DE102006002266A1

DE102006002266A1 - Optisches Modul

Info

Publication number: DE102006002266A1
Application number: DE102006002266A
Authority: DE
Inventors: Cheng-Chung Kuo; Ho-Feng Chiu; Jen-Chun Weng; Chen-Hsiu Lin
Original assignee: Lite On Technology Corp
Current assignee: Lite On Technology Corp
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-03-22
Also published as: TW200712597A; JP2007081354A; TWI318695B; US20070057166A1

Abstract

Ein optisches Modul 100 umfasst einen Rahmen 60, ein Lichtquellenmodul 64, das an einem ersten Ende des Rahmens 60 angeordnet ist, und ein Sensormodul 62, das auf dem Rahmen 60 angeordnet ist, um Licht, das von dem Lichtquellenmodul 64 ausgegeben und von einer Oberfläche 88 reflektiert wurde, zu erfassen. Das Lichtquellenmodul 64 umfasst eine Lichtquelle 64, die mit einem ersten Schutzelement 70 bedeckt ist, wobei ein Teil des ersten Schutzelements 70 eine Linse 74 bildet. Das Sensormodul 62 umfasst einen Sensorchip 62, der von einem zweiten Schutzelement 70 bedeckt ist, wobei ein Teil des zweiten Schutzelements 70 eine Linse 72 bildet, um Licht, das von der Oberfläche 88 reflektiert wurde, zu fokussieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft optische Module gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 13.

Eine optische Maus umfasst eine Leuchtdiode (LED), eine Halterung, eine Linsenkomponente, eine Linse, ein Gussteil, einen Sensorchip, einen leitfähigen Rahmen, eine Öffnung, eine Leiterplatte (PCB) und eine Basis. Aufgrund der vielen Teile der optischen Maus ergibt sich eine komplizierte Montage. Zum Beispiel müssen die Linsenkomponente und die LED präzise so angeordnet werden, dass das von der LED ausgegebene Licht direkt in die Linsenkomponente einfallen kann. Weiterhin ist eine genaue Positionierung der Linse und des Sensorchips sehr wichtig, da diese die Empfindlichkeit der optischen Maus beeinflussen kann.

Vor diesem Hintergrund ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, optische Module bereitzustellen, die den Aufbau einer optischen Maus vereinfachen können.

Diese Aufgabe wird durch die optischen Module gemäß Anspruch 1 bzw. 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils entsprechende Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung.

Wie genauer aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, umfasst das beanspruchte optische Modul ein Schutzelement, wobei ein Teil des Schutzelements eine Linse bildet.

Im Folgenden wird die Erfindung weiter anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
1 eine Querschnittsansicht einer optischen Maus des Standes der Technik zeigt,
2 eine Explosionsansicht der optischen Maus aus 1 zeigt;
3 eine Querschnittsansicht einer optischen Maus gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
4 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer optischen Maus gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
5 eine Explosionsansicht der optischen Maus aus 3 zeigt, und
6 eine Explosionsansicht des weiteren Ausführungsbeispiels der optischen Maus ohne eine Halterung der 5 zeigt.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer optischen Maus 10 gemäß dem Stand der Technik. Die optische Maus 10 umfasst eine Leuchtdiode (LED) 12, eine Halterung 14, eine Linsenkomponente 16, eine Linse 18, ein Gussteil 22, einen Sensorchip 24, einen leitfähigen Rahmen 26 mit einer Vielzahl von Stiften 13, eine Öffnung 28, eine Leiterplatte (PCB) 30 und eine Basis 40. Ein Licht erzeugendes System gemäß dem Stand der Technik besteht aus der LED 12, der Halterung 14 und der Linsenkomponente 16. Ein bildgebendes System gemäß dem Stand der Technik besteht aus der Linse 18 (innerhalb der Linsenkomponente 16 angeordnet), dem Gussteil 22, dem Sensorchip 24, dem leitfähigen Rahmen 26 und der Öffnung 28. Die Kombination aus Licht erzeugendem System und bildgebendem System ist auf der Basis 40 befestigt.
Im Licht erzeugenden System strahlt die Leuchtdiode 12 Licht L1' in Richtung zu einer Oberfläche 31 aus. Die Halterung 14 kann die Leuchtdiode 12 positionieren. Mit der Linsenkomponente 16 wird das Licht L1', das von der Leuchtdiode 12 ausgestrahlt wird, zur Oberfläche 31 mit einem passenden Winkel reflektiert und gebrochen, wobei das Licht L1' normalerweise schräg auf die Oberfläche 31 gerichtet ist.
In dem bildgebenden System kann der leitfähige Rahmen 26 den Sensorchip 24 befestigen und Strom und Signale an den Sensorchip 24 liefern. Das Gussteil 22 ist wie ein Behälter, der durch Spritzgiessen geformt ist, um den Sensorchip 24 zu schützen, und umfasst eine untere Abdeckung. Eine Öffnung 28 ist auf der unteren Abdeckung ausgebildet und kann unerwünschtes Licht herausfiltern, um die Bildqualität zu verbessern. Zusätzlich kann die Linse 18 das reflektierte Licht von der Oberfläche 31 zum Sensorchip 24 fokussieren. Vom Sensor 24 erfasste Bilder werden über die PCB 30 übertragen und zu einer Steuerkomponente (in 1 nicht gezeigt) ausgegeben, um zu bestimmen, in welche Richtung und wie weit sich die optische Maus 10 gemäß den Bildern bewegt. Die PCB 30 kann Strom zum Sensorchip 24 und der Leuchtdiode 12 liefern und ist mit dem leitfähigen Rahmen 26 und der Halterung 14 zur Unterstützung der Befestigung des Sensorchips 24 und der Leuchtdiode 12 verbunden.
2 zeigt eine Explosionsansicht der optischen Maus 10 der 1. Die optische Maus 10 umfasst alle Elemente in 2, was zu einer komplizierten Montage führt. Zum Beispiel müssen die Linsenkomponente 16 und die LED 12 präzise so positioniert werden, dass das von der LED 12 ausgegebene Licht direkt in die Linsenkomponente 16 fallen kann. Weiterhin ist eine genaue Positionierung der Linse 18 und des Sensorchips 24 sehr wichtig, da dies die Empfindlichkeit der optischen Maus 10 beeinflusst.
Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, bietet die vorliegende Erfindung einen neuen Aufbau einer optischen Maus.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer optischen Maus 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Sensorchip 62 und eine Lichtquelle 64, wie eine Leuchtdiode (LED), sind auf einem leitfähigen Rahmen 60 der optischen Maus 100 angeordnet. Ein Teil des Rahmens 60 zwischen dem Sensorchip 62 und der Lichtquelle 64 ist zu einem Winkel 63 gebogen. Einzelheiten zum Winkel 63 werden später beschrieben.
Eine Öffnung 65 ist auf einem Arm 66, der sich vom leitfähigen Rahmen 60 erstreckt, ausgebildet. Nachdem der ausgestreckte Arm 66 gebogen wurde, liegt die Öffnung 65 über einem lichtempfindlichen Bereich des Sensorchips 62, so dass fokussiertes Licht zum Sensorchip 62 projiziert werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Öffnung ist in 4 gezeigt. Eine Öffnung 67, welche die gleiche Funktion wie die Öffnung 65 der 3 hat und auf einer Abdeckung 68 ausgebildet ist, wird auf dem leitfähigen Rahmen 60 fixiert.
Es sei nochmals auf 3 Bezug genommen. Der Sensorchip 62 und die Lichtquelle 64 sind durch Schutzelemente 70 abgedeckt, und Teile der Schutzelemente 70 bilden Linsen 72, 74 jeweils über dem Sensorchip 62 bzw. der Lichtquelle 64. Die Linse 74 kann das von der Lichtquelle 64 ausgegebene Licht sammeln und auf eine Oberfläche 88 projizieren. Die Linse 72 kann Licht, das von der Oberfläche 88 reflektiert wird, fokussieren. Das Material der Schutzelemente 70 ist Epoxydharz oder eine wärmeaushärtende Zusammensetzung, welche hohe Temperaturen um 265°C aushalten kann. Wenn das Schutzelement 70 aus durchsichtigem Epoxydharz ist, wird die Lichtquelle 64 aus einer Gruppe bestehend aus einer LED mit sichtbarem Licht, wie eine rote, blaue oder grüne LED, oder einer Laserdiode (LD) ausgewählt. Wenn das Schutzelement 70 aus undurchsichtigem Epoxydharz, aber durchlässig für Infrarotstrahlen (IR) ist, sollte die Lichtquelle 64 eine IR-LED sein. Die Ausführungsbeispiele der 3 und 4 nutzen durchsichtiges Epoxydharz, und dadurch können alle Elemente innerhalb des Schutzelements 70 genau beobachtet werden. Das Material des Schutzelement 70 ist nicht auf das Obige beschränkt. Jedes Material, welches die Chips schützen oder eine Linse bilden kann, ist mit der vorliegenden Erfindung kompatibel.
Wie durch den Lichtpfad in 3 angezeigt, richtet die Linse 74 das von der Lichtquelle 64 ausgegebene Licht auf die Oberfläche 88, so dass der Sensorchip 62 mehr reflektiertes Licht empfangen kann. Deshalb muss der Winkel 63 passend sein, um sicherzustellen, dass von der Linse 74 gebrochenes Licht auf die Oberfläche 88 unter dem lichtempfindlichen Bereich des Sensorchips 62 projiziert werden kann. Der Winkel 63 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 60° bis 85°.
Der Sensorchip 62 und die Lichtquelle 64 sind auf einer Leiterplatte (PCB) 80 mittels einer Vielzahl von Stiften 61, die sich vom leitfähigen Rahmen 60 erstrecken, befestigt. Die PCB 80 ist auf Erhöhungen 83 einer Basis 84 befestigt. Eine Halterung 82 kann den Sensorchip 62 und die Lichtquelle 64 stützen, unerwünschtes Licht herausfiltern, den Austrittswinkel des Lichts, das von der Lichtquelle 64 ausgegeben wird, positionieren, und dabei helfen, das von der Lichtquelle 64 ausgegebene Licht auf die Oberfläche 88 zu richten.
5 zeigt eine Explosionsansicht der optischen Maus 100 der 3. Die Halterung 82 umfasst zwei Löcher 821, 822 und eine geneigte Ebene 823. Die Löcher 821, 822 nehmen jeweils die Linsen 72, 74 auf und die geneigte Ebene 823 stützt den Winkel 63, um zu verhindern, dass der Winkel 63 durch eine Krafteinwirkung von außen verändert wird. Die Halterung 82 ist innerhalb eines rechteckigen Rahmens 85 der Basis 84 befestigt. Verglichen mit der 2 ist die Montage der optischen Maus 100 der vorliegenden Erfindung viel einfacher. Man muss nur die Optikbaugruppe 86 aus dem Sensorchip 62, der Lichtquelle 64 und den Linsen 72, 74 auf der PCB 80 anschweißen und dann die PCB 80, die Halterung 82 und die Basis 84 verbinden. Allerdings kann die Halterung 82 auch weggelassen werden, wie in 6 gezeigt. In 6 gibt es keine Halterung. Nachdem die Optikbaugruppe 86 auf die PCB 80 geschweißt wurde, wird hier die PCB 80 direkt auf den Erhöhungen 83 der Basis 84 befestigt.
Verglichen mit dem Stand der Technik nutzt die vorliegende Erfindung das Schutzelement, um den Sensorchip und die Lichtquelle zu überdecken und Linsen zu bilden, und dadurch wird der Aufbau der optischen Maus vereinfacht. Zusätzlich sind sowohl der Sensorchip als auch der LED-Chip auf dem Rahmen angeordnet. Die vorliegende Erfindung zeigt einen Rahmen, der zu einem passenden Winkel gebogen ist, um so die zwei Chips zu positionieren. Deshalb kann die vorliegende Erfindung die Montage vereinfachen und das Problem einer ungenauen Positionierung während der Montage beheben.
Zusammenfassend offenbart die vorliegende Erfindung ein optisches Modul 100 mit einem Rahmen 60, einem Lichtquellenmodul 64, das an einem ersten Ende des Rahmen 60 angeordnet ist, und einem Sensormodul 62, das auf dem Rahmen 60 angeordnet ist, um Licht, das von dem Lichtquellenmodul 64 ausgegeben und von einer Oberfläche 88 reflektiert wurde, zu erfassen. Das Lichtquellenmodul 64 umfasst eine Lichtquelle 64, die mit einem ersten Schutzelement 70 bedeckt ist, wobei ein Teil des ersten Schutzelements 70 eine Linse 74 bildet. Das Sensormodul 62 umfasst einen Sensorchip 62, der von einem zweiten Schutzelement 70 bedeckt ist, wobei ein Teil des zweiten Schutzelements 70 eine Linse 72 bildet, um Licht, das von der Oberfläche 88 reflektiert wurde, zu fokussieren.

60: Rahmen
61: Stifte
62: Sensorchip
63: Winkel
64: Lichtquelle
65: Öffnung
66: Arm
67: Öffnung
68: Abdeckung
70: Schutzelement
72: Linse
74: Linse
80: Leiterplatte
82: Halterung
84: Basis
88: Oberfläche
100: optisches Modul

Claims

Optisches Modul (100), umfassend: einen Rahmen (60); ein Sensormodul (62), das auf dem Rahmen (60) angeordnet ist; und gekennzeichnet durch: ein Lichtquellenmodul (64), das an einem ersten Ende des Rahmens (60) angeordnet ist, wobei das Lichtquellenmodul (64) eine Lichtquelle (64) umfasst, die von einem ersten Schutzelement (70) bedeckt ist, wobei ein Teil des ersten Schutzelements (70) eine Linse (74) bildet.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (62) einen Sensorchip (62) umfasst, der von einem zweiten Schutzelement (70) bedeckt ist, wobei ein Teil des zweiten Schutzelements (70) eine Linse (72) bildet, um Licht, das von einer Oberfläche (88) reflektiert wird, zu fokussieren.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schutzelement (70) des Lichtquellenmoduls (64) und das zweite Schutzelement (70) des Sensormoduls (62) aus Epoxydharz bestehen.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (64) eine Leuchtdiode ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch eine Öffnung (65), die zwischen dem Sensorchip (62) und der Linse (72) des Sensormoduls (62) angeordnet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (65) auf einem Arm (66), der sich vom Rahmen (60) erstreckt, ausgebildet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch eine Abdeckung (68), die auf dem Rahmen (60) angeordnet ist, wobei die Öffnung (67) auf der Abdeckung (68) ausgebildet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Leiterplatte (80), wobei der Rahmen (60) eine Vielzahl von Stiften (61), die auf der Leiterplatte (80) befestigt sind, umfasst.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch eine Halterung (82), wobei das Lichtquellenmodul (64) und das Sensormodul (62) auf der Halterung (82) befestigt sind.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch eine Basis (84), wobei die Halterung (82) auf der Basis (84) befestigt ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (60) einen Winkel (63) umfasst, wobei das Lichtquellenmodul (64) und das Sensormodul (62) auf gegenüberliegenden Seiten des Winkels (63) angeordnet sind.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (63) innerhalb eines Bereichs zwischen 60° und 85° liegt.
Optisches Modul (100), umfassend: einen Rahmen (60); ein Lichtquellenmodul (64), das an einem ersten Ende des Rahmens (60) angeordnet ist; und gekennzeichnet durch: ein Sensormodul (62), das auf dem Rahmen (60) angeordnet ist, wobei das Sensormodul (62) einen Sensorchip (62) umfasst, der von einem Schutzelement (70) bedeckt ist, wobei ein Teil des Schutzelements (70) eine Linse (72) bildet, um Licht, das von dem Lichtquellenmodul (64) ausgegeben und von einer Oberfläche (88) reflektiert wurde, zu fokussieren.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnet durch eine Öffnung (65), die zwischen dem Sensorchip (62) und der Linse (72) des Sensormoduls (62) angeordnet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (65) auf einem Arm (66), der sich vom Rahmen (60) erstreckt, ausgebildet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 14, ferner gekennzeichnet durch eine Abdeckung (68), die auf dem Rahmen (60) angeordnet ist, wobei die Öffnung (67) auf der Abdeckung (68) ausgebildet ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (70) des Sensormoduls (62) aus Epoxydharz besteht.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnet durch eine Leiterplatte (80), wobei der Rahmen (60) eine Vielzahl von Stiften (61), die auf der Leiterplatte (80) befestigt sind, umfasst.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 18, ferner gekennzeichnet durch eine Halterung (82), wobei das Lichtquellenmodul (64) und das Sensormodul (62) auf der Halterung (82) befestigt sind.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 19, ferner gekennzeichnet durch eine Basis (84), wobei die Halterung (82) auf der Basis (84) befestigt ist.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (60) einen Winkel (63) umfasst, wobei das Lichtquellenmodul (64) und das Sensormodul (62) auf gegenüberliegenden Seiten des Winkels (63) angeordnet sind.
Optisches Modul (100) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (63) innerhalb eines Bereichs zwischen 60° und 85° liegt.