胶水井部分优选地沿着所述接收部分的外轮廓均匀分布。

在封装装置或者包括所述封装装置的组件的实施例中，所述胶水井在截面上为U形(成形为凹槽或者槽)。这种形状提供了将相关粘合剂保持在胶水井中的方式，并同样防止了粘合剂从胶水井中泄漏出来。

优选地，当所述封装装置和所述光学装置组合在一起构成前面所述的组件时，封装装置的第一开口接收光学装置的光学孔径，而所述封装装置的第二开口接收所述光学装置的孔径光阑。那么，封装装置的功能是作为组件的光学部件的分隔物，即一方面是光学装置，而另一方面是相关电子器件。电子器件配置在封装装置的“下方”，而第一和第二开口以及延伸其中的光学孔径和孔径光阑允许电子器件触及光学装置用于例如照明或者传感。

在光学装置或者包括所述光学装置的组件中，所述光学孔径以及所述孔径光阑都优选地被实施为从所述光学装置主体延伸出来的突起，并适合于延伸进所述封装装置的第一及第二开口内。这允许光学装置的紧凑设计以及上述组件的光学部分和电子器件部分的分隔，其中该突起延伸到相关开口内便于它们被触及以用于照明或者传感。

在光学装置或者包括所述光学装置的组件中，所述光学孔径以及所述孔径光阑的光学表面优选地设置在相关突起的末端部分上。在相关突起的末端部分上提供光学表面进一步便于它们被触及以用于照明或者传感。此外，光学表面的这种定位为照明和/或传感装置的定位和/或定向提供了更大的自由度。

当以例如通过注塑成型的方式将封装装置整体式成形时，有利于制造封装装置以及封装装置和光学装置的组件。优选地，封装装置具有用于分别接收照明和传感装置的照明凹部和传感凹部的特征。前述的第一和第二开口从所述封装装置中提供的所述照明凹部和传感凹部延伸到封装装置内，由此一方面允许源自照明装置的发光进入光学装置，另一方面允许源自照明装置的发光离开该同一光学装置以被传感装置检测。从而光学装置和电子器件，即照明装置和传感装置，与被保护在封装装置和相关凹部内的电子器件以及形成用于用户相互作用的表面的光学装置安全地间隔开。

本发明的另一方面是适于用作本文所述的封装装置的外壳。

本发明的再一方面是适于用作本文所述的光学装置的光学元件。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括本文所述组件的光学导航装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用在计算机设备或者便携式通讯设备内、结合本文所述的组件或者封装装置及光学装置的光学导航装置。

根据本发明的再一方面，提供了一种结合本文所述的导航装置的计算机设备或者便携式通讯设备或者远程控制手持设备。在本发明的再一方面中，提供了一种结合本文所述的导航装置的计算机设备，其中术语“计算机设备”被解释为包括至少：移动电话、例如MP3播放器的移动多媒体播放器、TV/DVD遥控器、卫星导航系统、数码相机等。

根据本发明的又一方面，提供了一种组装所述光学导航装置的方法，包括步骤：组合封装装置和光学装置，并在所述组合之前、之间、之后向胶水井施加粘合剂。

本发明的其他特征以及优点将根据下面对附图中所描绘的作为非限制性示例给出的本发明优选实施例的描述而显而易见。省略了所有对于直接理解本发明不必要的元件。附图中，相同的元件在不同的图中用相同的参考数字提供。

附图说明

现在将通过参考附图来描述仅作为示例的本发明的实施例，其中：

图1是根据作为示例给出的本发明实施例的适于用在本文所述组件中的封装装置的透视图；

图2是封装装置和光学装置的透视剖面图，其中示出了正与封装装置组合时的光学装置，并且其中封装装置和光学装置的组合构成本文所述的组件；以及

图3是包括封装装置和光学装置的组件的剖面图。

具体实施方式

在下面的描述中，为了说明和非限制的目的，阐明了具体细节以提供本发明彻底的理解，例如特定的实施例。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可以用脱离这些具体细节的其他实施例来实现。在其他情况下，为了不使本发明的描述与不必要的细节相混淆，省略了那些众所周知的细节描述。

本发明涉及用于电子装置中的光学导航装置。电子装置可以是任何合适的类型，可以包括移动电话、PDA、膝上型电脑、TV遥控器、游戏控制器以及其他这类装置。

图1是适于用于本文所述组件的封装装置10的透视图。封装装置10包括接收部分12。所述接收部分12设置用于接收光学装置14(图2、图3)。接收部分包括平坦的接收表面16。封装装置10/接收部分12包括第一开口18和第二开口20。封装装置10/接收部分12进一步包括第一竖直配准部件22和第二竖直配准部件24。

如图1的实施例可见，第一和第二竖直配准部件22、24在空间上分别与所述第一和第二开口18、20相关联。第一竖直配准部件22由源于所述接收部分12的接收表面16的第一和第二隆起构成。由于上述两个隆起提供在所述第一开口18的相对两侧上，从而与所述第一开口18邻接，因此第一配准部件22在空间上与第一开口18相关联。由于所述第二配准部件24是所述第二开口20中的凹部，因此第二配准部件24在空间上与第二开口20相关联。第二配准部件24接收光学装置14的部分，其定义光学系统(即光学装置、照明装置以及传感器装置)的参考位置，这就是它需要被精确定位的原因。

图2是封装装置10和光学装置14的剖面的透视图，其中示出了正在与所述封装装置10组合时的光学装置14。由图2可见，封装装置10包括周向壁26。所述壁26沿接收表面16的外轮廓延伸，并且接收表面16和壁26一起构成接收部分12。为了不混淆接收表面16上的细节，图1中省略了壁26。

从图2的剖面图中可见，封装装置10包括用于接收照明装置，例如LED(未示出)的照明凹部28，以及用于接收传感装置，例如光学传感器(未示出)的传感凹部30。第一和第二开口18、20从所述照明和传感凹部28、30延伸进封装装置10内。从而，开口18、20一方面允许源自照明装置的发光进入光学装置14，另一方面允许其离开同一光学装置14以被传感装置检测到。

从图2中进一步可见，封装装置10包括胶水井32。胶水井32沿着壁26的内表面延伸，所述内表面面对接收部分12。胶水井32从所述接收部分12的接收表面16上隆起。胶水井32沿着所述接收部分12的所述接收表面16周向延伸。胶水井32在截面上呈U形，从而形成凹槽或槽，以设置用于接收将封装装置10和光学装置14粘结在一起的粘合剂(未示出)。

虽然竖直配准部件22、24被设置用于使光学装置14精确定位，而胶水井和施加在其中的粘合剂设置用于使光学装置14的精确定位成为永久性的。因此，胶水井32和配准部件22、24在所述接收部分中彼此间隔分开，如在图2的剖面透视图中可很好地看见。从接收表面16上隆起的胶水井32增加了粘合剂和配准部件22、24中任一个之间的有效距离。粘合剂和配准部件22、24之间的距离在万一粘合剂从胶水井32中泄漏出来的情况下是重要的。任何这种泄漏的粘合剂将首先覆盖在壁26的部分上以及可能覆盖在接收表面16的部分上。然而，泄漏的粘合剂一般不会到达配准部件22、24中的任一个上。通过封装装置的形状和几何结构以及其内/其上的配准部件22、24的定位，从而避免了泄漏粘合剂弄脏或污染封装部件22、24。

图3是包括封装装置10和光学装置14的组件的剖面侧视图。该组件通过将光学装置14插入封装装置10的接收部分12中而构成。通过光学装置14如指向配准部件22、24的图2中的竖直箭头所示地接触配准部件22、24来建立光学装置14和封装装置10之间的机械接触。

光学装置14的几何结构适于光学装置14内部的最佳光路。因此，光学装置14的底部包括光学孔径34和孔径光阑36。这些被实施为从所述光学装置14主体上延伸出来的突起。当光学装置14与封装装置10组合在一起时，这些突起适于延伸进封装装置10的所述第一和第二开口18、20内。共同未决申请号GB××××××(律师参考号：P115041.GB.01)中详细描述了光学装置14内部的光路，通过参考结合于本文。

当完成了图2所示的光学装置14和封装装置10的组合时，光学装置14在封装装置10的接收部分12中的位置如图3所示。封装装置10的第一开口18接收光学装置14的光学孔径34，而第二开口20接收光学装置14的孔径光阑36。所述光学孔径34和所述孔径光阑36的光学表面38提供在相关突起的末端部分上。孔径光阑36的光学表面38在其末端部分上的定位，使得所述光学表面38非常接近第二配准部件24。这些实体的非常接近，优选地孔径光阑36的光学表面38尽可能地接近第二配准部件24定位，允许最精确的定位。光学装置14与封装装置10的机械接触仅位于三个部位(或表面区域)上，也就是第一配准部件22的两个隆起和构成第二配准部件24的第二开口20内的凹部。光学装置14保持在胶水井32上，并仅通过施加到胶水井32中的粘合剂建立那里的接触。

如图所示，封装装置10和/或光学装置14可以被设置为整体部件。制造的优选方法是注模成型等。图中未示出，但是将该组件(封装装置10和光学装置14的组合)结合到诸如计算机设备、便携式通讯设备、遥控手持设备等的电子装置中，对于本领域任何技术人员都是显而易见的。当应用到任何这种电子装置中，通电并提供能量时，该组件起到光学导航装置的作用，其中光学装置的上表面构成鼠标表面。

为了结合到任何这种电子装置中，该组件配套有照明装置(即容纳在照明凹部28中的能够提供发光束的辐射源)以及传感装置(即容纳在传感凹部30中的用于接收图像的传感器)。如此配套的组件构成了光学导航装置，可以识别诸如用户手指的弹性物体在光学装置14的外表面或鼠标表面上的移动，从而能够实现要执行的控制动作。

上述实施例仅是为了解释，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，其他实施例以及变形是可能并可以预期的。例如，光学导航装置的实际类型无关紧要，只要它是这种类型：其中鼠标表面被设计为直接由手指、手或身体的其他部位或任何合适的弹性器械或工具来直接操控，以使鼠标表面获得的强度依赖于所施加的压力。

虽然本文解释并描述了本发明的优选实施例，但是可以意识到的是在不脱离由权利要求所限定的本发明的情况下，可以进行改变或变形。简言之，本发明可以归纳为提出了一种适于在光学导航装置中使用的组件，例如用于计算机或移动通讯装置中；所述组件包括封装装置10和光学装置14，其中封装装置10包括用于接收所述光学装置14的接收部分12，其中接收部分12包括第一和第二开口18、20，其中所述封装装置10包括用于将所述光学装置14与所述封装装置10对准的第一和第二竖直配准部件22、24，其中所述第一和第二竖直配准部件22、24在空间上分别与所述第一和第二开口18、20相关联。

参考标记

10封装装置

12接收部分

14光学装置

16接收表面

18第一开口

20第二开口

22第一竖直配准部件

24第二竖直配准部征

26壁

28照明凹部

30传感凹部

32胶水井

34光学孔径

36孔径光阑

38光学表面

Claims (21)

1.一种用于电子装置中的组件，包括：

光学装置(14)，其具有圆形边缘和平坦的上表面；

封装装置(10)，包括被配置用于接收所述光学装置(14)的接收部分(12)，所述接收部分(12)包括：

具有第一和第二开口限定于其中的接收表面，

沿着所述接收表面的外轮廓并且从其向上延伸的壁，所述壁具有圆形边缘以匹配所述光学装置的圆形边缘，以及

在空间上分别与所述第一和第二开口相关联的至少一个第一垂直配准特征和至少一个第二垂直配准特征，从而使得所述光学装置的所述上表面与所述壁的上表面齐平。

2.根据权利要求1的组件，其中每个或每一个第一垂直配准特征(22)是从所述接收部分(12)的接收表面(16)上突出的隆起。

3.根据权利要求2的组件，其中所述接收表面(16)是一平坦表面。

4.根据权利要求1、2或3的组件，其中所述第二垂直配准特征(24)是所述第二开口中的凹槽。

5.根据权利要求4的组件，其中所述第二垂直配准特征(24)以锁合的方式接收光学装置的突起。

6.根据权利要求1的组件，其中所述封装装置(10)包括胶水井(32)。

7.根据权利要求6的组件，其中所述胶水井(32)和每个或每一个所述第一垂直配准特征(22)在所述接收部分中彼此分隔开。

8.根据权利要求6或7的组件，其中所述胶水井(32)是由所述接收部分(12)的所述接收表面(16)突出的隆起。

9.根据权利要求6或7的组件，其中所述胶水井(32)沿着所述接收部分(12)的接收表面(16)的圆周延伸。

10.根据权利要求6或7的组件，其中所述胶水井(32)在横截面上呈U形。

11.根据权利要求1或2的组件，其中所述第一和第二开口(18，20)从由所述封装装置(10)中提供的照明凹槽(28)和传感凹槽(30)延伸。

12.根据权利要求1或2的组件，其中所述封装装置(10)的第一开口(18)接收光学装置(14)的光学孔径(34)，所述封装装置(10)的第二开口(20)接收所述光学装置(14)的孔径光阑(36)。

13.根据权利要求12的组件，其中所述光学孔径(34)和孔径光阑(36)都被实施为由所述光学装置(14)的主体延伸的突起，并且其中所述突起适于延伸进所述封装装置的所述第一和第二开口(18，20)中。

14.根据权利要求13的组件，其中所述光学孔径(34)和孔径光阑(36)的光学表面提供在相关突起的末端上。

15.根据权利要求1-3任一项的组件，其中所述封装装置(10)形成为一片。

16.一种外壳，适于用作为前述权利要求1-15中任一个的组件中的封装装置(10)。

17.一种光学元件，适于用作为前述权利要求1-15中任一个的组件中的光学装置(14)。

18.一种光学导航装置，包括前述权利要求1-15中任一个的组件。

19.一种计算机设备，合并根据权利要求18的光学导航装置。

20.一种便携式通讯设备，合并根据权利要求18的光学导航装置。

21.一种遥控手持设备，合并根据权利要求18的光学导航装置。