光學導航裝置的改進或者與其相關的改進的製作方法

2023-05-30 19:14:56 6

專利名稱：光學導航裝置的改進或者與其相關的改進的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學導航裝置的改進或者與其有關的改進，具體地但不排除有關用於各種不同應用中的微型裝置。
背景技術：
現有的汽車或者計算機裝置利用各種不同的導航機構。這些機構中的一些提供滑鼠表面，用於通過手指(或者身體的其他部分)進行直接操控，以及用於通過當手指在該滑鼠表面上移動時生成手指的圖像並將該手指的運動轉化成(例如)屏幕上光標的運動而工作。在這方面，這類導航裝置以與光學滑鼠相似的方式工作，因此被稱為光學導航裝置。GB0908900. 4公開了一種光學導航裝置，包括主封裝元件以及光學傳輸元件，其中所述光學傳輸元件包括校準軸，當將所述光學傳輸元件和所述主封裝元件安裝到基體上時，該校準軸可操作地將所述光學傳輸元件與所述基體對準。然而，顯而易見的是，光學組件通常在其對準時需要非常精確度，以提高其效率。 對於非常小的光學組件或者裝置而言，當需要考慮諸如灰塵等其他參數以及如封裝元件或者裝置的任何支撐結構的尺寸精度時，精確的定位甚至更關鍵。在包括組件的光學導航裝置中，在該組件中光學裝置和封裝裝置被粘合在一起或者夾持在一起，存在關於光學裝置位置的不精確，其基本上是由於重合表面的傾斜、膠水如何分散在表面上、要組合的相關部件製造的尺寸精度等造成的。發明目的本發明的目的在於解決關於在包含光學裝置的組件中這種光學裝置的精確定位存在的問題。並且，本發明的目的在於提出一種促進這種精確定位的手段。

發明內容
本發明提供如附屬權利要求提出的設備(組件)和方法。根據本發明的一個方面，提供一種包括封裝裝置和光學裝置的組件，其中該封裝裝置包括用於接收所述光學裝置的接收部分，其中該接收部分包括第一和第二開口，其中所述封裝裝置包括用於將所述光學裝置和所述封裝裝置對準的第一和第二豎直配準部件， 其中所述第一和第二豎直配準部件在空間上分別與所述第一和第二開口相關聯。從屬權利要求描述了本發明實施例的有利形式。在封裝裝置中或者包括所述封裝裝置的組件中，每個或每一個第一豎直配準部件可以是源自所述接收部分的接收表面的隆起。有益地，任何這種隆起都是光學裝置與封裝裝置在第一開口側上的唯一接觸點。要記住的是灰塵或者類似物可以在平坦延伸的表面上形成薄膜或者薄層，例如GB0908900.4中，從而可以引起光學裝置不能達到最佳標準的對準，任何這種隆起的有限表面區域將降低光學裝置的精確定位。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件中，所述接收表面優選為平坦表面，從而允許也具有平坦或者凸形外表面(滑鼠表面)的光學裝置被製造成緊湊構件，例如模製整體式塑料元件。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件中，所述第二配準部件優選為所述第二開口中的凹部，其中所述第二配準部件接收所述光學裝置的一部分，該部分限定光學系統 (即光學裝置、照明裝置和傳感器裝置)的參考位置，這也是光學裝置需要被精確定位的原因。由於所述第二配準部件是第二開口中的凹部以及由於所述第二配準部件接收光學裝置的一部分，該部分是源於光學裝置主體上的突起，因此第二配準部件不僅起到用於光學裝置豎直對準裝置的作用，並且同時還起到光學裝置水平對準裝置的作用。優選地，第二配準部件接收具有有效鎖定(形狀配合)的源於光學裝置的相應突起或其一部分。更優選地， 第二配準部件和/或第二開口被成形為以形狀配合的方式接收源於光學裝置的相應突起或其一部分。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件中，所述封裝裝置優選地包括膠水井。 所述膠水井允許應用粘合劑。當所述光學裝置與配準部件接觸時，所述粘合劑有助於將光學裝置粘結到封裝裝置，其中與配準部件的接觸提供了精確定位，而粘合劑則使得該定位成為永久性的。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件的實施例中，所述膠水井以及每個或每一個所述第一豎直配準部件在所述接收部分中彼此間隔分開。膠水井和配準部件(至少膠水井和第一配準部件)被彼此間隔分開防止了相關粘合劑(膠水)汙染一個或多個配準部件或者給一個或多個配準部件增加雜質。避免這種雜質是非常重要的，因為甚至這種配準部件的上表面上粘合劑的摩擦都會導致光學裝置不能達到最佳標準的對準。在粘合劑從膠水井中洩漏出來的不希望的情況下，將開始採用第一配準部件的第二方面實施方式實施為源於接收部分的接收表面的隆起，也就是，任何洩漏的粘合劑將首先覆蓋接收表面部分， 並且一般不會到達構成配準部件的任何隆起的水平。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件中，所述膠水井優選地從所述接收部分的接收表面隆起。這種結構導致粘合劑和配準部件之間的距離增加，其中該增加的距離使得在發生不希望的同樣的膠水井洩漏事件時，更進一步確保粘合劑不會弄髒或汙染配準部件。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件的實施例中，所述膠水井圍繞所述接收部分的所述接收表面周向延伸。這種周向的膠水井使得相關的膠水沿著光學裝置的外輪廓均勻分布。利用相關粘合劑沿著光學裝置外輪廓或者至少沿著其外輪廓的關鍵部分將光學裝置粘結到封裝元件，提供了由相關粘合劑施加的保持力的均勻分布。膠水井可以以連續或者不連續的方式圍繞所述接收表面的周向延伸。當膠水井是不連續的時，相關膠水井部分優選地沿著所述接收部分的外輪廓均勻分布。在封裝裝置或者包括所述封裝裝置的組件的實施例中，所述膠水井在截面上為U 形(成形為凹槽或者槽)。這種形狀提供了將相關粘合劑保持在膠水井中的方式，並同樣防止了粘合劑從膠水井中洩漏出來。優選地，當所述封裝裝置和所述光學裝置組合在一起構成前面所述的組件時，封裝裝置的第一開口接收光學裝置的光學孔徑，而所述封裝裝置的第二開口接收所述光學裝置的孔徑光闌。那麼，封裝裝置的功能是作為組件的光學部件的分隔物，即一方面是光學裝置，而另一方面是相關電子器件。電子器件配置在封裝裝置的「下方」，而第一和第二開口以及延伸其中的光學孔徑和孔徑光闌允許電子器件觸及光學裝置用於例如照明或者傳感。在光學裝置或者包括所述光學裝置的組件中，所述光學孔徑以及所述孔徑光闌都優選地被實施為從所述光學裝置主體延伸出來的突起，並適合於延伸進所述封裝裝置的第一及第二開口內。這允許光學裝置的緊湊設計以及上述組件的光學部分和電子器件部分的分隔，其中該突起延伸到相關開口內便於它們被觸及以用於照明或者傳感。在光學裝置或者包括所述光學裝置的組件中，所述光學孔徑以及所述孔徑光闌的光學表面優選地設置在相關突起的末端部分上。在相關突起的末端部分上提供光學表面進一步便於它們被觸及以用於照明或者傳感。此外，光學表面的這種定位為照明和/或傳感裝置的定位和/或定向提供了更大的自由度。當以例如通過注塑成型的方式將封裝裝置整體式成形時，有利於製造封裝裝置以及封裝裝置和光學裝置的組件。優選地，封裝裝置具有用於分別接收照明和傳感裝置的照明凹部和傳感凹部的特徵。前述的第一和第二開口從所述封裝裝置中提供的所述照明凹部和傳感凹部延伸到封裝裝置內，由此一方面允許源自照明裝置的發光進入光學裝置，另一方面允許源自照明裝置的發光離開該同一光學裝置以被傳感裝置檢測。從而光學裝置和電子器件，即照明裝置和傳感裝置，與被保護在封裝裝置和相關凹部內的電子器件以及形成用於用戶相互作用的表面的光學裝置安全地間隔開。本發明的另一方面是適於用作本文所述的封裝裝置的外殼。本發明的再一方面是適於用作本文所述的光學裝置的光學元件。根據本發明的另一方面，提供了一種包括本文所述組件的光學導航裝置。根據本發明的另一方面，提供了一種用在計算機設備或者可攜式通訊設備內、結合本文所述的組件或者封裝裝置及光學裝置的光學導航裝置。根據本發明的再一方面，提供了一種結合本文所述的導航裝置的計算機設備或者可攜式通訊設備或者遠程控制手持設備。在本發明的再一方面中，提供了一種結合本文所述的導航裝置的計算機設備，其中術語「計算機設備」被解釋為包括至少行動電話、例如 MP3播放器的移動多媒體播放器、TV/DVD遙控器、衛星導航系統、數位相機等。根據本發明的又一方面，提供了一種組裝所述光學導航裝置的方法，包括步驟組合封裝裝置和光學裝置，並在所述組合之前、之間、之後向膠水井施加粘合劑。本發明的其他特徵以及優點將根據下面對附圖中所描繪的作為非限制性示例給出的本發明優選實施例的描述而顯而易見。省略了所有對於直接理解本發明不必要的元件。附圖中，相同的元件在不同的圖中用相同的參考數字提供。


現在將通過參考附圖來描述僅作為示例的本發明的實施例，其中圖1是根據作為示例給出的本發明實施例的適於用在本文所述組件中的封裝裝置的透視圖；圖2是封裝裝置和光學裝置的透視剖面圖，其中示出了正與封裝裝置組合時的光學裝置，並且其中封裝裝置和光學裝置的組合構成本文所述的組件；以及圖3是包括封裝裝置和光學裝置的組件的剖面圖。
具體實施例方式在下面的描述中，為了說明和非限制的目的，闡明了具體細節以提供本發明徹底的理解，例如特定的實施例。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是，本發明可以用脫離這些具體細節的其他實施例來實現。在其他情況下，為了不使本發明的描述與不必要的細節相混淆，省略了那些眾所周知的細節描述。本發明涉及用於電子裝置中的光學導航裝置。電子裝置可以是任何合適的類型， 可以包括行動電話、PDA、膝上型電腦、TV遙控器、遊戲控制器以及其他這類裝置。圖1是適於用於本文所述組件的封裝裝置10的透視圖。封裝裝置10包括接收部分12。所述接收部分12設置用於接收光學裝置14 (圖2、圖幻。接收部分包括平坦的接收表面16。封裝裝置10/接收部分12包括第一開口 18和第二開口 20。封裝裝置10/接收部分12進一步包括第一豎直配準部件22和第二豎直配準部件24。如圖1的實施例可見，第一和第二豎直配準部件22J4在空間上分別與所述第一和第二開口 18、20相關聯。第一豎直配準部件22由源於所述接收部分12的接收表面16 的第一和第二隆起構成。由於上述兩個隆起提供在所述第一開口 18的相對兩側上，從而與所述第一開口 18鄰接，因此第一配準部件22在空間上與第一開口 18相關聯。由於所述第二配準部件M是所述第二開口 20中的凹部，因此第二配準部件M在空間上與第二開口 20 相關聯。第二配準部件M接收光學裝置14的部分，其定義光學系統(即光學裝置、照明裝置以及傳感器裝置)的參考位置，這就是它需要被精確定位的原因。圖2是封裝裝置10和光學裝置14的剖面的透視圖，其中示出了正在與所述封裝裝置10組合時的光學裝置14。由圖2可見，封裝裝置10包括周向壁沈。所述壁沈沿接收表面16的外輪廓延伸，並且接收表面16和壁沈一起構成接收部分12。為了不混淆接收表面16上的細節，圖1中省略了壁26。從圖2的剖面圖中可見，封裝裝置10包括用於接收照明裝置，例如LED(未示出) 的照明凹部觀，以及用於接收傳感裝置，例如光學傳感器(未示出)的傳感凹部30。第一和第二開口 18、20從所述照明和傳感凹部觀、30延伸進封裝裝置10內。從而，開口 18、20 一方面允許源自照明裝置的發光進入光學裝置14，另一方面允許其離開同一光學裝置14 以被傳感裝置檢測到。從圖2中進一步可見，封裝裝置10包括膠水井32。膠水井32沿著壁沈的內表面延伸，所述內表面面對接收部分12。膠水井32從所述接收部分12的接收表面16上隆起。膠水井32沿著所述接收部分12的所述接收表面16周向延伸。膠水井32在截面上呈 U形，從而形成凹槽或槽，以設置用於接收將封裝裝置10和光學裝置14粘結在一起的粘合劑(未示出)。雖然豎直配準部件22、對被設置用於使光學裝置14精確定位，而膠水井和施加在其中的粘合劑設置用於使光學裝置14的精確定位成為永久性的。因此，膠水井32和配準部件22、M在所述接收部分中彼此間隔分開，如在圖2的剖面透視圖中可很好地看見。從接收表面16上隆起的膠水井32增加了粘合劑和配準部件22、24中任一個之間的有效距離。 粘合劑和配準部件22J4之間的距離在萬一粘合劑從膠水井32中洩漏出來的情況下是重要的。任何這種洩漏的粘合劑將首先覆蓋在壁沈的部分上以及可能覆蓋在接收表面16的部分上。然而，洩漏的粘合劑一般不會到達配準部件22、24中的任一個上。通過封裝裝置的形狀和幾何結構以及其內/其上的配準部件22、24的定位，從而避免了洩漏粘合劑弄髒或汙染封裝部件22、24。圖3是包括封裝裝置10和光學裝置14的組件的剖面側視圖。該組件通過將光學裝置14插入封裝裝置10的接收部分12中而構成。通過光學裝置14如指向配準部件22、 24的圖2中的豎直箭頭所示地接觸配準部件22、對來建立光學裝置14和封裝裝置10之間的機械接觸。光學裝置14的幾何結構適於光學裝置14內部的最佳光路。因此，光學裝置14的底部包括光學孔徑34和孔徑光闌36。這些被實施為從所述光學裝置14主體上延伸出來的突起。當光學裝置14與封裝裝置10組合在一起時，這些突起適於延伸進封裝裝置10的所述第一和第二開口 18、20內。共同未決申請號GBXXXXXX (律師參考號P115041. GB. 01)中詳細描述了光學裝置14內部的光路，通過參考結合於本文。當完成了圖2所示的光學裝置14和封裝裝置10的組合時，光學裝置14在封裝裝置10的接收部分12中的位置如圖3所示。封裝裝置10的第一開口 18接收光學裝置14 的光學孔徑34，而第二開口 20接收光學裝置14的孔徑光闌36。所述光學孔徑34和所述孔徑光闌36的光學表面38提供在相關突起的末端部分上。孔徑光闌36的光學表面38在其末端部分上的定位，使得所述光學表面38非常接近第二配準部件24。這些實體的非常接近，優選地孔徑光闌36的光學表面38儘可能地接近第二配準部件M定位，允許最精確的定位。光學裝置14與封裝裝置10的機械接觸僅位於三個部位(或表面區域)上，也就是第一配準部件22的兩個隆起和構成第二配準部件M的第二開口 20內的凹部。光學裝置 14保持在膠水井32上，並僅通過施加到膠水井32中的粘合劑建立那裡的接觸。如圖所示，封裝裝置10和/或光學裝置14可以被設置為整體部件。製造的優選方法是注模成型等。圖中未示出，但是將該組件(封裝裝置10和光學裝置14的組合)結合到諸如計算機設備、可攜式通訊設備、遙控手持設備等的電子裝置中，對於本領域任何技術人員都是顯而易見的。當應用到任何這種電子裝置中，通電並提供能量時，該組件起到光學導航裝置的作用，其中光學裝置的上表面構成滑鼠表面。為了結合到任何這種電子裝置中，該組件配套有照明裝置(即容納在照明凹部觀中的能夠提供發光束的輻射源)以及傳感裝置(即容納在傳感凹部30中的用於接收圖像的傳感器)。如此配套的組件構成了光學導航裝置，可以識別諸如用戶手指的彈性物體在光學裝置14的外表面或滑鼠表面上的移動，從而能夠實現要執行的控制動作。上述實施例僅是為了解釋，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，其他實施例以及變形是可能並可以預期的。例如，光學導航裝置的實際類型無關緊要，只要它是這種類型其中滑鼠表面被設計為直接由手指、手或身體的其他部位或任何合適的彈性器械或工具來直接操控，以使滑鼠表面獲得的強度依賴於所施加的壓力。雖然本文解釋並描述了本發明的優選實施例，但是可以意識到的是在不脫離由權利要求所限定的本發明的情況下，可以進行改變或變形。簡言之，本發明可以歸納為提出了一種適於在光學導航裝置中使用的組件，例如用於計算機或移動通訊裝置中；所述組件包括封裝裝置10和光學裝置14，其中封裝裝置10包括用於接收所述光學裝置14的接收部分 12，其中接收部分12包括第一和第二開口 18、20，其中所述封裝裝置10包括用於將所述光學裝置14與所述封裝裝置10對準的第一和第二豎直配準部件22、24，其中所述第一和第二豎直配準部件22J4在空間上分別與所述第一和第二開口 18、20相關聯。參考標記10封裝裝置12接收部分14光學裝置16接收表面18第一開口20第二開口22第一豎直配準部件24第二豎直配準部徵26壁28照明凹部30傳感凹部32膠水井34光學孔徑36孔徑光闌38光學表面
權利要求
1.包括封裝裝置(10)和光學裝置(14)的組件，其中所述封裝裝置(10)包括用於接收所述光學裝置(14)的接收部分(12)，其中所述接收部分(1 包括第一和第二開口(18，20)，其中所述封裝裝置(10)包括用於將所述光學裝置(14)與所述封裝裝置(10)對準的第一和第二豎直配準部件02，對)，以及其中所述第一和第二豎直配準部件(22，24)在空間上分別與所述第一和第二開口 (18，20)相關聯。
2.根據權利要求1的組件，其中每個或每一個第一豎直配準部件0 是源自所述接收部分(12)的接收表面(16)的隆起。
3.根據權利要求2的組件，其中所述接收表面(16)是平坦表面。
4.根據權利要求1、2或3的組件，其中所述第二豎直配準部件04)是所述第二開口中的凹部。
5.根據權利要求4的組件，其中所述第二豎直配準部件04)以形狀配合的方式接收源自所述光學裝置的突起。
6.根據任一前述權利要求的組件，其中所述封裝裝置(10)包括膠水井(32)。
7.根據任一前述權利要求的組件，其中所述膠水井(3 和每個或每一個所述第一豎直配準部件0 在所述接收部分中彼此間隔分開。
8.根據權利要求6或7的組件，其中所述膠水井(3 從所述接收部分(1 的接收表面(16)隆起。
9.根據權利要求6、7或8的組件，其中所述膠水井(3 圍繞所述接收部分(1 的所述接收表面(16)的周向延伸。
10.根據權利要求6、7、8或9的組件，其中所述膠水井(3 在截面上呈U形。
11.根據任一前述權利要求的組件，其中所述第一和第二開口(18，20)從設置在所述封裝裝置(10)中的照明凹部08)和傳感凹部(30)延伸。
12.根據任一前述權利要求的組件，其中所述封裝裝置(10)的第一開口(18)接收光學裝置(14)的光學孔徑(34)，並且其中所述封裝裝置(10)的第二開口 00)接收所述光學裝置(14)的孔徑光闌(36)。
13.根據任一前述權利要求的組件，其中所述光學孔徑(34)和孔徑光闌(36)都被實施為從所述光學裝置(14)的主體延伸的突起，並且其中所述突起適於延伸進所述封裝裝置的所述第一和第二開口(18，20)中。
14.根據權利要求13的組件，其中所述光學孔徑(34)和孔徑光闌(36)的光學表面設置在相關突起的末端部分上。
15.根據任一前述權利要求的組件，其中所述封裝裝置(10)整體式成形。
16.一種適於用作前述權利要求1-15中任一項的組件中的封裝裝置(10)的外殼。
17.—種適於用作前述權利要求1-15中任一項的組件中的光學裝置(14)的光學元件。
18.—種包括前述權利要求1-15中任一項的組件的光學導航裝置。
19.一種結合權利要求18的光學導航裝置的計算機設備。
20.一種結合權利要求18的光學導航裝置的可攜式通訊設備。
21.—種結合權利要求18的光學導航裝置的遙控手持設備。
全文摘要
本申請公開的是光學導航裝置的改進或者與其相關的改進。一種適於用於光學導航裝置中的組件，例如用於計算機或移動通訊裝置上，所述組件包括封裝裝置(10)和光學裝置(14)，其中封裝裝置(10)包括用於接收所述光學裝置(14)的接收部分(12)，其中接收部分(12)包括第一和第二開口(18、20)，其中所述封裝裝置(10)包括用於將所述光學裝置(14)和所述封裝裝置(10)對準的第一和第二豎直配準部件(22、24)，並且其中所述第一和第二豎直配準部件(22、24)在空間上分別與所述第一和第二開口(18、20)相關聯。
文檔編號G06F3/042GK102184052SQ20111003852
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者C·坎貝爾, M·雷諾 申請人:意法半導體(研發)有限公司