CN201666975U

CN201666975U - 一种导航光学组件及光学导航装置

Info

Publication number: CN201666975U
Application number: CN2010201500280U
Authority: CN
Inventors: 孟庆涛
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-03-30

Abstract

本实用新型提供了一种导航光学组件及光学导航装置；其中导航光学组件包括照明通道、影像通道；所述照明通道包括全内反射面，用以将入射的光线进行反射；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面；与现有技术相比光源发出的光线可通过一平面直接进入照明通道，经抛物面反射初步整形后再经过凸球面进行进一步整形，可有效降低光学导航装置的高度，有利于光学导航装置的小型化。

Description

一种导航光学组件及光学导航装置

技术领域

本实用新型涉及光学导航技术领域，具体涉及一种导航光学组件及光学导航装置。

背景技术

目前，伴随着科技的发展，光学导航装置正逐渐取代当前便携式电子设备上的方向按键、机械摇杆或轨迹球；手指在光学导航装置上移动即可像使用PC电脑鼠标那样随意操作屏幕上的光标移动以对菜单中的目标进行选择。

光学导航装置通常包括光源，用以照射该光学导航装置的触摸区域，当有触摸物于触摸区域进行触摸时，生成该触摸物体的照射影像；感测器，用以提取所述的照射影像，并以一非常高的速率来记录该影像；该感测器与一电子电路配合来确定该触摸物在水平和垂直方向上的移动位置；以及导航光学组件，用以将触摸物体的照射影像形成在感测器上；传统上，上述导航光学组件包含两个通道，分别被定义为照明通道和影像通道，照明通道用以为光源的光线提供一传输的光路，影像通道用以将触摸物体的照射影像成像至感测器上；现有技术中的照明通道包括：一准直面、一全内反射面、一光楔；所述准直面用以将光源发出的光线汇聚和平行，所述全内反射面用以将经准直处理后的光束进行反射；光楔，用以将反射后的光线弯折一定的角度，以使光线达到触摸区域；由于上述的准直面为凸向光源的球面，若要达到对光源发出光线进行准直的目的，则必须将光源放置在所述球面的焦点处，这样不利于降低整个光学导航装置的高度。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为现有的光学导航装置高度较大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了如下技术方案：

一种导航光学组件，包括照明通道、影像通道；所述照明通道包括全内反射面，用以将入射的光线进行反射；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面。

进一步地，所述影像通道包括一具有正屈光度的第一透镜，所述第一透镜包括面向物方的第一表面及面向像方的第二表面。

进一步地，所述第一表面和第二表面均为非球面。

本实用新型还提供一种光学导航装置，包括：基板、光源、感测器、照明通道、影像通道、触摸区域；所述光源和感测器设于基板上；所述照明通道包括全内反射面，用以光源射出的光线进行反射；影像通道用以将触摸区上触摸物体的照射影像成像至感测器上；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面。

进一步地，所述第一表面和第二表面均为非球面。

进一步地，所述触摸区域位于所述第一透镜的物方，所述感测器位于所述第一透镜的像方。

进一步地，所述基板为PCB电路板。

进一步地，所述光学导航装置还包括一壳体，所述壳体盖设于基板上形成一空腔；所述光源、感测器、照明通道、影像通道容置于空腔内；所述壳体还包括与所述第一透镜相对的第二透镜，所示第二透镜包括用以将所述凹球面射出的光线折射至触摸区域的第三表面，以及与第三表面相对的第四表面，所述触摸区域位于第四表面上。

本实用新型实施例所提供的一种导航光学组件包括照明通道、影像通道；所述照明通道包括全内反射面，用以将入射的光线进行反射；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面；与现有技术相比光源可通过一平面直接进入照明通道，经抛物面反射初步整形后再经过凸球面进行进一步整形，可有效降低光学导航装置的高度，有利于光学导航装置的小型化。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种导航光学组件的结构图；

图2是本实用新型实施例的一种光学导航装置的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

图1是本实用新型实施例的一种导航光学组件的结构图；如图1所示的一种导航光学组件，包括照明通道、影像通道；所述照明通道包括全内反射面1，用以将入射的光线进行反射；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面2。

进一步地，所述影像通道包括一具有正屈光度的第一透镜3，所述第一透镜包括面向物方的第一表面31及面向像方的第二表面32。

进一步地，所述第一表面和第二表面均为非球面。

在本实施例中，上述的全内反射面、凸球面、第一表面、第二表面均一体成型于一基体4上，所述基体采用PC光学塑料。

上述全内反射面、第一表面、第二表面的面型均满足如下面型公式：

z = \frac{{cr}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + a_{1} r^{2} + a_{2} r^{4} + a_{3} r^{6}

其中Z为沿光轴方向在高度为r的位置以各非球面顶点作参考距光轴的位移值，k为二次曲面系数，c为镜面中心曲率，c＝1/R，其中R为镜面中心曲率半径，r为镜面中心高度；a1、a2、a3为非球面系数。

本实施例各面的面型参数为：

类型	曲率半径(R)	二次曲面系数(k)
			抛物面	1.2	-1
凸球面	-10	0
			第一表面	0.397794	-0.367857
第二表面	-0.593665	3.075246

本实施例抛物面、第一表面、第二表面的非球面参数为：

类型	a1	a2	a3
				抛物面	0	0	0
第一表面	0	1.838031	-93.100391
				第二表面	0	-3.990867	79.385005

采用本实施例的光学导航装置光源可通过一平面4直接进入照明通道，经抛物面反射初步整形后再经过凸球面进行进一步整形，可有效降低光学导航装置的高度，有利于光学导航装置的小型化。

实施例二：

本实施例为在实施例一的基础上提供一种光学导航装置，该光学导航装置完整地包含了实施例一所描述的导航光学组件，所述光学导航装置包括：基板5、光源6、感测器7、照明通道、影像通道、触摸区域8；所述光源和感测器设于基板上；所述照明通道包括全内反射面1，用以光源射出的光线进行反射；影像通道用以将触摸区上触摸物体的照射影像成像至感测器上；所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面2。

进一步地，所述第一表面和第二表面均为非球面。

进一步地，所述触摸区域8位于所述第一透镜的物方，所述感测器位于所述第一透镜的像方。

进一步地，所述基板为PCB电路板。

进一步地，所述光学导航装置还包括一壳体9，所述壳体盖设于基板上形成一空腔10；所述光源、感测器、照明通道、影像通道容置于空腔内；所述壳体还包括与所述第一透镜相对的第二透镜，所示第二透镜包括用以将所述凹球面射出的光线折射至触摸区域的第三表面91，以及与第三表面相对的第四表面92，所述触摸区域位于第四表面上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种导航光学组件，包括照明通道、影像通道；所述照明通道包括全内反射面，用以将入射的光线进行反射；其特征在于：所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面。

2.如权利要求1所述的一种导航光学组件，其特征在于：所述影像通道包括一具有正屈光度的第一透镜，所述第一透镜包括面向物方的第一表面及面向像方的第二表面。

3.如权利要求2所述的一种导航光学组件，其特征在于：所述第一表面和第二表面均为非球面。

4.一种光学导航装置，包括：基板、光源、感测器、照明通道、影像通道、触摸区域；所述光源和感测器设于基板上；所述照明通道包括全内反射面，用以光源射出的光线进行反射；影像通道用以将触摸区上触摸物体的照射影像成像至感测器上；其特征在于：所述全内反射面为抛物面；所述照明通道还包括用以将全内反射面反射出的光线进行整形并射出的凸球面。

5.如权利要求4所述的一种光学导航装置，其特征在于：所述影像通道包括一具有正屈光度的第一透镜，所述第一透镜包括面向物方的第一表面及面向像方的第二表面。

6.如权利要求5所述的一种光学导航装置，其特征在于：所述第一表面和第二表面均为非球面。

7.如权利要求5所述的一种光学导航装置，其特征在于：所述触摸区域位于所述第一透镜的物方，所述感测器位于所述第一透镜的像方。

8.如权利要求4所述的一种光学导航装置，其特征在于：所述基板为PCB电路板。

9.如权利要求4所述的一种光学导航装置，其特征在于：还包括一壳体，所述壳体盖设于基板上形成一空腔；所述光源、感测器、照明通道、影像通道容置于空腔内；所述壳体还包括与所述第一透镜相对的第二透镜，所示第二透镜包括用以将所述凹球面射出的光线折射至触摸区域的第三表面，以及与第三表面相对的第四表面，所述触摸区域位于第四表面上。