JP2007081354A - 光学モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、光源モジュールと感光モジュールがフレームに設けられる光学モジュールを提供する。
【解決手段】光学モジュールは、フレームと、フレームの第一端に設けられ、光源と光源を覆いながら一部がレンズを形成する保護装置とを有する光源モジュールと、フレームに設けられ、光源モジュールが応用平面に投射した光線の反射光を感知する感光モジュールとを含む。
【選択図】図３

Description

この発明は光学モジュールに関し、特に光源モジュールと感光モジュールがフレームに設けられる光学モジュールに関する。

図１を参照する。図１は従来の光学マウス１０の構造を表す断面図である。光学マウス１０はＬＥＤ（発光ダイオード）１２と、ホルダー１４と、レンズセット１６と、レンズ１８と、ハウジング２２と、センサーチップ２４と、導電フレーム２６（複数の脚部１３を有する）と、絞り２８と、プリント回路板（ＰＣＢ）３０と、底部４０とを含む。ＬＥＤ１２と、ホルダー１４と、レンズセット１６は発光システムを構成し、レンズ１８（レンズセット１６に設けられる）と、ハウジング２２と、センサーチップ２４と、導電フレーム２６と、絞り２８は結像システムを構成する。組み合わせられた発光システムと結像システムは底部４０に固定される。

発光システムにおいては、ＬＥＤ１２はビームＬ１’を応用平面３１に発射するものであり、ホルダー１４はＬＥＤ１２を固定するものであり、レンズセット１６はＬＥＤ１２によるビームＬ１’を反射または屈折し、適切な角度で（多くは斜め方向）応用平面３１の結像領域に投射するものである。

結像システムにおいては、導電フレーム２６はセンサーチップ２４を固定してそれに電力と信号を供給ものであり、ハウジング２２は射出成形法で作られた黒い筐体であってセンサーチップ２４を守るものである。ハウジング２２は孔を有する下蓋を含み、孔は絞り２８として使用することができる。絞り２８は不要のビームを遮断して結像品質を向上させるためのものであり、レンズ１８は応用平面３１の結像領域の反射光をセンサーチップ２４に収束するものである。ＰＣＢ３０はセンサーチップ２４が感知した画像を制御素子（非表示）に出力することによって、光学マウス１０の移動方向と距離を判断する。なお、ＰＣＢ３０はセンサーチップ２４とＬＥＤ１２に電力を供給すると同時に、導電フレーム２６とホルダー１４と合わせてセンサー２４とＬＥＤ１２を固定する。

図２を参照する。図２は図１における光学マウス１０の構造を表す組立図である。図２におけるすべての装置を組み合わせなければならないため、光学マウス１０の構造は複雑であり、組み立ても困難である。例えば、ＬＥＤ１２によるビームをレンズセット１６に進入させるためにはレンズセット１６とＬＥＤ１２の位置決めを正確にしなければならない。そのほか、レンズ１８とセンサーチップ２４の位置決めを正確にしなければ、光学マウス１０の感度は低下する。

この発明は以上の問題を解決するため、光源モジュールと感光モジュールがフレームに設けられる光学モジュールを提供することを課題とする。

この発明による光学モジュールは、フレームと、フレームの第一端に設けられ、光源と光源を覆いながら一部がレンズを形成する保護装置とを有する光源モジュールと、フレームに設けられ、光源モジュールが応用平面に投射した光線の反射光を感知する感光モジュールとを含む。

この発明によるその他の光学モジュールは、フレームと、フレームの第一端に設けられる光源モジュールと、フレームに設けられ、センサーチップと、センサーチップを覆いながら、一部がレンズを形成して光源モジュールが応用平面に投射した光線の反射光を収束する保護装置とを含む。

この発明による光学マウスはセンサーチップと光源（例えばＬＥＤチップ）を保護装置で統合し、更に保護装置でレンズを形成することによって、光学マウスの構造を簡素化する。なお、センサーチップとＬＥＤチップはいずれもフレームに設けられるので、センサーチップとＬＥＤチップ間のフレームの角度を調整するのみで両装置の位置を決めることができ、従来の技術における位置決めの難点は解決される。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照して以下説明する。

図３を参照する。図３はこの発明による光学マウス１００の構造を表す断面図である。光学マウス１００の導電フレーム６０にはセンサーチップ６２と光源６４が設けられる。光源はＬＥＤであり、センサーチップ６２と光源６４の間の導電フレーム６０はある角度６３を呈する。角度６３について詳しくは以下の説明を参照する。

導電フレーム６０のアーム６６は絞り構造を形成する。アーム６６には絞り６５が設けられ、センサーチップ６２の感光領域の上方に位置する絞り６５は収束後の光線をセンサーチップ６２に結像する。なお、図４に示されるように、絞り６７のある蓋６８を利用し、導電フレーム６０に絞り構造（蓋６８）を設けても同様の効果を実現できる。

図３を参照する。センサーチップ６２と光源６４（例えばＬＥＤチップ）を覆う保護装置７０はレンズ７２、７４を形成する。レンズ７４は光源６４による光線を収束して応用平面８８に投射し、レンズ７２は応用平面８８に反射された光線を収束する。保護装置７０はエポキシ樹脂（例えば２６５度の高温に耐える熱硬化性樹脂）で作られる。保護装置７０として透明樹脂を採用すれば、赤色、青色または緑色の可視光ＬＥＤもしくはレーザーダイオード（ＬＤ）を同時に使用することができる。なお、保護装置７０として赤外線が透過できる不透明樹脂を採用すれば、赤外線ＬＥＤを使用することも可能である。図３と図４に示されるのは透明樹脂を採用したものであり、保護装置７０内の各装置は外から見られる。なお、保護装置７０の材質は上記に限らず、チップを保護してレンズを形成することができるあらゆる材質はいずれもこの発明の範囲に属する。

図３に描かれる光路を参照する。レンズ７４は光源６４による光線を応用平面８８に導き、センサーチップ６２により多くの反射光線を与える。ＬＥＤ６４による光線をレンズ７４で屈折してセンサーチップ６２の感光領域の下方に投射するためには、角度６３を適切に決めることが必要である。６０度から８５度が最も望ましい。

センサーチップ６２と光源６４は導電フレーム６０の複数の脚部６１によってＰＣＢ８０に固定される。ＰＣＢ８０は底部８４の固定体８３に固定され、センサーチップ６２と光源６４は支持体８２に固定される。支持体８２は不要の光線を遮断し、光源６４が応用平面８８の有効面積に当てる光強度を増加して光源６４の射出角度を決めることができる。図３における装置を分解すれば図５になる。図５はこの発明のよる光学マウス１００の組立図である。支持体８２は２個の孔８２１、８２２及び斜面８２３を有する。孔８２１、８２２はそれぞれレンズ７２、７４を収容し、斜面８２３は角度６３を支持して外力による変形を防ぐ効果を有する。支持体８２は底部８４の枠８５内に固定される。図２と比べれば、この発明による光学マウス１００の組み立てはより簡単であり、予め組み立てられた光学セット８６（センサーチップ８６と、光源６４と、レンズ７２、７４を含む）をＰＣＢ８０に溶接し、更にＰＣＢ８０、支持体８２と底部８４を組み合わせるだけで光学マウス１００の組み立てを完成できる。そのほか、図５における支持体８２を省略しても可能である。図６によれば、光学セット８６をＰＣＢ８０に溶接した後、ＰＣＢ８０を底部８４の固定体８３に固定するだけで光学マウス１００の組み立てを完成する。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明による光学マウスはセンサーチップと光源（例えばＬＥＤチップ）を保護装置で統合し、更に保護装置でレンズを形成することによって、光学マウスの構造を簡素化する。

従来の光学マウスの構造を表す断面図である。 図１における光学マウスの構造を表す組立図である。 この発明による光学マウスの構造を表す断面図である。 この発明によるその他の光学マウスの構造を表す断面図である。 図３における光学マウスの構造を表す組立図である。 この発明によるその他の光学マウスの構造を表す組立図である。

符号の説明

１０、１００ 光学マウス
１２ ＬＥＤ
１３、６１ 脚部
１４ ホルダー
１６ レンズセット
１８、７２、７４ レンズ
２２ ハウジング
２４、６２ センサーチップ
２６、６０ 導電フレーム
２８、６５、６７ 絞り
３０、８０ ＰＣＢ
３１、８８ 応用平面
４０、８４ 底部
６３ 角度
６４ ＬＥＤチップ
６６ アーム
６８ 蓋
７０ 保護装置
８２ 支持体
８３ 固定体
８５ 枠
８６ 光学セット
８２１、８２２ 孔
８２３ 斜面

Claims (22)

1. 光学モジュールであって、
   フレームと、
   フレームの第一端に設けられ、光源と光源を覆いながら一部がレンズを形成する保護装置とを有する光源モジュールと、
   フレームに設けられ、光源モジュールが応用平面に投射した光線の反射光を感知する感光モジュールとを含むことを特徴とする光学モジュール。
2. 前記感光モジュールはセンサーチップと、センサーチップを覆いながら一部がレンズを形成する保護装置とを含み、応用平面に反射される光線を収束することを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
3. 前記光源モジュールの保護装置と感光モジュールの保護装置は樹脂であることを特徴とする請求項２記載の光学モジュール。
4. 前記光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
5. 前記光学モジュールは更に、感光モジュールのセンサーチップとレンズの間に設けられる絞りを含むことを特徴とする請求項２記載の光学モジュール。
6. 前記絞りはフレームのアームに形成されることを特徴とする請求項５記載の光学モジュール。
7. 前記光学モジュールは更に、フレームに固定される蓋を含み、そのうち絞りは蓋に形成されることを特徴とする請求項５記載の光学モジュール。
8. 前記光学モジュールは更に回路板を含み、前記フレームは複数の脚部を有し、複数の脚部は回路板に固定されることを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
9. 前記光学モジュールは更に支持体を含み、前記光源モジュールと感光モジュールは支持体に固定されることを特徴とする請求項８記載の光学モジュール。
10. 前記光学モジュールは更に底部を含み、前記支持体は底部に固定されることを特徴とする請求項９記載の光学モジュール。
11. 前記フレームは角度を有し、前記光源モジュールと感光モジュールはフレームの角度のあるところの両側に設けられることを特徴とする請求項１記載の光学モジュール。
12. 前記角度が６０度から８５度であることを特徴とする請求項１１記載の光学モジュール。
13. 光学モジュールであって、
    フレームと、
    フレームの第一端に設けられる光源モジュールと、
    フレームに設けられ、センサーチップと、センサーチップを覆いながら、一部がレンズを形成して光源モジュールが応用平面に投射した光線の反射光を収束する保護装置とを含むことを特徴とする光学モジュール。
14. 前記光学モジュールは更に、感光モジュールのセンサーチップとレンズの間に設けられる絞りを含むことを特徴とする請求項１３記載の光学モジュール。
15. 前記絞りがフレームのアームに設けられることを特徴とする請求項１４記載の光学モジュール。
16. 前記光学モジュールは更に、フレームに固定される蓋を含み、前記絞りは蓋に形成されることを特徴とする請求項１４記載の光学モジュール。
17. 前記感光モジュールの保護装置が樹脂であることを特徴とする請求項１３記載の光学モジュール。
18. 前記光学モジュールは更に回路板を含み、前記フレームは複数の脚部を含み、該フレームの複数の脚部は回路板に固定されることを特徴とする請求項１３記載の光学モジュール。
19. 前記光学モジュールは更に支持体を含み、前記光源モジュールと感光モジュールは支持体に固定されることを特徴とする請求項１８記載の光学モジュール。
20. 前記光学モジュールは更に底部を含み、前記支持体は底部に固定されることを特徴とする請求項１９記載の光学モジュール。
21. 前記フレームは角度を有し、前記光源モジュールと感光モジュールはフレームの角度のあるところの両側に設けられることを特徴とする請求項１３記載の光学モジュール。
22. 前記角度が６０度から８５度であることを特徴とする請求項２１記載の光学モジュール。

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