CN105893932A - 光学装置 - Google Patents

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朱敏慧
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Abstract

本发明提供一种光学装置，包含图像获取单元、至少一个发光元件和导光元件。导光元件界定图像获取单元所配置的基板上方的空间。导光元件包含中心部分和周围部分。中心部分配置在空间上方，并且具有相对远离图像获取单元的第一表面以及与第一表面相反并且相对接近图像获取单元的第二表面。周围部分连接到中心部分并且包围空间。周围部分包含反射面。反射面连接到第一表面并且相对于第一表面的平面朝向图像获取单元以一定角度倾斜。反射面适于执行全反射。由于导光元件较薄，因此光学装置可以相对较薄，从而允许便利地在安装空间受限的装置中进行安装。

Description

光学装置
技术领域
本发明涉及一种光学装置。
背景技术
光学指纹采集装置已广泛应用于指纹采集和识别，指纹采集是基于在光学传感器上形成手指表面的光学成像。传统的光学指纹采集装置使用棱镜，由使用者的手指直接接触，光源和光学传感器分别位于不同侧。利用全内反射(total internal reflection)和受抑全内反射(frustrated total internal reflection，FTIR)的现象，指纹的脊线-谷线图案可以产生强反差指纹图像。
然而，利用棱镜的光学装置的体积相对较大。具体来说，光学装置的厚度必须大于棱镜的高度。由于棱镜必须足够大以接触整个手指，因此棱镜的所需总体体积限制棱镜的高度的最小值。由于光学指纹采集装置的厚度受限于大于棱镜的高度，所以光学装置的所得总体体积相对较大。因此，在安装空间受限的电子装置中无法便利地安装利用棱镜的光学装置。再者，安装光学装置会使电子装置加厚，使用传统光学装置将不利于电子装置的外观轻薄化。
发明内容
本发明的光学装置包含图像获取单元、至少一个发光元件和导光元件。导光元件界定图像获取单元所配置的基板上方的空间。导光元件包含中心部分和周围部分。中心部分配置在所述空间上方，并且具有相对远离图像获取单元的第一表面以及与第一表面相反并且相对接近图像获取单元的第二表面。周围部分连接到中心部分并且包围所述空间。周围部分包含反射面。反射面连接到第一表面并且相对于第一表面的平面朝向图像获取单元以一定角度倾斜。反射面适于执行全反射。
在本发明的一实施例中，上述的周围部分包含围住所述空间并连接到中心部分的第二表面的内部周围表面，以及作为反射面的外部周围表面。
在本发明的一实施例中，上述的周围部分包含围住所述空间并连接到中心部分的第二表面的内部周围表面，以及具有形成钝角的至少两个表面的外部周围表面。至少两个表面中的一个表面是反射面。
在本发明的一实施例中，上述的周围部分包含围住所述空间并且具有形成钝角的至少两个表面的内部周围表面。至少两个表面中的一个表面连接到中心部分的第二表面。周围部分还包含具有形成钝角的至少两个表面的外部周围表面，其中至少两个表面中的一个表面是反射面。
在本发明的一实施例中，上述的反射面适于将从至少一个发光元件发射的光束全反射到中心部分的第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的反射面朝向图像获取单元倾斜以相对于第一表面形成钝角。
在本发明的一实施例中，上述的导光元件的周围部分定义出围住至少一个发光元件的至少一个容纳空间。
在本发明的一实施例中，上述的导光元件的周围部分进一步包含一表面作为至少一个发光元件的光束的入射面。
在本发明的一实施例中，上述的反射面涂覆有金属以全反射光束。
在本发明的一实施例中，上述的周围部分包含围住所述空间并且连接到中心部分的第二表面的内部周围表面，并且内部周围表面涂覆有金属以全反射光束。
在本发明的一实施例中，上述的图像获取单元用来接收当物体触摸光学装置使第一表面处的全内反射受到抑制时由物体散射的光束，以产生物体的图像。
在本发明的一实施例中，上述的导光元件对光束透光。
在本发明的一实施例中，上述光学装置还包括微结构层。微结构层配置在所述第一表面上方。微结构层适于散射光束。
在本发明的一实施例中，上述包括微结构层的光学装置的图像获取单元用来接收当物体触摸所述光学装置使所述微结构层散射的光束，以产生所述物体的图像。
基于上述，在本发明的范例实施例中，导光元件包围图像获取单元并且在导光元件内可形成内全反射。由于导光元件较薄，因此光学装置可以相对较薄，从而允许便利地在安装空间受限的装置中进行安装。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的光学装置的三维示意图；
图2是图1的光学装置的仰视图；
图3是图1的光学装置沿线A-A'截取的截面示意图；
图4是接触手指的图3的光学装置的截面示意图；
图5是根据本发明的实施例的光学装置的三维示意图；
图6是图5的光学装置的仰视图；
图7是图5的光学装置沿线B-B'截取的截面示意图；
图8是根据本发明的又一实施例的光学装置的截面示意图；
图9是根据本发明的又一实施例的光学装置的截面示意图；
图10是根据本发明的又一实施例的光学装置的截面示意图。
附图标记说明：
100、200、300、400、500：光学装置；
110、210、310、410、510：基板；
120、220、320、420、520：导光元件；
130、230、330、430、530：图像获取单元；
140、240、340、440、540：容纳空间；
142、242、342、442、542：发光元件；
170、270、370、470、570：周围部分；
180、280、380、480、580：中心部分；
290：耐刮层；
590:微结构层；
C：中轴线；
F：手指；
H1：厚度；
H2：高度；
L：光束；
P：平面；
S：空间；
S1：第一表面；
S2：第二表面；
S3：反射面；
S4：内部周围表面；
S5、S10：外部周围表面；
S6：外部表面；
S7、S8、S9：表面；
θ1、θ2、θ3：角度；
X、Y、Z：坐标轴。
具体实施方式
现将详细参考本发明的当前优选实施例，其实例在附图中说明。如果可能，相同的附图标记在附图和描述中用于代表相同或相似部分。
图1是根据本发明的实施例的光学装置的三维示意图。图2是图1的光学装置的仰视图。图3是图1的光学装置沿线A-A'截取的截面示意图。图4是接触手指的图3的光学装置的截面示意图。请参考图1到图4，光学装置100包含图像获取单元130、至少一个发光元件142和导光元件120。导光元件120界定图像获取单元130所在的基板110上方的空间S。导光元件120包含中心部分180和周围部分170。中心部分180配置在空间S上方，并且包含相对远离图像获取单元130的第一表面S1以及与第一表面S1相反且相对接近图像获取单元130的第二表面S2。也就是说，相比第一表面S1，第二表面S2更接近图像获取单元130。周围部分170连接到中心部分180并且包围空间S。周围部分170包含围住空间S的内部周围表面S4和外部周围表面S5。外部周围表面S5包含反射面S3和外部表面S6。反射面S3连接到第一表面S1并且相对于第一表面S1的平面P朝向图像获取单元130以角度θ1倾斜。反射面S3适于执行全反射。反射面S3和外部表面S6形成钝角θ2，并且反射面S3和第一表面S1形成一钝角。外部表面S6相对于基板110大体上是垂直的。内部周围表面S4连接到中心部分180的第二表面S2。内部周围表面S4连接到第二表面S2的角度可以是大体上垂直的。也就是说，导光元件120在基板110上方所限定的空间S的横截面形状可以是(例如)矩形的。空间S的三维形状是(例如)长方体。然而，本发明不限于此，并且可以根据设计要求调整角度且空间S的形状可以不同，并且空间S的三维形状可以是(例如)圆拱形、梯形棱镜，或任何其它合适的形状。周围部分170还包含外部周围表面S5。外部周围表面S5包含形成钝角θ2的至少两个表面。也就是说，外部周围表面S5包含外部表面S6和反射面S3，所述表面形成钝角θ2。
周围部分170进一步包含围住至少一个发光元件142的至少一个表面S7。也就是说，周围部分170与基板110一起界定至少一个容纳空间140。容纳空间140由至少一个表面S7和基板110界定。容纳空间140用来围住发光元件142。表面S7是至少一个发光元件142的光束进入导光元件120的入射面。
在本实施例中，在图3中示出两个容纳空间140，并且所述容纳空间140具有正方形形状的横截面。然而，本发明不限于此。可以根据使用者的要求调整容纳空间140的数目和发光元件142的数目。此外，容纳空间140的横截面可以是任何合适的形状，例如圆拱形或矩形。另外，容纳空间140也可以定形为围绕发光元件142紧密地配合且接触使得作为光入射面的表面S7接触发光元件142。
发光元件142配置在基板110上并且发射多个光束。反射面S3适于将从至少一个发光元件142发射的光束反射或全反射到中心部分180的第一表面S1。例如，光束L经由反射面S3反射或全反射到中心部分180的第一表面S1。因此，反射面S3可以是适于在导光元件120内全反射光束L的全反射面。反射面S3相对于第一表面S1的平面P朝向图像获取单元130以角度θ1倾斜。在本实施例中，第一表面的平面P平行于X轴方向。因此，光束L在导光元件120内可以形成全内反射(total internal reflection)，简称全反射。角度θ1小于90度并且(例如)在40度与50度之间，使得反射面S3为全反射面。然而，本发明不限于此。需注意的是，发光元件142发射的可以是非理想平行光束，角度θ1的配置(同理可说是反射面S3和第一表面S1形成的钝角的配置)是为了使不同路径的入射光束行进至反射面S3后，有大部分的入射光束可以全反射至第一表面S1(同时，少部分入射光束会有反射光至第一表面S1也有折射光至光学装置外)，或者，角度θ1的配置虽不能使大部分的入射光束全反射至第一表面S1，但是可以使反射至第一表面S1的反射光的比例显著大于逸出光学装置外的折射光的比例也可。可以根据使用者的要求调整角度θ1。反射面S3可以涂覆有金属以增加发光元件142发射的光束经反射面S3反射进入导光元件120的中心部分180的比例，进而增加导光元件120内的光量以提高图像获取单元130获取的图像的亮度和对比。
在本实施例中，第一表面S1与第二表面S2之间的厚度H1(例如)在0.2mm与0.8mm之间。然而，本发明不限于此。第一表面S1与第二表面S2之间设置的厚度H1很可能需要尽可能薄以保持光学装置100较薄。然而，更大厚度使得来自发光元件142的光束的更多光进入中心部分，即第一表面S1与第二表面S2之间。另外，厚度H1必须足够厚使得当使用者按压第一表面S1时导光元件120不会断裂。因此，可以根据使用者的要求调整第一表面S1与第二表面S2之间的厚度H1。
在本实施例中，围绕导光元件120的附近材料通常是空气。具体来说，导光元件120与图像获取单元130之间的空间中通常是空气，并且光学装置在未被碰触时，第一表面S1之外通常也是空气。空气的折射率近似于1，导光元件120的折射率依材料而不同，例如玻璃的折射率是从1.4到2，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的折射率是1.49，聚碳酸酯(PC)的折射率是1.58，树脂的折射率是1.65,蓝宝石(sapphire)的折射率是1.77。然而，本发明不限于上述材料。导光元件120还对光束L透光。也就是说，从发光元件142发射的光束能够通过导光元件120。当第一表面S1未被手指接触时，第一表面S1外的介质是空气，此时从发光元件142发射的大部分光束例如光束L，通过反射面S3反射或全反射至第一表面S1之后，可在导光元件120内形成全内反射。详细来说，入射至第一表面S1的光束在全反射至第二表面S2后，于第二表面S2也全反射至第一表面S1，即在第一表面S1与第二表面S2之间全反射；另一方面，当光束入射至第一表面S1或至第二表面S2的入射角度不致于发生全反射时，会发生折射(Refraction)由第一表面S1逸出光学装置外，或在第一表面S1反射(Reflection)至第二表面S2后再折射进入图像获取单元130。
光线行进遇到两个不同材料的界面时，若两个界面的折射率的差异越大，则光线反射的比例(反射率)越高。举例来说，相较于空气的折射率，手指的折射率更接近导光元件120的折射率(也就是差异较小)，因此，光线在导光元件120中行进至与空气接触的表面时的反射率，大于光线在导光元件120中行进至与手指(纹峰)接触的表面时的反射率。请参考图4，当第一表面S1未被手指接触时，进入导光元件120的中心部分180的大部分光束可以在第一表面S1与第二表面S2之间形成全反射(仅有一少部分折射光逸出光学装置外或进入图像获取单元130)。当手指F接触第一表面S1时，光束L在中心部分180内相对于接触位置处(即：指纹峰部，ridge)发生反射及折射，此时一部分的光束L通过第一表面S1折射进入手指F，其中一部分光被手指吸收并且另一部分光由手指F散射，由于有上述折射光进入手指，导致有机会进入图像获取单元130的反射光相对较少；另一方面，指纹谷部(valley)未实际接触第一表面S1，指纹谷部与第一表面S1之间有空气间隙，因此相对应的位置仍可形成全反射以及非全反射但反射率相对较大(因为导光元件120与空气二者的折射率差异较大)，使得第一表面S1的指纹谷部处有相对较多的光线可以反射至第二表面S2并且折射进入图像获取单元130。藉此，图像获取单元130可以产生指纹峰部较暗并且指纹谷部较亮的指纹图像。在本实施例中，接触光学装置的第一表面S1的物体是手指F，物体的图像是手指F的指纹，然而本发明不限于此。物体可以是除手指外的任何其它物体，并且图像可以是可接触第一表面S1的任何合适物体的图像。
此外，内部周围表面S4可以涂覆有金属以进一步增加发光元件142发射的所有光束进入导光元件120的比例，换言之是增加导光元件120中的光量，藉此增加图像获取单元130接收的光量。另外，外部周围表面S5的外部表面S6和反射面S3也可以涂覆有金属以进一步增加反射进入导光元件120的中心部分180的光束。
此外，在本实施例中，中心部分180可以是耐刮材料，如图3中所示。也就是说，中心部分180的材料可以是合适的耐刮材料。在本实施例中，分开地形成中心部分180和周围部分170以包含耐刮材料作为中心部分的材料。因此，保护导光元件120以免受到刮擦。耐刮材料是(例如)蓝宝石，但是本发明不限于此。可以根据使用者的要求选择所使用的耐刮材料。光束L可以通过以耐刮材料形成的中心部分180。当手指F接触第一表面S1时，光束L在中心部分180内相对于指纹峰部发生反射及折射，此时一部分的光束L通过中心部分180的耐刮材料进入手指F，一部分光被手指吸收并且一部分光由手指F散射，而对于未实际接触第一表面S1的指纹谷部与第一表面S1之间有空气间隙，光束在相对应位置仍可形成全反射以及非全反射但反射率相对较大，使得第一表面S1的指纹谷部处有相对较多的光线可以反射至第二表面S2并且折射进入图像获取单元130。藉此，图像获取单元130产生指纹峰部较暗并且指纹谷部较亮的指纹图像。在图3和图4中，周围部分170和中心部分180以不同线条示出，表示材料不相同，然而，本发明不限于此。中心部分180的材料不限于耐刮材料，并且可以是与周围部分170相同的材料。另外，周围部分170也可以由与中心部分180相同的耐刮材料构成。也就是说，根据使用者的要求，中心部分180和周围部分170的材料可以相同或不同，并且可以是耐刮材料或不耐刮材料。
在本实施例中，从基板到中心部分180的第二表面S2的高度H2大于图像获取单元130加上其配合的镜头(未示出图中)的高度。
图2是图1的光学装置的仰视图。请参考图2，图2是未示出基板110和图像获取单元130的情况下的光学装置100的仰视图，可以视为导光元件120的仰视图。图2示出发光元件142和容纳空间140的布置。在本实施例中，发光元件142的数目是十二个。然而，本发明不限于此。可以根据使用者调整发光元件142的数目和容纳空间140的数目。另外，可以根据使用者调整在导光元件120的每一侧上的发光元件142的间距和布置。在本实施例中，发光元件142是发光二极管。然而，本发明不限于此。
如图2中所示，容纳空间140的数目等于发光元件142的数目。然而，本发明不限于此。于另一实施例中，导光元件120可以包含延伸穿过导光元件120的所有侧面的仅一个容纳空间140。一个容纳空间140可以容纳光学装置100的所有发光元件142。其可根据设计要求调整容纳空间140的数目。
图1是光学装置的三维示意图。在本实施例中，导光元件120相对于第一表面S1的中轴线C可旋转地对称，例如图2中所示出的正方形形状的导光元件120具有90度的旋转对称性。然而，本发明不限于此，并且导光元件可以是具有或不具有旋转对称性的任何形状。
图5是根据本发明的实施例的光学装置的三维示意图。图6是图5的光学装置的仰视图。图7是图5的光学装置沿线B-B'截取的截面示意图。请参考图5到图7，图5到图7的实施例类似于图1到图4的实施例。类似元件将使用如图1到图4的实施例中的类似附图标记。类似元件的描述将不重复并且可以参考图1到图4的描述。如图7中所示，光学装置200包含基板210、发光元件242、导光元件220以及图像获取单元230。导光元件220包含中心部分280和周围部分270。容纳空间240由周围部分270的表面S7(作为发光元件242的光束的入射面)和基板210界定。光学装置200进一步包含配置在中心部分280的第一表面S1上的耐刮层290，用来保护导光元件220以免受到刮擦。耐刮层290的材料是(例如)蓝宝石。耐刮层290也可以使用任意其它类型的耐刮材料。在手指F纹峰接触耐刮层290时，光束L通过中心部分280并通过耐刮层290进入手指，一部分光被手指吸收并且一部分光由手指F散射，另一方面手指纹谷未实际接触耐刮层290，因此可以有相对较多的光线反射至第二表面S2并且折射进入图像获取单元230。此外，容纳空间240的截面形状具有圆拱形状。然而，容纳空间240的截面形状可以是任何其它合适的形状，例如正方形或矩形。另外，容纳空间240也可以定形为围绕发光元件242紧密地配合且接触使得光入射面S7接触发光元件242。
此外，在本实施例中，周围部分270包含具有至少两个表面S8、S9的内部周围表面，至少两个表面S8和S9形成钝角θ3。在本实施例中，表面S9连接到中心部分280的第二表面S2。也就是说，在本实施例中，空间S的截面形状是梯形和矩形的组合。光学装置200的厚度和高度的描述可以参考图1到图4的描述，不在此重复。另外，发光元件242和容纳空间240的布置可以参考图1到图4的描述，如数目和配置可以根据使用者的要求进行调整。
请参考图5，在本实施例中，导光元件220相对于第一表面S1的中轴线C可旋转地对称。具体来说，导光元件220具有圆柱形形状，并且具有360度的旋转对称性。在其它实施例中，导光元件220的形状可以是(例如)具有类似于图1和图2的90度的旋转对称性的正方形，或具有180度的旋转对称性的矩形。然而，本发明不限于此，并且导光元件可以是具有或不具有旋转对称性的任何形状。
请参考图6，图6是未示出图7的基板210和图像获取单元230的情况下的光学装置200的仰视图。图6示出发光元件242和容纳空间240的布置。在本实施例中，发光元件242的数目是八个。然而，本发明不限于此。可以根据使用者调整发光元件242的数目和容纳空间240的数目。另外，可以根据使用者调整围绕导光元件220的发光元件242的间距和布置。在本实施例中，发光元件242是发光二极管。然而，本发明不限于此。
如图6中所示，容纳空间240的数目是一个，并且所有发光元件242容纳于容纳空间240中。然而，本发明不限于此。可以增大并调整容纳空间240的大小以容纳一个或多个发光元件242。类似于图3，容纳空间240的数目也可以是与发光元件242相同的数目。可以根据设计要求调整容纳空间240的数目。
图8是根据本发明的又一实施例的光学装置的截面示意图。请参考图8，图8的实施例类似于图1的实施例。类似元件将使用如图1的实施例中的类似附图标记。类似元件的描述将不重复并且可以参考图1的描述。如图8中所示，光学装置300包含基板310、发光元件342、导光元件320以及图像获取单元330。导光元件320包含彼此连接的中心部分380和周围部分370。容纳空间340由周围部分370的表面S7和基板310界定。容纳空间340的截面形状的描述类似于容纳空间140，并且在此将不重复相同的描述。
此外，在本实施例中，周围部分370包含连接到中心部分380的第二表面S2以界定空间S的内部周围表面S4。在本实施例中，空间S的截面形状界定为圆拱形。也就是说，内部周围表面S4与第二表面S2之间的连接形成界定空间S的横截面的圆拱形状。导光元件320的三维形状可以类似于如图1或图5中所示的三维形状，但不限于此。也就是说，导光元件320可以具有或不具有不同类型的旋转对称性。导光元件320的三维形状可以是根据设计要求的任何合适的形状。
图9是根据本发明的又一实施例的光学装置的截面示意图。请参考图9，图9的实施例类似于图1的实施例。类似元件将使用如图1的实施例中的类似附图标记。类似元件的描述将不重复并且可以参考图1的描述。如图9中所示，光学装置400包含基板410、发光元件442、导光元件420以及图像获取单元430。导光元件420界定图像获取单元430所在的基板410上方的空间S。导光元件420包含彼此连接的中心部分480和周围部分470。
在本实施例中，周围部分470包含连接到中心部分480的第二表面S2的内部周围表面S4。周围部分470还包含连接到中心部分的第一表面S1的外部周围表面S10。在本实施例中，外部周围表面S10朝向图像获取单元430倾斜以与基板410形成一角度θ1。类似地，内部周围表面S4朝向图像获取单元430倾斜与基板形成一定角度。在本实施例中，内部周围表面S4和外部周围表面S10平行于彼此，使得由内部周围表面S4和外部周围表面S10形成的对应角度彼此相等。然而，本发明不限于此，并且内部周围表面S4和外部周围表面S10并非必须平行于彼此。此外，外部周围表面S10是适于全内反射光束L的反射面。
周围部分470进一步包含围住至少一个发光元件442的至少一个表面S7。也就是说，周围部分470与基板410一起界定至少一个容纳空间440。容纳空间440的截面形状的描述类似于容纳空间240，并且在此相同的描述将不重复。
在本实施例中，空间S的横截面的形状界定为梯形。也就是说，内部周围表面S4与第二表面S2之间的连接形成界定空间S的横截面的梯形形状。导光元件420的三维形状可以类似于如图1或图5中所示的三维形状，但不限于此。导光元件420的三维形状可以是根据设计要求的任何合适的形状。导光元件420的三维形状可以类似于如图4或图6中所示的三维形状，但不限于此。也就是说，导光元件420可以具有或不具有不同类型的旋转对称性。导光元件420的三维形状可以是根据设计要求的任何合适的形状。
在图8和图9的实施例中，当手指接触光学装置的第一表面S1时发生反射及折射使图像获取单元能够接收反射及折射的光束进而产生所述物体的图像。相同的描述可以参考图1到图4的描述，不在此重复。
请参考图10，图10是根据本发明又一实施例的光学装置的截面示意图，并且图10示出手指碰触的状态。图10的实施例中类似于图1至图4实施例的元件不再重复描述。如图10中所示，光学装置500包含基板510、发光元件542、导光元件520以及图像获取单元530。导光元件520界定图像获取单元530所在的基板510上方的空间S。导光元件520包含彼此连接的中心部分580和周围部分570。和图1至图4所示光学装置100的不同之处在于，光学装置500包含有微结构层(Microstructure)590设置于第一表面S1上方。微结构层590的目的是增加光线散射，可以使用具有微粒(Particle)的材料来制作，或者不论材料为何，制成粗糙非平滑面也能增加光线散射。
当光学装置500的第一表面S1未被碰触时，光束除了进入导光元件520也会进入微结构层590，光束被微结构层590散射进入导光元件520。当手指F接触第一表面S1上方的微结构层590时，光束从指纹峰部折射进入手指，被手指吸收了大部分；另一方面，指纹谷部未实际接触微结构层590，光束仍由微结构层590散射以及导光元件520折射进入图像获取单元530，并且受益于微结构层590，指纹谷部有机会反射较多的光量至图像获取单元530。据此，图像获取单元530产生指纹峰部较暗并且指纹谷部较亮的指纹图像，并且图像的对比相较于光学装置100产生的图像对比更佳。
于本发明的其他实施例中，图10的光学装置500可以有类似图1至图9的变化特征，不另赘述。
综上所述，导光元件包围图像获取单元并且在导光元件内反射光束。由于导光元件较薄，因此光学装置可以相对较薄，从而允许便利地在安装空间受限的装置中进行安装。因此，由于光学装置不会增加电子装置的厚度，所以安装光学装置的电子装置可以相对较薄。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种光学装置，其特征在于，包括：
图像获取单元；
至少一个发光元件；以及
导光元件，所述导光元件界定所述图像获取单元所配置的基板上方的空间，其中所述导光元件包括：
中心部分，所述中心部分配置在所述空间上方，所述中心部分包括相对远离所述图像获取单元的第一表面以及与所述第一表面相反以及相对接近所述图像获取单元的第二表面；以及
周围部分，所述周围部分连接到所述中心部分以及包围所述空间，其中所述周围部分包括反射面，所述反射面连接到所述第一表面以及相对于所述第一表面的平面朝向所述图像获取单元以一定角度倾斜，其中所述反射面适于执行全反射。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述周围部分包括：内部周围表面，所述内部周围表面围住所述空间并且连接到所述中心部分的所述第二表面；以及外部周围表面，所述外部周围表面作为所述反射面。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述周围部分包括：内部周围表面，所述内部周围表面围住所述空间并且连接到所述中心部分的所述第二表面；以及外部周围表面，所述外部周围表面包括形成钝角的至少两个表面，其中所述至少两个表面中的一个表面是所述反射面。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述周围部分包括：内部周围表面，所述内部周围表面围住所述空间并且包括形成钝角的至少两个表面，其中所述至少两个表面中的一个表面连接到所述中心部分的所述第二表面；以及外部周围表面，所述外部周围表面包括形成钝角的至少两个表面，其中所述至少两个表面中的一个表面是所述反射面。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述反射面适于将从所述至少一个发光元件发射的光束全反射到所述中心部分的所述第一表面。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述反射面朝向所述图像获取单元倾斜以相对于所述第一表面形成钝角。
7.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述导光元件的所述周围部分定义出围住所述至少一个发光元件的至少一个容纳空间。
8.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述导光元件的所述周围部分进一步包括一表面，作为至少一个发光元件的光束的入射面。
9.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述反射面涂覆有金属以全反射光束。
10.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述周围部分包括围住所述空间以及连接到所述中心部分的所述第二表面的内部周围表面，所述内部周围表面涂覆有金属以全反射光束。
11.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述图像获取单元用来接收当物体触摸所述光学装置使所述第一表面处的全内反射受到抑制时由所述物体散射的光束，以产生所述物体的图像。
12.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述导光元件对光束透光。
13.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，还包括一微结构层，配置在所述第一表面上方，其中所述微结构层适于散射光束。
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