CN201465046U - 薄形光学指示模块 - Google Patents

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本实用新型揭示了一种薄形光学指示模块，包括一光源、传输光源发射光线的透镜、感光芯片及电路板，其中该光源及感光芯片均组设于电路板上并与电路板电性连接，而该透镜设置于感光芯片与光源上方，该透镜包括一照明光路及成像光路，其中该照明光路包括一球面、双曲面反射面、透射平面及导航面板，其中光源设置于该球面的中心，光源发射的光线垂直于球面入射至透镜内，之后经过双曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出，再经过导航面板的折射，均匀照射在导航面板表面，而成像光路包括一非球面透镜，照射在导航面板表面的光线经反射后透过非球面透镜照射于感光芯片上。

Description

薄形光学指示模块
【技术领域】
本实用新型有关一种光学指示装置，特别是指应用于电子装置上用以控制光标移动的薄形光学指示模块。
【背景技术】
鼠标、触控板及轨迹球是最为常用的人机接口设备之一，而上述设备存在的问题是体积较大、成本较高并且结构复杂，不便于安装在如手机等便携式电子装置上，当然业界也有将触摸屏技术引入手机等便携式电子装置上，但是由于触摸屏成本相对较高，并且对使用环境及操作方式要求较高，从而也限制了应用范围。对于上述问题，业界也开发出利用光学影像处理技术开发出利用指纹等实现对电子装置屏幕光标的控制，但是现有的结构在整体高度较高，从而不能有效地将该设备应用于薄形的电子装置(如薄形手机等)上，并且现有的结构光路设计较为复杂，对光源发射光线的利用效率不高，从而影响光学影像的质量及光源的电能消耗。
【发明内容】
本实用新型的目的在于提供一种薄形光学指示模块，其通过各种元件的结构安排与光路的设计，以克服现有结构整体高度较高及对光源发射光线利用效率不高的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型薄形光学指示模块包括一光源、传输光源发射光线的透镜、感光芯片及电路板，其中该光源及感光芯片均组设于电路板上并与电路板电性连接，而该透镜设置于感光芯片与光源上方，该透镜包括一照明光路及成像光路，其中该照明光路包括一球面，该球面设于透镜相对光源的表面，并且光源设置于该球面的中心，光源发射的光线垂直于球面入射至透镜内，而成像光路包括一非球面透镜。
依据上述主要特征，该透镜在邻近球面的另一表面设有双曲面反射面，并且在与该双曲面反射面相对的另一侧设有透射平面，从球面透射的光线经此双曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出。
依据上述主要特征，该薄形光学指示模块在非球面透镜上方设有一导航面板，从透射平面的射出的平行光线经过导航面板折射后，均匀散布在导航面板表面。
依据上述主要特征，该导航面板为一矩形壳体，并覆盖于透镜、壳体、感光芯片与光源外围。
依据上述主要特征，该光源以表面粘贴的方式安装于电路板上。
依据上述主要特征，该电路板为一柔性印刷电路板，并且该柔性印刷电路板一端设有与使用该薄形光学指示模块的电子装置主电路板连接的接口。
依据上述主要特征，该电路板为使用该薄形光学指示模块的电子装置的电路板。
依据上述主要特征，该导航面板与透镜为一整体设置。
依据上述主要特征，该感光芯片与光源外围覆盖有一壳体，该壳体设有分别收容感光芯片与光源的第一与第二收容空间，此第一与第二收容空间相互隔离。
依据上述主要特征，该壳体设有定位孔，而透镜底端设有与定位孔配合的定位柱。
与现有技术相比较，本实用新型通过将透镜设置于于感光芯片与光源上方，并且通过在透镜上设置一球面、双曲面反射面、透射平面及导航面板，并令光源设置于该球面的中心，如此光源发射的光线垂直于球面入射至透镜内，如此可保证光的透射率最大，之后经过双曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出，也可保证最大的透射率，之后再经过导航面板的折射，均匀照射在导航面板表面，从而利于保证感光芯片得到较佳的图像质量及对光源发射的光线较高的利用效率。
【附图说明】
图1为实施本实用新型的光学指示模块的立体剖视图。
图2为图1所示透镜的立体示意图。
【实施方式】
请参阅图1所示，为实施本实用新型的光学指示模块的立体组装图，该薄形光学指示模块1包括光源10、传输光源10发射光线的透镜11、感光芯片12及电路板13。
其中该光源10及感光芯片12均组设于电路板13上并与电路板13电性连接，在具体实施时，该光源10可以是LED或激光，较佳是该光源10是通过表面粘贴技术安装于电路板13上。而该电路板13可以是印刷电路板，也可以是柔性印刷电路板，并且该电路板13一端设有与使用该薄形光学指示模块1的电子装置的电路板(未图示)相连接的接口，如金手指或电连接器等。当然，此电路板13可为与使用该薄形光学指示模块1的电子装置的电路板，即光源10及感光芯片12直接组设于电子装置的电路板上。
请参阅图2所示，该透镜11设置于感光芯片12与光源10上方，在实施时该透镜11由透明塑性材料成型制成，包括一照明光路110及成像光路111，其中该照明光路110包括一球面112，该球面112设于透镜11相对光源10的表面，并且光源10设置于该球面112的中心，另外，该透镜11在邻近球面112的另一表面设有双曲面反射面113，并且在与该双曲面反射面113相对的另一侧设有透射平面114，如此光源10发射的光线便可垂直于球面112入射至透镜11内，从而保持较高的光线透射率，之后经过双曲面反射面113反射，亦呈垂直于透射平面114的平行光射出，亦可保持较高的光线透射率，再者，该薄形光学指示模块1在非球面透镜116(如下所述)上方设有一导航面板115，从透射平面114的射出的平行光线经过导航面板115折射后，均匀散布在导航面板115表面。成像光路111包括一非球面透镜116，照射在导航面板115表面的光线经工作面(如手指，未图示)反射后透过非球面透镜116照射于感光芯片12上以形成图像。
在具体实施时，该感光芯片12与光源10外围通常覆盖有一壳体14，该壳体14通常设有分别收容感光芯片12与光源10的第一与第二收容空间140、141，此第一与第二收容空间140、141相互隔离以便防止光源10的散射的光影响感光芯片12对图像的采集，并且该壳体14的上壁(未标号)上还设有定位孔(未标号)，以便与设于透镜11底端的定位柱117配合而令透镜11组设于壳体14上.另外，该壳体14还设有一凹部142，以收容非球面透镜116.再者，在具体实施时，上述导航面板115或者可与透镜11设为一整体，也可为矩形壳体并覆盖于透镜11、壳体14、感光芯片12与光源10外围，并且由该矩形壳体组设于电路板13上，从而令上述元件形成一整体模块，从而可直接提供给手机、笔记本等便携式电子装置或键盘制造商，直接组装于该电子装置或键盘上，从而替代现有的多向方向键、轨迹球或摇杆等方向控制元件.

Claims (10)

1.一种薄形光学指示模块，包括光源、传输光源发射光线的透镜、感光芯片及电路板，其中该光源及感光芯片均组设于电路板上并与电路板电性连接，而该透镜设置于感光芯片与光源上方，该透镜包括一照明光路及成像光路，其特征在于：该照明光路包括一球面，该球面设于透镜相对光源的表面，并且光源设置于该球面的中心，光源发射的光线垂直于球面入射至透镜内，而成像光路包括一非球面透镜。
2.如权利要求1所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该透镜在邻近球面的另一表面设有双曲面反射面，并且在与该双曲面反射面相对的另一侧设有透射平面，从球面透射的光线经此双曲面反射面反射，呈垂直于透射平面的平行光射出。
3.如权利要求2所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该薄形光学指示模块在非球面透镜上方设有一导航面板，从透射平面的射出的平行光线经过导航面板折射后，均匀散布在导航面板表面。
4.如权利要求3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该导航面板为一矩形壳体，并覆盖于透镜、壳体、感光芯片与光源外围。
5.如权利要求1或3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该光源以表面粘贴的方式安装于电路板上。
6.如权利要求1或3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该电路板为一柔性印刷电路板，并且该柔性印刷电路板一端设有与使用该薄形光学指示模块的电子装置主电路板连接的接口。
7.如权利要求1或3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该电路板为使用该薄形光学指示模块的电子装置的电路板。
8.如权利要求1或3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该导航面板与透镜为一整体设置。
9.如权利要求1或3所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该感光芯片与光源外围覆盖有一壳体，该壳体设有分别收容感光芯片与光源的第一与第二收容空间，此第一与第二收容空间相互隔离。
10.如权利要求9所述的薄形光学指示模块，其特征在于：该壳体设有定位孔，而透镜底端设有与定位孔配合的定位柱。
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