CN102880313B - 光学指向模块及其光源单元 - Google Patents

Abstract

一种光学指向模块及其光源单元，光源单元设置在一平面上，用以提供一相对于该平面倾斜的光束。该光源单元包含一发光芯片，以及一透光封装体。发光芯片具有大致平行于该平面的一上表面及一下表面。透光封装体实体接触该发光芯片且至少覆盖该发光芯片的上表面，且该透光封装体具有位于该发光芯片的上表面上方且倾斜于该上表面的一斜面。此外，本发明还提供一种具有上述光源单元的光学指向模块。

Description

光学指向模块及其光源单元

技术领域

本发明涉及一种电子装置的输入模块，尤其涉及一种光学指向模块。

背景技术

光学指向(opticalfingernavigation，OFN)模块具有体积小、定位准确性高及功率消耗低等特点，通过光学方式检测手指的移动，来取代传统的多方向按键，可广泛地应用于智能型手机、媒体播放器、数字相机，以及GPS导航机等可携式电子装置。

光学指向模块是将一发光元件所发射的特定波长区间的光束投射至待测物上，使感测元件可清楚地取得待测物的影像，通过比对不同时间点取得的影像，来判断待测物的移动方向与距离。由于为求制造简便，以往的光学指向模块会将发光元件以及感测元件设置于同一电路板上，因此需要通过菱镜等光学元件使发光元件所发出的光束偏折，而斜向地射向待测物，以便于感测元件可顺利接收待测物所反射的影像光线。

然而，由于菱镜需要一定的厚度来提供足够的光程差，以使光束偏折至特定角度，使得光学指向模块的整体厚度较厚，难以适用在薄轻短小的可携式电子装置上。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种光源单元，无须菱镜等额外光学元件即可直接的提供斜射的光束。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述光源单元的光学指向模块，无须菱镜等额外光学元件以使光束偏折。

本发明揭露一种光源单元，设置在一平面上并用以提供一相对于该平面倾斜的光束。该光源单元包含一发光芯片，以及一透光封装体。发光芯片具有大致平行于该平面的一上表面及一下表面。透光封装体实体接触该发光芯片且至少覆盖该发光芯片的上表面，且该透光封装体具有位于该发光芯片的上表面上方且倾斜于该上表面的一斜面。

另外，本发明还揭露一种具有上述光源单元的光学指向模块，用以感测一待测物的移动。该光学指向模块包含一使用平面、一电路板、一光源单元，以及一感测单元。使用平面供该待测物于其上滑动。电路板位于该使用平面下方且大致平行于该使用平面。光源单元设置在该电路板上并用以朝该使用平面提供一相对于该使用平面倾斜的光束。感测单元设置在该电路板上并用以朝该使用平面感测该待测物的影像。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的光学指向模块的剖视图；

图2为本发明的第一实施例的光源单元的剖视图；

图3为本发明的第一实施例的光源单元的示意图；

图4为本发明的第二实施例的光学指向模块的剖视图；

图5为本发明的第二实施例的光源单元的局部剖视图。

其中，附图标记

具体实施方式

本发明的光学指向模块可感测一待测物的点触及移动，并提供使用该光学指向模块的电子装置对应的移动信号。图1为本发明的光学指向模块的第一实施例。该光学指向模块50主要包含一使用平面51、一电路板52、一感测单元54，以及一光源单元40。

该使用平面51提供该待测物60于其上表面进行点触或任意方向的滑动。在本实施例中，该待测物60以一手指为例，实际实施时则不以此限。该电路板52位于该使用平面51下方且与该使用平面51相隔一预定距离，且两者大致平行。该光源单元40设置在该电路板52的上表面上，并用以朝该使用平面51发射一相对于该使用平面51的上表面倾斜的光束。

如图2所示，该光源单元40包含一发光芯片44及一透光封装体42。该发光芯片44具有大致平行的一上表面441及一下表面442。具体来说，该发光元件44可为垂直共振腔面射型激光(Vertical-CavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)芯片。该透光封装体42实体接触于该发光芯片44，且覆盖该发光芯片44的上表面441以及其所有的侧面。该透光封装体42具有一大致平行该发光芯片44的下表面442的底面424。在本实施例中，该透光封装体42是气密地封装该发光芯片44，藉以保护发光芯片44不受损伤或氧化而影响发光特性。

需特别注意的是，该透光封装体42具有位于该发光芯片44的上表面441上方的一斜面422，且该斜面422是倾斜于该上表面441。具体来说，该斜面422相对该上表面441的入射角θ1是介于5度至25度之间。当该发光芯片44向上发出的光线进入该透光封装体42后，遇到该斜面422时会产生折射。经过该斜面422的折射，光线的行进方向I2会与该发光芯片44的上表面441的法线方向I1夹一折射角θ2。详细来说，如图3所示，该发光芯片44的光线由其上表面441向上发射后，会以相同于该入射角θ1的角度入射于该斜面422，且由于斜面422上下两侧折射率的差异，该光线会依据折射定律由该斜面422以该折射角θ2向外射出。该折射角θ2是介于7度至40度之间。

此外，在本发明的另一实施例中，在无需考虑气密封装该发光芯片44的情况下，该透光封装体42可仅保留该发光芯片44的上表面441的正上方投影部分，并藉斜面422达到上述的折射功能。

如图1所示，该感测单元54设置在该电路板52上并朝该使用平面51感测该待测物60的影像。该感测单元54可为互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测元件，但不以此为限。该感测元件54用以接收待测物60在该使用平面51的上表面上的反射光线，并将该光线转换为对应的电信号。

此外，本实施例的光学指向模块还包含一罩设在该感测单元54上的遮光罩56。该遮光罩56具有一供该使用平面51所反射的光束通过的透孔562。通过在该感测单元54设置该遮光罩56，可防止其它外界光线被该感测单元54所接收。

如图4所示，本发明的光学指向模块的第二实施例，大致与第一实施例相同，不同之处在于该光源单元70。如图5所示，该光源单元70还包含实体接触该发光芯片74的下表面742的一基板76。该基板76具有与该发光芯片74连接的一第一电极层761、一位于该第一电极层761下方的绝缘层762，以及一位于该绝缘层762下方且与该第一电极层761电连接的第二电极层763。该第一电极层761是以导线穿过或绕过该绝缘层762与该第二电极层763电连接，藉以利用第二电极层763以表面黏着方式电连接于电子装置的电路板上。并且，该基板76与该透光封装体72是配合气密地封装该发光芯片74，以保护发光芯片74不受损伤或氧化而影响发光特性。

综上所述，上述实施例通过在该透光封装体42、72上直接地形成用以折射光线的该斜面422、722，通过该斜面422、722下方的透光封装体42、72来提供不同的光程差，无须另外使用菱镜，便可达到折射光线的功效。如此，不但可对发光芯片44、74作气密封装以保护发光芯片44、74，还可同时提供光线折射的功能。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种光学指向模块，用以感测一待测物的移动，其特征在于，该光学指向模块包含：

一使用平面，供该待测物于其上滑动；

一电路板，位于该使用平面下方且平行于该使用平面；

一光源单元，设置在该电路板上并用以朝该使用平面提供一相对于该使用平面倾斜的光束，该光源单元包含一发光芯片及一透光封装体；该发光芯片具有平行于该电路板的一上表面及一下表面，该透光封装体实体接触该发光芯片且至少覆盖该发光芯片的上表面，且该透光封装体具有位于该发光芯片的上表面上方且倾斜于该上表面的一斜面，该斜面相对该上表面倾斜的角度介于5度至25度之间；以及

一感测单元，设置在该电路板上并用以朝该使用平面感测该待测物的影像；

一罩设在该感测单元上的遮光罩，该遮光罩具有一供该使用平面所反射的该光束通过的透孔。

2.根据权利要求1所述的光学指向模块，其特征在于，该透光封装体覆盖该发光芯片的上表面，且该透光封装体具有一平行该下表面的底面。

3.根据权利要求2所述的光学指向模块，其特征在于，该透光封装体气密地封装该发光芯片。

4.根据权利要求1所述的光学指向模块，其特征在于，该光源单元还包含实体接触该发光芯片的下表面的一基板，该基板具有与该发光芯片连接的一第一电极层、一位于该第一电极层下方的绝缘层，以及一位于该绝缘层下方且与该第一电极层连接的第二电极层。

5.根据权利要求4所述的光学指向模块，其特征在于，该电路板与该透光封装体配合气密地封装该发光芯片。

6.根据权利要求1所述的光学指向模块，其特征在于，该发光芯片是一垂直共振腔面射型激光芯片。