CN100514266C - 光学点击装置及具有该光学点击装置的个人便携装置 - Google Patents

Abstract

提供一种光学点击装置和采用该光学点击装置的个人便携装置，光学点击装置中形成水平光路，从而使光学***的厚度最小化，并提供足够的焦深，光学点击装置包括直接接触目标的盖玻片，向盖玻片发射光线的光源，以及光接收单元，其在预定方向上通过盖玻片反射由目标反射的光线，在预定方向上会聚光线，并拾取光线的图像。根据本发明，可使用手指表面进行点击，形成水平光路，从而使光学***的厚度最小化，提供足够的焦深，从而保持超小巧个人便携装置的美丽外观，并进行方便的点击。

Description

光学点击装置及具有该光学点击装置的个人便携装置

技术领域

本发明涉及一种用户接口装置，更具体地，涉及一种能安装在小巧的个人便携装置例如移动电话上的光学点击装置以及采用该光学点击装置的个人便携装置。

背景技术

通常，个人便携装置例如移动电话和个人数字助理(PDA)采用了使用键区的用户接口。具体地，传统的个人便携装置包括由多个按钮形成的键区，用于输入数字或字母，从而用户可推动键区的按钮以输入电话号码或语句。

近来，因为无线因特网服务例如无线宽带(WIBRO)服务得到广泛使用，个人便携装置中采用了支持图形用户界面(GUI)的Windows操作***。作为操作***(OS)的Windows CE可用于个人便携装置。另外，随着技术的发展，个人便携装置包括各种额外的服务，支持GUI的Windows操作***可用于方便使用各种额外服务。

因为GUI的操作***通常用于上述的个人便携装置，所以非常需要适于个人便携装置的点击装置。

通常，有球形鼠标、光学鼠标、激光鼠标、接触垫、以及图形输入装置来作为GUI的点击装置。这些点击装置被用于计算机，且理论上可以使这些点击装置用作个人便携装置的点击装置。

但是，因为个人便携装置的主要目的是具有便携性，其在携带与该便携装置分开的点击装置时是不方便也不协调的。另外，一些点击装置如跟踪球和操纵杆也可用于便携装置，但是跟踪球和操纵杆会占用物理上的尺寸，从而它们很少用在小巧的个人便携装置中。

此后，将参考附图详细描述在点击装置中光学鼠标的点击原理。

图1为一个剖视图，示出了用于解释常规光学鼠标点击原理的光学***。

光学鼠标的光学***100包括光源102、光源引导件104、盖玻片106、聚光透镜108、遮光单元110、以及光学图像传感器112。光源102是高亮度的发光二极管(LED)。从光源102发出的光线穿过光源引导件104和位于底面G上的待扫描盖玻片。扫描过的光线被底面G反射，以再次通过盖玻片106前进到聚光透镜108处。聚光透镜108对由底面G反射的光线进行会聚，并将光线聚焦在光图像传感器112上。用于移除噪声光线的遮光单元110形成在光学图像传感器112和聚光透镜108之间。光学图像传感器112拾起与通过聚光透镜108会聚的光相应的图像。拾取信息被提供给图像处理单元(未示出)，以检测作为目标的底面的移动。

在所述传统光学鼠标中，因为盖玻片106、聚光透镜108、以及光学图像传感器112在光轴方向上是竖直布置的，光学***应该确保具有预定的厚度，该厚度足以具有可用的焦深。也即，不能使光学***变小巧，因为要保证焦深。

此后，将参考图2和图3来描述传统光学***中的焦深的最低极限。图2和图3是示意图，示出了焦距和焦深之间的关系。

图2为示意图，示出了具有短焦距的光学***。当光线200发射到聚光透镜202时，焦点形成在光学图像传感器204的表面上。随着焦距的变短，因为输入到光学图像传感器204上的光线的角度很大，如果焦距偏移一点点的话，光线200的焦斑就会变得很大。如果焦斑的尺寸大于光学图像传感器204的像素尺寸的话，因为图像不会被正常处理，具有短焦距的光学***就很难布置且误差率变高。

另一方面，参考图3，示出了具有长焦距的光学***，当光线300发射到聚光透镜302上时，焦点形成在光学图像传感器304的表面上。

因为在图3的光学***中，从聚光透镜302到光学图像传感器304顶表面的距离足够长，尽管光学图像传感器的表面被偏移一点点，也可以保持小的焦斑。因此，如果有一些公差的话，焦斑的尺寸不会再大于图像传感器304的像素，从而很容易布置，并减少了误差率。

如上所述，在传统的光学鼠标中，盖玻片、聚光透镜、以及图像传感器在光轴方向上竖直布置，光学***的厚度由于光学***的焦深极限而受到限制。

根据当前的技术水平，光学鼠标的光学***的最小厚度约为4-5mm。

因此，如果所需光学鼠标的形状改变的话，由于光学***的厚度极限，光学鼠标不能被用于个人便携装置。

因此，非常需要发展一种超小巧的点击装置，其可以用于具有超小尺寸且美观的个人便携装置中。

发明内容

本发明提供一种光学点击装置和一种个人便携装置，该光学点击装置中可使用手指移动来点击。

本发明还提供一种光学点击装置和一种个人便携装置，其具有水平光路，从而使光学***厚度最小化，并提供足够的焦深。

本发明还提供一种光学点击装置和一种个人便携装置，其可使光路上的光线损失最小化。

本发明还提供一种光学点击装置和一种个人便携装置，其中形成水平光路，且光学图像传感器可稳定地安装到水平PCB上。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种光学点击装置，其包括直接与目标接触的盖玻片、向盖玻片发射光线的光源单元、以及光接收单元，其在预定的方向上对由盖玻片上的物体反射的光线进行引导、对所引导的光线进行会聚、以及拾取所会聚的光线的图像。

本发明提供一种光学点击装置，其中通过使用手指表面来进行点击，更具体地，光学***的厚度被最小化到小于2mm，提供足够的焦深例如约15-30mm。

因此，本发明允许不破坏超小巧个人便携装置的美丽外观，且方便点击。

附图说明

图1为一般光学鼠标的光学***的示图；

图2和图3为聚光透镜的焦深的示图；

图4为根据本发明第一优选实施例的光学点击装置的剖视图；

图5为根据本发明第一优选实施例的光学点击装置的侧视透视图；

图6为示出了根据本发明第一优选实施例的光学点击装置的光路的示图；

图7为根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的剖视图；

图8为根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的侧视透视图；

图9为示出了根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的光路的示图；

图10为根据与第二实施例类似的实施例的光学点击装置的剖视图；

图11为根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的剖视图；

图12为根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的侧视透视图；

图13为示出了根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的光路的示图；

图14为根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的剖视图；

图15为根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的侧视透视图；

图16为示出了根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的光路的示图；

图17为示出了根据与第四实施例相似的实施例的光学点击装置的光路的示图；

图18为采用根据本发明第一到第四优选实施例中任一个的光学点击装置的个人便携装置的外观示图；以及

图19为图18所示个人便携装置的配置方框图。

具体实施方式

此后，将参考附图来描述本发明优选实施例的光学点击装置。

图4为根据本发明第一优选实施例的光学点击装置的剖视图，图5为根据本发明第一优选实施例的光学点击装置的透视图，图6为示出了图4中的光学点击装置的光路的示图。

下面参考图4-6详细描述本发明的第一优选实施例。

根据本发明第一优选实施例的光学点击装置400包括光源单元402、盖玻片410、以及光接收单元412。

光学点击装置400的光源单元402包括光源404和用于引导从光源404发射的光线的第一引导镜406和第二引导镜408。光源404是表面贴装器件型(SMD)发光二极管(LED)或激光二极管，其发射高亮度的光线。第一和第二引导镜406和408以预定角度反射从光源404发射的光线，以引导到盖玻片410。具体地，第一和第二引导镜406和408安装成使光线以小角度与盖玻片410相遇，从而从光源404发射的光线以低入射角进入到盖玻片410的后表面上，从而容易扫描手指表面。引导镜的安装位置、数量或者角度可以变化，以方便布置光源单元402。另外，第一和第二引导镜406和408的反射表面进行抛光处理以提高表面精度，从而防止在光线反射过程中的光线损失或漫反射。

光学点击装置400的盖玻片410是透明玻璃，其通过后表面从光源单元402接收光线，并将光线传送到顶表面。另外，在手指表面接触盖玻片410的顶表面的情况下，通过盖玻片410的顶表面传输的光线被手指表面反射，反射的光线被顶表面接收并通过后表面传输。通过后表面传输的光线被扫描到光学点击装置400的光接收单元412。另外，盖玻片410的顶表面和后表面被抛光，以提高表面精度，从而防止在光线入射和发射过程中的光线损失或漫反射。

光学点击装置400的光接收单元包括第一反射镜414、聚光透镜416、以及光学图像传感器418。第一反射镜414将通过手指表面反射的光线进行反射，以引导到聚光透镜416。在这种情况下，由第一反射镜414反射的光线朝聚光透镜416水平行进，以形成水平光路。另外，第一反射镜414和光学图像传感器418之间的波导T1用空气作介质，且聚光透镜416插在波导T1中。聚光透镜416竖直***以垂直面对水平光路，从而方便组装光接收单元412。聚光透镜416对由第一反射镜414反射的光线进行会聚，并将折射的光线传输到光学图像传感器418。在这种情况下，第一反射镜414的反射表面和聚光透镜416的透镜表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线的反射、入射、以及发射过程中的光线损失和漫反射。

光学图像传感器418竖直安装，以与水平光路上的光线垂直相遇，且会聚的光线投射到光学图像传感器418上。光学图像传感器418向用于检测移动的图像处理单元(未示出)提供拾取信息。图像处理单元通过该拾取信息检测手指表面移动的方向、速度和距离，并作为指示器信息输出。

因为光接收单元412的光路水平形成，不仅光学***的厚度可以最小化到2mm，而且可以提供用于足够焦深15-30mm的光路。

参考图6描述根据本发明第一优选实施例的光学点击装置400的光路。

光线从光源404发射到第一引导镜406(A1)，第一引导镜406将光线反射到第二引导镜408(A2)。由第二引导镜408反射的光线以低入射角被直线引导到盖玻片410(A3)。通过被第二引导镜408反射而引导到盖玻片410的光线通过盖玻片410被传输并扫描到手指H1的表面上。光线被照射到第一反射镜414(A4)。照射到第一反射镜414上的光线再次以预定角度被反射，以将光路改变为水平。水平光线照射到聚光透镜416上(A5)。引导到聚光透镜416的光线被会聚并照射到光学图像传感器418(A6)。

在本发明的第一优选实施例中，从盖玻片410开始光线的移动路径被转换为竖直(A5和A6)，从而提供用于足够焦深15-30mm的光路，并使光接收单元412的厚度小巧到小于2mm。

但是，根据本发明第一优选实施例，因为光学图像传感器418竖直安装成与水平光路正交，光学图像传感器418很难稳定地安装在水平印刷电路板(PCB)上。

为了解决这一问题，根据图7-9详细描述本发明的第二优选实施例。

图7为根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的剖视图，图8为根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的侧视透视图，图9为示出了根据本发明第二优选实施例的光学点击装置的光路的示图。

根据本发明第二优选实施例的光学点击装置700包括光源单元702、盖玻片710、以及光接收单元712。

光学点击装置的光源单元702包括光源704和第一、第二引导反射镜706和708。光源704是SMD型LED或激光二极管，其发射高亮度光线。第一、第二引导反射镜706和708将从光源704发射的光线以预定的角度进行反射，以照射到盖玻片710上。具体地，第一、第二引导反射镜706和708的反射角被确定成使光线以小角度从光源704入射到盖玻片710的后表面上，从而容易扫描手指的表面。第一第二引导反射镜706和708的数量和角度可以改变，以改变光源704的安装位置或容易布置光源单元702。另外，第一、第二引导反射镜706和708的反射表面被抛光以提高表面精度，从而防止在反射光线的过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置700的盖玻片710是透明玻璃，其通过后表面接收来自光源单元702的光线，并通过顶表面传输。另外，在手指表面紧贴盖玻片710的顶表面时，当通过盖玻片710的顶表面传输的光线被手指表面反射时，反射的光线被顶表面接收，并通过后表面传输。通过后表面传输的光线提供给光学点击装置700的光接收单元712。另外，盖玻片710的顶表面和后表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线的入射和折射过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置700的光接收单元712包括第一反射镜714、聚光透镜716、第二反射镜718、以及光学图像传感器720。第一反射镜714以预定角度对由手指表面反射和通过盖玻片710传输的光线进行反射，并照射到光接收透镜716。在这种情况下，第一反射镜714具有用于形成水平光路的反射角。另外，空气被用作第一反射镜714和第二反射镜718之间以及位于第二反射镜718和光学图像传感器720之间的波导T2中的介质。聚光透镜716夹在波导T2中的第一反射镜714和第二反射镜718之间。聚光透镜716竖直布置在水平光路中，以方便布置光接收单元712。聚光透镜716对在第一反射镜714处反射的光线进行会聚，并提供给第二反射镜718。第二反射镜718将水平行进的光线转换成竖直行进的光线，并提供给光学图像传感器720。在这种情况下，第二反射镜718以90度反射该水平光线，以照射到安装在水平PCB处的图像光学图像传感器720上。在这种情况下，第一和第二反射镜714、718的反射表面和聚光透镜716的表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线的反射过程中产生的光线损失或漫反射。光学图像传感器720安装在水平PCB上，拾取由第二反射镜718竖直反射的光线的图像，并将拾取信息提供给图像处理单元(未示出)用于检测移动。

在本实施例中，尽管在第一、第二反射镜714和718之间安装了一个聚光透镜716，但也可安装两个以上的聚光透镜。在这种情况下，所安装的聚光透镜的光学特性例如焦距和透镜种类可以相同可不同。

图像处理单元通过该拾取信息检测手指表面移动的方向、速度和距离，并作为指示信息输出。

因为用于光接收单元712的焦深的光路竖直形成，不仅光学***的厚度可以被最小化，而且提供足够的焦深。另外，水平光线被转换成竖直光线，并提供给安装在水平PCB处的光学图像传感器720，从而可稳定地安装光学图像传感器720。

下面参考图9来描述根据本发明第二优选实施例的光学点击装置700的光路。

光从光源704发射到第一引导镜706(B1)，第一引导镜706将光线反射到第二引导镜708(B2)。被第二引导镜708反射的光线到达盖玻片710，并与之相遇，形成小角度(B3)。通过被第二引导镜708反射而引导到盖玻片710的光线通过盖玻片710传输，并扫描到手指H1的表面上。光线照射到第一反射镜714(B4)。照射到第一反射镜714的光线被再次以预定角度反射，以将路径改变为水平。水平光线被照射到聚光透镜716(B5)。引导到聚光透镜716的光线被会聚并照射到第二反射镜(B6)。照射到第二反射镜718的光路被改变为竖直，竖直光线被照射到光学图像传感器720(B7)。

根据本发明第二优选实施例，水平地形成用于足够焦深的光路(B5和B6)，从而使光学***的厚度最小化，并提供足够的焦深。另外，水平光线被转换成竖直光线(B7)，从而可将光学图像传感器720安装在水平PCB上。

尽管，描述的实例中是在本发明第一、第二优选实施例中采用的是仅一个聚光透镜，很显然可以包括多个聚光透镜以提高聚光效率。

另外，通过使用微机电***(MEMS)、微注射成型、热压花成型、超声硬化成型方法，聚光透镜可以由具有10-90μm曲率半径的凸透镜来形成，从而形成作为阵列结构的微透镜以减少焦距。特别地，微透镜被阵列为具有相同像素数，从而清楚地拾取对应于每个像素的图像。

另外，尽管在根据本发明的第一、第二优选实施例中采用的是使用空气的波导T1和T2，也可采用光学波导以使光线的损失最小化。

另外，如图10所示，遮光单元717可以安装在聚光透镜716和第二反射镜718之间。遮光单元717去掉除了穿过正常路径的光线以外的噪声光线，从而有助于形成清楚的图像。

下面参考图11到13来描述采用光学波导的本发明的第三优选实施例。

图11是根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的剖视图，图12是根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的侧视透视图，图13是示出了根据本发明第三优选实施例的光学点击装置的光路的示图。

根据本发明的第三优选实施例的光学点击装置1000包括光源单元10002、盖玻片1010、以及光接收单元1012。

光学点击装置1000的光源单元1002包括光源1004和第一、第二引导反射镜1006和1008。光源1004是SMD型LED或激光二极管，其发射高亮度光线。第一、第二引导反射镜以预定的角度反射从光源1004发出的光线，以照射到盖玻片1010上。特别地，第一、第二引导镜1006和1008安装成使从光源1004发出的光线以小角度入射到盖玻片1010的后表面上。此外第一、第二引导镜1006和1008的数量和角度可以改变，以改变光源1004的安装位置，或容易地布置光源单元。另外，第一第二引导反射镜1006、1008的反射表面被抛光，以提高表面精度，从而防止在光的反射过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置1000的盖玻片1010是透明玻璃，其通过后表面接收来自光源单元1002的光线，并传输到顶表面。另外，在手指表面紧贴盖玻片1010的顶表面时，如果传输到盖玻片1010顶表面的光线被手指表面反射的话，反射的光线被顶表面接收并传输到后表面。传输到后表面的光线被照射到光学点击装置1000的光接收单元1012。另外，盖玻片1010的顶表面和后表面被抛光，以提高表面精度，从而防止在反射光线的过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置1000的光接收单元1012包括第一反射镜1014、第一波导、和第二波导1018。第一反射镜1014以预定角度对由手指表面反射的光线进行反射，并通过盖玻片1010传输，并提供给第一波导1016。在这种情况下，第一反射透镜1014具有用于形成水平光路的反射角。第一波导1016是由透明光学塑料或玻璃构成的光学波导，其水平安装在水平光路上，且光学入射表面和折射表面是凸出地形成，从而引导入射光线，第一次会聚，并折射到第二波导1018。第二波导1018是由透明光学塑料或玻璃构成的光学波导，其水平安装在水平光路上，且光学入射表面和折射表面凸出地形成，从而引导入射光线，第二次会聚，并折射到光学图像传感器1020。第一反射镜1014的反射表面和第一、第二波导1016、1018的折射表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线反射过程中可能产生的光线损失和漫反射。光学图像传感器1020竖直地安装在水平光路上，其拾取由第一、第二波导1016和1018会聚的光线的图像，并将拾取信息提供给图像处理单元(未示出)用于检测移动。图像处理单元通过该拾取信息检测手指表面移动的方向、速度和距离，并作为指示信息输出。

因为光接收单元1012的光路是水平形成的，光学***的厚度可以最小化到2mm，并允许提供用于足够焦深15-30mm的光路。另外，因为多个波导安装成用于光接收单元1012的光路上的光学波导，可以使光路上的光线损失最小化。

下面参考图13描述根据本发明第三优选实施例的光学点击装置1000的光路。

光线从光源1004发射到第一引导反射镜1006(C1)，第一引导反射镜1006将光线反射到第二引导反射镜1008(C2)。发射到第二引导反射镜1008的光线被反射，以小角度照射到盖玻片1010(C3)。被第二引导反射镜1008反射并照射到盖玻片1010的光线通过盖玻片1010传输，并照射到手指H3的表面。光线在手指H3的表面处被反射，并照射到第一反射镜1014(C4)。照射到第一反射镜1014的光线以预定角度被反射，且路径变为水平。水平光线照射到第一波导1016(C5)。穿过第一波导1016且第一次被会聚的光线照射到第二波导1018(C6)。穿过第二波导1018且第二次被会聚的光线照射到光学图像传感器(C7)。

在本发明的第三优选实施例中，从盖玻片1010开始光路被改变成水平，从而提供用于足够焦深15-30mm的光路，并将光接收单元412的厚度减少到2mm。另外，第一、第二波导1016、1018设在光路上，从而使光路上光线的损失最小化。

但是，存在的问题是光学图像传感器1020很难稳定安装到水平PCB上，因为光学图像传感器1020是竖直安装在水平光路上的。

下面参考图14-16详细描述用于解决上述问题的本发明第四优选实施例。

图14是根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的剖视图，图15是根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的侧视透视图，图16是示出了根据本发明第四优选实施例的光学点击装置的光路的示图。

根据本发明第四优选实施例的光学点击装置1300包括光源单元1302、盖玻片1310、以及光接收单元1312。

光学点击装置1300的光源单元1302包括光源1304和第一、第二引导反射镜1306和1308。光源为SMD型LED或激光二极管，其发射高亮度光线。第一、第二引导反射镜1306、1308以预定角度反射从光源1304发出的光线，并照射到盖玻片1310。特别地，第一、第二引导反射镜1306、1308的反射角被确定成使从光源发出的光线以小角度入射到盖玻片1310的后表面上，用于容易地扫描手指表面。第一、第二引导反射镜1306、1308和数量或角度可以改变以改变安装位置或容易地布置光源单元1302。另外，第一、第二引导反射镜1306、1308的反射表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线反射过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置1300的盖玻片1310是透明玻璃，其通过后表面从光源单元1302接收光线，并传输到顶表面。另外，在手指表面紧贴盖玻片1310的顶表面时，如果传输到盖玻片1310的顶表面的光线被手指表面反射的话，反射的光线被顶表面接收，通过后表面传输。另外，盖玻片1310的顶表面和后表面被抛光以提高表面精度，从而防止在光线反射过程中可能产生的光线损失和漫反射。

光学点击装置1300的光接收单元包括第一反射镜1314、第一、第二波导1316和1318、第二反射镜1320、以及光学图像传感器1322。第一反射镜1314对由手指表面反射并通过盖玻片1310传输的光线以预定角度进行反射，并照射到第一波导1316。在这种情况下，第一反射镜1314具有用于形成水平光路的反射角。第一波导1314是由透明光学塑料或玻璃构成的光学波导，其入射表面和折射表面凸出地形成，水平安装在水平光路上。第一波导1314引导并第一次会聚入射光线，以折射到第二波导1318。第二波导1318水平安装在水平光路上，其入射表面和折射表面凸出地形成。第二波导1318引导并第二次会聚入射光线，以折射到第二反射镜1320。第二反射镜1320将由第二反射镜1320折射的光线转变为竖直光线，并照射到光学图像传感器1322上。在这种情况下，第二反射镜1320以90度反射该水平光线，从而水平光线可以竖直地照射到安装于水平PCB上的光学图像传感器1322上。另外，第一、第二反射镜1314和1320的反射表面和第一、第二波导1316和1318的入射表面和折射表面被抛光以提高表面精确度，从而防止在光的反射过程中可能产生的光线损失和漫反射。光学图像传感器1322安装在水平PCB上，拾取由第二反射镜1320竖直反射的光线的图像，并提供拾取信息给图像处理单元(未示出)，用于检测移动。图像处理单元通过该拾取信息检测手指表面移动的方向、速度和距离，并作为指示信息输出。

用于光接收单元1312的焦深的光路水平地形成，且安装有多个波导，从而使光学***的厚度最小化，提供足够的焦深，并使光路上光线损失最小化。另外，水平光线被转换成竖直光线，并被提供给安装在水平PCB上的光学图像传感器1322上，从而可稳定安装光学图像传感器1322。

下面参考图16描述根据本发明第四优选实施例的光学点击装置1300的光路。

光从光源1304发射到第一引导反射镜1306(D1)。第一引导反射镜1306将光线反射到第二引导反射镜1308(D2)上。照射到第二引导反射镜1308上的光线被反射，以小角度照射到盖玻片1310上(D3)。被第二引导反射镜1308反射并照射到盖玻片1310上的光线通过盖玻片1310传输，并照射到手指H4的表面。光线被手指表面H4反射并照射到第一反射镜1314(D4)。照射到第一反射镜1314的光线被再次以预定角度反射，从而路径变为水平，水平光线被照射到第一波导1316(D5)。穿过第一波导1316并第二次被会聚的光线照射到第二反射镜1320(D7)。第二次被会聚并照射到第二反射镜1320的光线以预定角度被反射，从而路径变为竖直，竖直光线被照射到安装在水平PCB上的光学图像传感器1322(D8)。

根据本发明第四优选实施例，从盖玻片1310开始多个波导被水平安装在光路上(D5、D6、D7)，从而提供用于足够焦深15-30mm的光路，将光接收单元1312的厚度减少到小于2mm，使光路上光线的损失最小化。另外，水平光线被转换成竖直光线(D8)，从而可将光学图像传感器1322稳定安装到水平PCB上。

另外，如图17所示，可将遮光单元1317安装在第一波导1316和第二波导1318之间。遮光单元去除除穿过正常路径的光线以外的噪声光线，从而有助于形成明确的图像。在图17中，尽管遮光单元1317夹在第一波导1316和第二波导1318之间，遮光单元也可以额外地安装在第二波导1318和第二反射镜1320之间。

根据本发明第一到第四优选实施例中任一个的光学点击装置可以安装在个人便携装置上。

此后，将描述安装有根据本发明第一到第四优选实施例中的任一个的光学点击装置的个人便携装置。

参考图18，其示出了安装有光学点击装置的移动电话的外观图，根据本发明第一到第四优选实施中任一个的光学点击装置可以安装在移动电话1600的预定部分上，根据本发明第一到第四实施例中任一个盖玻片1604安装在移动电话1600的键区1602的预定部分，从而用户可以通过移动手指表面作为目标来进行点击。

下面参考图19描述移动电话的结构。

移动电话的控制单元1700不仅控制整个移动电话，也控制显示器驱动单元1704，从而作为目标的手指移动速度、方向和距离信息就从图像处理单元1712处接收，显示在显示器1706中的指示就根据信息而变化。另外，控制单元1700根据包括在键区1708中的按钮的操作来进行操作。存储单元1702存储各种信息样本包括控制单元1700的处理程序。显示器驱动单元1704根据控制单元1700的控制显示显示器1706的屏幕并改变屏幕上显示的指示器的位置。键区1708包括多个键，以根据对控制单元1700输入的键来提供信号，并进一步包括在根据本发明进行点击中所用的按钮。光学点击装置1710拾取作为目标的手指图像，并提供给图像处理单元1712。图像处理单元1712通过使用该拾取信息产生有关手指移动速度、方向和距离的指示器信息，并提供给控制单元1700。

如上所述，移动电话根据手指移动的速度、方向和距离进行点击。

工业实用性

根据本发明，可使用手指表面进行点击，形成水平光路以使得光学***的厚度最小化，可提供足够的焦深，从而保持超小巧个人便携装置的美丽外观，并进行传统的点击。

另外，根据本发明，光路上光线的损失也得到最小化。

另外，尽管形成的是水平光路，光学图像传感器可以稳定地安装在水平PCB上。

如上所述，虽然本发明是参考附图所示的几个优选实施例来进行的描述，但是并不是要进行限制，对本领域技术人员而言显然在不脱离本发明精神和范围的前提下可以做出各种修改和变化。

因此，本发明的范围并不是由发明的详细说明来限定的，而是由权利要求来限定，在该范围内所有的变化都包括在本发明中。

Claims (10)

1.一种光学点击装置，其能安装在小巧的个人便携装置中，包括：

紧密接触目标的盖玻片；

向盖玻片发射光线的光源单元；以及

光接收单元，其在预定方向上对由目标反射的光线进行反射，并会聚光线，拾取光线的图像，

其中，所述光接收单元包括：

反射镜，其对由盖玻片处的目标所反射的光线进行反射，反射的光线水平行进；

至少一个聚光透镜，其设在由反射镜反射的光路上，以会聚光线；以及

光学图像传感器，其拾取通过聚光透镜传输的光线的图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源单元包括发射出光线的光源以及光源引导件，所述光源引导件将从光源发射出的光线引导到盖玻片。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预定方向的光路要长于提供足够焦深的长度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光接收单元包括遮光单元，其安装在光路上，以除去光线噪声。

5.一种光学点击装置，其能安装在小巧的个人便携装置中，包括：

紧密接触目标的盖玻片；

向盖玻片发射光线的光源单元；以及

光接收单元，其在预定方向上对由目标反射的光线进行反射，并会聚光线，拾取光线的图像，

其中，所述光接收单元包括：

第一反射镜，其对盖玻片处的目标所反射的光线进行反射，光线水平行进；

至少一个聚光透镜，其设在由反射镜反射的光路上，以会聚光线；

第二反射镜，其向下反射通过聚光透镜传输的所会聚的光线；以及

光学图像传感器，其拾取由第二反射镜反射的光线的图像。

6.一种光学点击装置，其能安装在小巧的个人便携装置中，包括：

紧密接触目标的盖玻片；

向盖玻片发射光线的光源单元；以及

光接收单元，其在预定方向上对由目标反射的光线进行反射，并会聚光线，拾取光线的图像，

其中，所述光接收单元包括：

反射镜，其在预定方向上反射已反射的光线；

至少一个波导，其在该预定方向上安装到反射镜上，以引导和会聚光线；以及

光学图像传感器，其相邻于所述波导而安装，以拾取所会聚的光线的图像。

7.一种光学点击装置，其能安装在小巧的个人便携装置中，包括：

紧密接触目标的盖玻片；

向盖玻片发射光线的光源单元；以及

光接收单元，其在预定方向上对由目标反射的光线进行反射，并会聚光线，拾取光线的图像，

其中，所述光接收单元包括：

第一反射镜，其在第一方向上反射已反射的光线；

至少一个波导，其在第一方向上安装到第一反射镜上，以引导和会聚光线；

第二反射镜，其将所会聚的光线反射到第二方向上；以及

光学图像传感器，其在第二方向上安装到第二反射镜上，以拾取所会聚的光线的图像。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述波导具有入射表面和折射表面，这些表面是平凸的。

9.一种安装有光学点击装置的个人便携装置，包括：

光学点击装置，其包括：

紧密接触目标的盖玻片；

向盖玻片发射光线的光源单元；以及

光接收单元，其在预定方向上对由目标反射的光线进行反射，会聚光线，以及拾取所会聚的光线的图像；

显示器，其显示用于示出各种信息和指示器的图；

用于驱动显示器的显示器驱动单元；

图像处理单元，其基于由光学点击装置拾取的图像信息检测目标移动的速度、方向和距离；以及

控制单元，其控制显示器驱动单元，以根据目标移动的速度、方向和距离来改变指示器的位置，

其中，所述光接收单元包括：

反射镜，其对由盖玻片处的目标所反射的光线进行反射，反射的光线水平行进；

至少一个聚光透镜，其设在由反射镜反射的光路上，以会聚光线；以及

光学图像传感器，其拾取通过聚光透镜传输的光线的图像。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括键区，其具有按钮，其中控制单元根据按钮的操作来进行操作。

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