CN102243932A - 具有照明功能的光学指向模块和电子设备 - Google Patents

具有照明功能的光学指向模块和电子设备 Download PDF

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李祥振
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Abstract

本发明提供了一种具有照明功能的光学指向模块和电子设备，所述电子设备可以在夜间或者黑暗的地方使用。根据本发明的一方面的具有照明功能的光学指向模块可包括：激光源，安装在印刷电路板上；外壳，从激光源发射的激光穿过所述外壳，所述外壳具有由透明材料形成的外侧部分；照明单元，安装在外壳的内部并将光供应到外侧部分。

Description

具有照明功能的光学指向模块和电子设备
本申请要求于2010年5月11日递交到韩国知识产权局的第10-2010-0044194号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种光学指向模块和电子设备，更具体地讲，涉及一种具有照明功能的光学指向模块和一种可以在夜间或者黑暗的地方使用的电子设备。
背景技术
通常，个人移动终端(例如，蜂窝电话或者智能电话)一直采用使用键盘的用户界面，键盘由用于输入数字和字母的一组按钮以及方向按钮组成。
此外，随着无线互联网服务(例如，无线宽带(WIBRO)服务)的商业化，当用户与计算机交换信息时，允许用户通过利用图形来执行操作的图形用户界面(GUI)的操作***已被用于个人移动终端中。
即，通过使用鼠标等来将GUI(其允许用户通过在屏幕上选择菜单来执行操作)用作个人移动终端的用户界面，迫切需要适合个人移动终端的输入装置。
相应地，为了改善在个人移动终端的显示屏上以顺序的方式进行选择的单一方法(mono method)(例如，键盘)，已经出现了触摸键、控制杆等。
然而，现有技术中的这些触摸键和控制杆难以在夜间或黑暗的地方使用。
发明内容
本发明的一方面提供一种具有照明功能的光学指向模块和一种可以在夜间或者黑暗的地方使用的电子设备。
根据本发明的一方面，提供一种具有照明功能的光学指向模块，所述光学指向模块包括：激光源，安装在印刷电路板上；外壳，从激光源发射的激光穿过所述外壳，所述外壳具有由透明材料形成的外侧部分；照明单元，安装在外壳的内部并将光供应到所述外侧部分。
所述外侧部分可沿着外壳的外周设置，并向外壳的上表面发射光。
所述外侧部分可沿着外壳的外周设置，并向外壳的侧表面发射光。
照明单元可包括：至少一个发光二极管，安装在印刷电路板上并发射光；光导，沿预定方向引导从所述至少一个发光二极管发射的光。
光导可包括封装部分，封装部分延伸到印刷电路板并包围所述至少一个发光二极管。
反射表面可设置在光导的外表面上，以引导光。
防漏表面可设置在封装部分的外表面上，以防止从所述至少一个发光二极管发射的光漏出。
光学指向模块还可包括：光接收单元，位于印刷电路板上并接收被外部刺激反射而后从外壳返回的激光，以将电信号传输到集成电路；内壳，容纳在外壳中并具有激光穿过的通道凹陷。
内壳可包括与光导的下表面接触的接触表面。
所述接触表面可凹下，以形成所述通道凹陷。
内壳的通道凹陷的底表面可包括光透射孔和光接收孔，从激光源发射的激光透射穿过该光透射孔，从外壳反射的激光可穿过该光接收孔而被接收。
光接收单元可包括图像传感器，所述图像传感器接收从外壳反射的激光。
内壳可由聚碳酸酯形成。
激光源可以是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
光学指向模块还可包括设置在所述印刷电路板的下表面上的锅仔片开关。
光接收孔的面积可大于光透射孔的面积。
内壳可包括第一开口，光导的封装部分穿过第一开口，光导可包括第二开口，第二开口允许从激光源发射的激光穿过并允许被反射的激光输入到通道凹陷。
根据本发明的另一方面，提供一种电子设备，包括：光学指向模块，具有激光源、外壳和照明单元，激光源安装在印刷电路板上，从激光源发射的激光穿过所述外壳，所述外壳具有由透明材料形成的外侧部分，照明单元安装在外壳的内部并将光供应到外侧部分；壳体，将光学指向模块容纳在壳体中，并将所述外壳暴露到壳体的外部；显示器，根据由光学指向模块处理的信号显示图像。
所述外侧部分可沿着外壳的外周设置，并向外壳的上表面发射光。
所述外侧部分可沿着外壳的外周设置，并向外壳的侧表面发射光。
照明单元可包括：至少一个发光二极管，安装在印刷电路板上并发射光；光导，沿预定方向引导从所述至少一个发光二极管发射的光。
光导可包括封装部分，封装部分延伸到印刷电路板并包围所述至少一个发光二极管。
反射表面可设置在光导的外表面上，以引导光。
防漏表面可设置在封装部分的外表面上，以防止从所述至少一个发光二极管发射的光漏出。
光学指向模块可包括：光接收单元，位于印刷电路板上并接收被外部刺激反射而后从外壳返回的光，以将电信号传输到集成电路；内壳，容纳在外壳中并具有激光穿过的通道凹陷。
内壳可包括与光导的下表面接触的接触表面。
所述接触表面可凹下，以形成所述通道凹陷。
内壳的通道凹陷的底表面可包括光透射孔和光接收孔，从激光源发射的激光透射穿过该光透射孔，从外壳反射的激光可穿过该光接收孔而被接收。
光接收单元可包括图像传感器，所述图像传感器接收从外壳反射的激光。
内壳可由聚碳酸酯形成。
激光源可以是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
电子设备还可包括设置在所述印刷电路板的下表面上的锅仔片开关。
光接收孔的面积可大于光透射孔的面积。
内壳可包括第一开口，光导的封装部分穿过第一开口，光导可包括第二开口，第二开口允许从激光源发射的激光穿过并允许被反射的激光输入到通道凹陷。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点和其他优点将会被更加清楚地理解，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性透视图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性仰视透视图(lower perspective view)；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性分解透视图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性剖视图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的内壳的俯视图(upper view)；
图6是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的光导的透视图；
图7是示出使用根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的电子设备的示意性透视图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性透视图。图2是示意性示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性仰视透视图。图3是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性分解透视图。图4是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的示意性剖视图。
参照图1到图4，根据该实施例的光学指向模块可包括外壳100、内壳200、光接收单元500和锅仔片开关600。
从下面将要描述的激光源310发射的激光透射穿过外壳100。外部刺激被输入到外壳100。
外壳100容纳构成根据该实施例的光学指向模块的内壳200和光接收单元500，并且可被形成为在其一个表面上具有开口的帽状。
外壳100的上表面110具有透射光的透射区域。就提高耐久性和可加工性而言，可以通过注射成型来制造外壳100。
外壳100可围绕内壳200的外周形成，并可包括将从下面将要描述的照明部700和320供应的光发射到外部的外侧部分120。外侧部分120可向外壳100的沿着外壳100的外周的上表面和外壳100的侧表面发射光。外壳100具有外侧部分120，外侧部分120可由透明材料形成。
此外，外壳100的形状不限于如该实施例的方形。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以修改外壳100的形状。
照明部700和320可包括：光导700，引导光以使光可被供应到外壳100的外侧部分120；至少一个发光二极管(LED)320，将光发射到光导700。
从至少一个发光二极管320发射的光入射到光导700的内部。光导700与外壳100的外侧部分120接触，从而将光供应到外壳100的外侧部分120。为此，反射表面720可形成在光导700的外表面上，从而入射到光导700内部的光被反射并沿预定方向被引导。可通过在光导700的外表面上涂覆银来形成反射表面720。
光导700可包括封装部分730，封装部分730延伸到印刷电路板400并包围发光二极管320。防漏表面740可形成在封装部分730的外表面上，以防止从发光二极管320发射的光漏出。可通过将封装部分730的外表面涂黑来形成防漏表面740。
另外，光导700可具有第二开口710，激光穿过该第二开口710。
内壳200容纳在外壳100的内部，并且可在内壳200的与光导700接触的上表面中具有通道凹陷210。激光穿过该通道凹陷210。这里，内壳200的上表面凹下，以形成通道凹陷210。然而，本发明不限于此。
当从下面将要描述的激光源310发射的激光被外部刺激反射而后从外壳100返回并在集成电路300的图像传感器(未示出)中被接收时，通道凹陷210的内表面用于遮挡外部光。
此外，以与通道凹陷210的内表面的方式相同的方式，内壳200的与光导700的内表面和外壳100的内表面接触的外表面用于遮挡外部光。
被外部刺激反射而后从外壳100返回的激光在光接收单元500的图像传感器(未示出)中被接收，并通过集成电路300计算指针在电子设备的显示器(未示出)上的与外部刺激在外壳100上的位置对应的位置。
这里，外部光的进入阻碍了通过集成电路300计算位置的操作，因此不能指示指针在显示器(未示出)上的精确位置。
因此，外部光被内壳200的与外壳100的内表面和光导700的内表面接触的外表面以及通道凹陷210的内表面遮挡。下面将参照图4对通道凹陷210进行描述。
内壳200的通道凹陷210可具有光透射孔220和光接收孔230。
光透射孔220形成在通道凹陷210的底表面中，并用作如下所述的路径，从激光源310发射的激光通过该路径入射到外壳100上。穿过光透射孔220的激光透射穿过外壳100的预定区域。
光透射孔220可具有圆形，但是本发明不限于此。
光接收孔230也形成在通道凹陷210的底表面中，并用作透射穿过外壳100的激光通过其被外部刺激反射并在图像传感器(未示出)中被接收的路径。光接收孔230可具有方形，但是本发明不限于此。这里，被发射的激光和被反射的激光可以透射穿过光导700的第二开口710。
此外，第一开口240可以形成在内壳200中，从而从发光二极管320发射的光可被传输到光导700。光导700的封装部分730通过第一开口240被注入，从而包围发光二极管320。
容纳凹陷250是容纳光接收单元500的空间，下面将参照图4来描述光接收单元500。
光接收单元500可包括集成电路300和印刷电路板400。集成电路300可包括图像传感器(未示出)。
集成电路300的图像传感器(未示出)接收穿过内壳200的光接收孔230的激光，并计算在显示器(未示出)上的位置值，从而指示在显示器(未示出)上的精确位置。
电路板400将集成电路300的电信号传输给显示器(未示出)，以指示在显示器(未示出)上的精确位置。
作为激光的来源的激光源310以及发光二极管320可以位于印刷电路板400上。
激光源310可以是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在下文中，激光源310也可以被称为垂直腔面发射激光器310。
垂直腔面发射激光器310是一种将电信号转换为光信号的激光二极管。
垂直腔面发射激光器310是一种将代替现有的侧发光半导体(FP或DFB)的新的光源。垂直腔面发射激光器310代替诸如红外发光二极管(LED)传感器模块的光电传感器，从而制造出精密光电传感器。
锅仔片开关600可以位于电路板400之下，以通过外部刺激指示在显示器(未示出)上的精确位置。
参照图4，内壳200除包括通道凹陷210、光透射孔220和光接收孔230以外，如上所述，内壳200还可包括容纳凹陷250。
在光学指向模块中，容纳凹陷250是附属装置所在的空间。附属装置的尺寸和种类可根据包括上面描述的光学指向模块的电子设备而变化。
此外，内壳200可被容纳在外壳100中，并且除了通道凹陷210、光透射孔220、光接收孔230和容纳凹陷250不与光导700的内表面接触以外，内壳200的其他部分均与光导700的内表面接触。
如上所描述的，外部光因此被内壳200的与光导700的内表面接触的外表面遮挡。
这里，内壳200可以由聚碳酸酯形成。作为由聚合碳酸盐制成的树脂的聚碳酸酯在耐酸和耐热方面与金属一样强。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的内壳的俯视图。图6是示出根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的光导的透视图。图7是示出使用根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的电子设备的示意性透视图。
如图5中所示，根据该实施例的光学指向模块的内壳200具有通道凹陷210，通道凹陷210凹入成低于内壳200的与光导700的下表面接触的上表面。通道凹陷210可具有光透射孔220和光接收孔230，激光透射穿过光透射孔220，被外部刺激(例如，位于外壳100的表面上的手指)反射的激光穿过光接收孔230而被接收。此外，内壳200还可具有第一开口240，光导700的封装部分730可以穿过该第一开口240。
根据激光和接收的被反射的激光的方向性，光接收孔的面积可以大于光透射孔的面积。
如图6中所示，根据该实施例的光导700可具有第二开口710和封装部分730。这里，通过内壳200的光透射孔220被发射的激光以及入射到光接收孔230的被反射的激光穿过第二开口710。封装部分730可穿过内壳200的第一开口240而包围发光二极管320。
参照图7，通过利用手指在光学指向模块800的外壳上提供刺激，使用根据本发明的示例性实施例的光学指向模块的电子设备，具体为移动通信终端1000，可控制在移动通信终端1000的显示器上出现的图像。具体地说，在夜间或者黑暗的地方，通过从光学指向模块800发射的光来确保清晰的视野，从而易于在移动通信终端1000上移动指针的位置(P1和P2)。电子设备还可包括：壳体，将光学指向模块容纳在壳体中，并将所述外壳暴露到壳体的外部；显示器，根据由光学指向模块处理的信号显示图像。
如上面所阐述的，根据本发明的示例性实施例，由于光学指向模块和电子设备具有照明功能，因此可以在夜间或者黑暗的地方使用它们。
虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (34)

1.一种具有照明功能的光学指向模块，所述光学指向模块包括：
激光源，安装在印刷电路板上；
外壳，从激光源发射的激光穿过所述外壳，所述外壳具有由透明材料形成的外侧部分；
照明单元，安装在外壳的内部并将光供应到所述外侧部分。
2.根据权利要求1所述的光学指向模块，其中，所述外侧部分沿着外壳的外周设置，并向外壳的上表面发射光。
3.根据权利要求1所述的光学指向模块，其中，所述外侧部分沿着外壳的外周设置，并向外壳的侧表面发射光。
4.根据权利要求1所述的光学指向模块，其中，所述照明单元包括：
至少一个发光二极管，安装在印刷电路板上并发射光；
光导，沿预定方向引导从所述至少一个发光二极管发射的光。
5.根据权利要求4所述的光学指向模块，其中，所述光导包括封装部分，所述封装部分延伸到印刷电路板并包围所述至少一个发光二极管。
6.根据权利要求5所述的光学指向模块，其中，在光导的外表面上设置有反射表面，以引导光。
7.根据权利要求5所述的光学指向模块，其中，在封装部分的外表面上设置有防漏表面，以防止从所述至少一个发光二极管发射的光漏出。
8.根据权利要求5所述的光学指向模块，还包括：
光接收单元，位于印刷电路板上并接收被外部刺激反射然后从外壳返回的激光，以将电信号传输到集成电路；
内壳，容纳在外壳中并具有通道凹陷，激光穿过该通道凹陷。
9.根据权利要求8所述的光学指向模块，其中，所述内壳包括与光导的下表面接触的接触表面。
10.根据权利要求9所述的光学指向模块，其中，所述接触表面凹下，以形成所述通道凹陷。
11.根据权利要求10所述的光学指向模块，其中，内壳的通道凹陷的底表面包括光透射孔和光接收孔，从激光源发射的激光透射穿过该光透射孔，被外部刺激反射然后从外壳返回的激光穿过该光接收孔而被接收。
12.根据权利要求8所述的光学指向模块，其中，光接收单元包括图像传感器，所述图像传感器接收被外部刺激反射然后从外壳返回的激光。
13.根据权利要求8所述的光学指向模块，其中，内壳由聚碳酸酯形成。
14.根据权利要求1所述的光学指向模块，其中，激光源是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
15.根据权利要求1所述的光学指向模块，还包括设置在所述印刷电路板的下表面上的锅仔片开关。
16.根据权利要求11所述的光学指向模块，其中，光接收孔的面积大于光透射孔的面积。
17.根据权利要求8所述的光学指向模块，其中，内壳包括第一开口，光导的封装部分穿过该第一开口，
光导包括第二开口，该第二开口允许从激光源发射的激光穿过并允许被反射的激光输入到通道凹陷。
18.一种电子设备，包括：
光学指向模块，具有激光源、外壳和照明单元，激光源安装在印刷电路板上，从激光源发射的激光穿过所述外壳，所述外壳具有由透明材料形成的外侧部分，照明单元安装在外壳的内部并将光供应到外侧部分；
壳体，将光学指向模块容纳在壳体中，并将所述外壳暴露到壳体的外部；
显示器，根据由光学指向模块处理的信号显示图像。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中，所述外侧部分沿着所述外壳的外周设置，并向外壳的上表面发射光。
20.根据权利要求18所述的电子设备，其中，所述外侧部分沿着所述外壳的外周设置，并向外壳的侧表面发射光。
21.根据权利要求18所述的电子设备，其中，所述照明单元包括：
至少一个发光二极管，安装在印刷电路板上并发射光；
光导，沿预定方向引导从所述至少一个发光二极管发射的光。
22.根据权利要求21所述的电子设备，其中，所述光导包括封装部分，所述封装部分延伸到印刷电路板并包围所述至少一个发光二极管。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其中，在光导的外表面上设置有反射表面，以引导光。
24.根据权利要求22所述的电子设备，其中，在封装部分的外表面上设置有防漏表面，以防止从所述至少一个发光二极管发射的光漏出。
25.根据权利要求22所述的电子设备，其中，所述光学指向模块包括：
光接收单元，位于印刷电路板上并接收被外部刺激反射然后从外壳返回的光，以将电信号传输到集成电路；
内壳，容纳在外壳中并具有通道凹陷，激光穿过该通道凹陷。
26.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述内壳包括与光导的下表面接触的接触表面。
27.根据权利要求26所述的电子设备，其中，所述接触表面凹下，以形成所述通道凹陷。
28.根据权利要求27所述的电子设备，其中，内壳的通道凹陷的底表面包括光透射孔和光接收孔，从激光源发射的激光透射穿过该光透射孔，被外部刺激反射然后从外壳返回的激光穿过该光接收孔而被接收。
29.根据权利要求25所述的电子设备，其中，光接收单元包括图像传感器，所述图像传感器接收被外部刺激反射然后从外壳返回的激光。
30.根据权利要求25所述的电子设备，其中，内壳由聚碳酸酯形成。
31.根据权利要求18所述的电子设备，其中，激光源是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
32.根据权利要求18所述的电子设备，还包括设置在所述印刷电路板的下表面上的锅仔片开关。
33.根据权利要求28所述的电子设备，其中，光接收孔的面积大于光透射孔的面积。
34.根据权利要求25所述的电子设备，其中，内壳包括第一开口，光导的封装部分穿过该第一开口，
光导包括第二开口，该第二开口允许从激光源发射的激光穿过并允许被反射的激光输入到通道凹陷。
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