專利名稱：光學指向裝置及具有該光學指向裝置的便攜式電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學指向裝置以及具有該光學指向裝置的便攜式電子裝置，尤其 涉及一種可用于電子裝置如移動終端的用戶接口的光學指向裝置，以及具有該光學指向裝 置的便攜式電子裝置。
背景技術：
通常，電子裝置如移動終端，個人數(shù)字助理(PDA)等使用基于鍵盤的用戶接口。更具體地，一般的便攜式電子裝置包括形成有輸入數(shù)字，字符或符號的多個按鈕 的鍵盤，并因此用戶按下鍵盤的按鈕就可以輸入特定數(shù)據(jù)如數(shù)字，字等至便攜式電子裝置 或選擇菜單。進而，便攜式電子裝置提供有顯示單元，從而可以顯示經(jīng)由鍵盤及/或?qū)I盤 的信息所輸入的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)今，為了支持電子裝置的通信服務或因特網(wǎng)服務，無線移動通信裝置和無線因 特網(wǎng)服務如無線寬帶(WIBRO)已經(jīng)商業(yè)化。又，便攜式電子裝置如移動手機，PDA等采用如 嵌入式操作系統(tǒng)(Windows CE)的窗口操作系統(tǒng)以支持圖形用戶接口(GUI)。隨著通信技術的發(fā)展，便攜式電子裝置為用戶提供各種附加和輔助服務，并且基 于GUI的窗口操作系統(tǒng)便于便攜式電子裝置提供附加服務。作為一般電子裝置的用戶接口，存在如鼠標，觸摸板，操縱桿等的指向裝置。現(xiàn)今， 光學指向裝置，感測根據(jù)物體(如手指)的移動變化的光學信號從而移動指針如光標或接 收用戶所需的命令及/或信息的輸入，這種光學指向裝置已經(jīng)開發(fā)并用于電子裝置中。參考圖1和圖2，一般的光學指向裝置10包括光源11，蓋組件12，用于感測光學信 號的圖像傳感器13，以及將光導向圖像傳感器13的光導件14。光學指向裝置10可以分開于電子裝置1提供并可有線或無線地與電子裝置1連 接，但并不局限于此。又，光學指向裝置10可以直接安裝于電子裝置1的主體2。進而，在 光學指向裝置和電子裝置1結合為一個單一體的情況下，光學指向裝置最好具有最小的厚 度從而使得電子裝置1變薄。蓋組件12在該蓋組件外面上形成有觸摸表面12a，用于使得如手指等的物體20接 觸觸摸表面12a從而操作電子裝置，以及圖像傳感器13提供在印刷電路板(PCB，未顯示) 上從而處理輸入信號。因此，如果手指或任意物體觸摸觸摸表面12a并在觸摸表面12a上移動，則輸入至 圖像傳感器13的光學信號基于手指的移動而變化，從而電子裝置可以根據(jù)手指的移動操作。尤其，當物體20不與觸摸表面12a接觸的狀態(tài)下，自光源11的光通過蓋組件12 并因而向外照射。另一方面，當如手指等的物體20接觸觸摸表面12a時，自光源11的光自 物體20反射然后經(jīng)由光導件14被圖像傳感器13偵測到。如此，如果與觸摸表面12a接觸的物體20移動，自物體20反射并由圖像傳感器13感測的光學信號也變化。進而，經(jīng)圖像傳感器13感測的光學信號經(jīng)具有圖像處理器(未顯 示)的控制器(未顯示)處理，并因此輸入信息的光標或內(nèi)容的移動可以根據(jù)物體的移動 在電子裝置1的顯示單元3上顯示，或用戶所需的內(nèi)容菜單可以選擇或字符或數(shù)字可以輸 入至電子裝置。同時，由于蓋組件12將自光源11發(fā)出的光向外傳送，當物體20不與觸摸表面12a 接觸的情況中，用戶的眼睛可能對于強光疲勞或感覺到強光的作用或者用戶的視線下降。又，如果基于日光或外部照明的外部雜項或干擾光，例如，可見光或紫外光通過蓋 組件12進入光學指向裝置并到達圖像傳感器，則光學指向裝置可能失效，藉以損壞了對應 物體移動的精確控制。進而，當用戶使用物體觸摸蓋組件12的表面并移動操作光學指向裝置時，物體和 蓋組件之間的摩擦非常大以至于物體移動緩慢。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種光學指向裝置以及具有該光學指向裝置的便攜式電子 裝置，其可以實質(zhì)上避免由于現(xiàn)有技術的不足導致的一個或多個問題。本發(fā)明的目的在于提供一種光學指向裝置以及具有該光學指向裝置的便攜式電 子裝置，其中可以防止或減少光學指向裝置由于外部干擾或雜項光導致的失效，并可以減 少或防止光源對于用戶的不良影響。本發(fā)明的又一目的是提供一種光學指向裝置，該光學指向裝置可以增強產(chǎn)率并具 有簡便涂覆紅外帶通濾光層的結構。本發(fā)明的再一目的是提供一種光學指向裝置，該裝置在功能和外觀上得以改進。本發(fā)明的另一目的是提供一種光學指向裝置，其中物體和蓋之間的摩擦降低，允 許物體順暢移動。本發(fā)明額外的優(yōu)點，目的和特點一部分將在后面描述而一部分對于熟悉本領域的 技術人員而言通過后面的示例而為明確或可以通過實踐本發(fā)明了解。本發(fā)明的目的和其它 優(yōu)點可以通過所寫的說明和權利要求以及所附圖式指出的具體結構實現(xiàn)和獲得。根據(jù)本發(fā)明的目的獲得前述的目的和其它優(yōu)點，如這里具體而廣泛所述地，一種 光學指向裝置以及具有該裝置的電子裝置包括發(fā)出紅外線的紅外(IR)源；蓋，具有傳輸 紅外線的蓋板，從而自IR源發(fā)出的紅外線到達蓋板外面的物體，以及與蓋板連接支撐蓋板 的蓋架；提供在蓋內(nèi)的光學單元，自物體反射的紅外線在光學單元上入射；以及感測自光 學單元上入射的紅外線的光學傳感器；其中蓋板包含與蓋架連接的底座，以及提供在底座 的一側上的IR帶通濾光層。IR帶通濾光層包含涂覆于底座的內(nèi)表面上的IR帶通物質(zhì)。并且蓋架包含其上安 裝有蓋板的板座部分。板座部分包含開口部分和形成在開口部分邊緣上的階梯部分，連接板位于在階梯 部分上。同時，蓋板可以為形成外部物體的圖像的鏡子或具有顏色的顏色板。根據(jù)本發(fā)明，光學指向裝置可以進一步包含提供于蓋板的至少一個字符，符號，圖 案和標識。
而且，蓋板可以進一步包含提供在底座的外側上的外部板組件，其中至少一個字 符，符號，圖案和標識形成于外部板組件，并且其中IR帶通濾光層提供在外部板組件和底 座之間。蓋板可以分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外部光源發(fā)出的光進入蓋板的光非滲入?yún)^(qū)。觸摸表面形成在蓋板的外表面上，物體在觸摸表面上接觸，并且其中蓋板進一步 包含形成于觸摸表面上的至少一個凹槽或至少一個突起。觸摸表面可以分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外部光源發(fā)出的光進入蓋板的光非滲入?yún)^(qū)， 至少一個凹槽或至少一個突起形成在光非滲入?yún)^(qū)上。本發(fā)明的另一方面可以通過提供光學指向裝置獲得，該光學指向裝置包括發(fā)出 紅外線的紅外(IR)源；包含傳輸紅外線的蓋板的蓋，從而自IR源發(fā)出的紅外線到達蓋板外 面的物體，其中蓋板為形成外部物體的圖像的鏡子或具有顏色的顏色板；提供在蓋內(nèi)并在 其上入射自物體反射的紅外線的光學單元；以及感測自光學單元入射在其上的紅外線的光 學傳感器；其中蓋板包含底座以及提供在底座一側上的IR帶通濾光層。光學指向裝置可以進一步包含提供于蓋板的至少一個字符，符號，圖案和標識。蓋板可以進一步包含提供在底座外側上的外部板組件，其中，至少一個字符，符 號，圖案和標識形形成于外部板組件，并且其中IR帶通濾光層提供在外部板組件和底座之 間。蓋板可以分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外部光源發(fā)出的光進入蓋板的光非滲入?yún)^(qū)。觸摸表面形成在蓋板的外表面上，物體在觸摸表面上接觸，并且蓋板進一步包含 形成于觸摸表面上的至少一個凹槽或至少一個突起。觸摸表面可以分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外部光源發(fā)出的光進入蓋板的光非滲入?yún)^(qū)， 至少一個凹槽或至少一個突起形成在光非滲入?yún)^(qū)上。本發(fā)明的又一方面可以通過提供光學指向裝置獲得，該光學指向裝置包括發(fā)出 紅外線的紅外(IR)源；包含傳輸紅外線的蓋板的蓋，從而自IR源發(fā)出的紅外線到達蓋板外 面的物體；提供在蓋內(nèi)并在其上入射自物體反射的紅外線的光學單元；以及感測自光學單 元入射的紅外線的光學傳感器；其中蓋板包含底座，提供在底座一側上的IR帶通濾光層， 以及至少一個凹槽或至少一個突起形成在接觸物體的蓋板的觸摸表面上。觸摸表面可以分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外部光源發(fā)出的光進入蓋板的光非滲入?yún)^(qū)， 至少一個凹槽或至少一個突起形成在光非滲入?yún)^(qū)上。光學指向裝置可以進一步包含提供于蓋板的至少一個字符，符號，圖案和標識。而且，蓋板可以進一步包含提供在底座外側上的外部板組件，其中，至少一個字 符，符號，圖案和標識形成于外部板組件，并且其中IR帶通濾光層提供在外部板組件和底 座之間。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光學指向裝置和具有此裝置的電子裝置具有如下的效果 及/或優(yōu)點。首先，根據(jù)本發(fā)明，由于光源發(fā)出紅外線使得眼睛疲勞減弱，并且因為蓋包括紅外 帶通濾光層所以超出紅外帶的外部干擾光可以防止進入光學指向裝置，從而由于日光或外 部照明光導致的光學指向裝置的失效可以防止或降低，藉以增強光學指向裝置的精確性。其次，根據(jù)本發(fā)明，蓋架和蓋板分開制造并裝配入蓋中，從而紅外通物質(zhì)可以簡單
6地涂覆以形成紅外帶通濾光層并且當光學指向裝置由于蓋板的劃壞或紅外通物質(zhì)的涂層 缺陷導致的光學指向裝置失效時，可以僅更換蓋板。第三，根據(jù)本發(fā)明，蓋可以制造成類似于鏡子以形成外部物體圖像或制造成具有 顏色，藉以光學指向裝置可以具有各種顏色并設計滿足消費者的品味及/或適合內(nèi)嵌有光 學指向裝置的電子裝置。第四，根據(jù)本發(fā)明，蓋板在其外表面上形成有至少一個突起或凹槽，從而物體和蓋 板之間的接觸面積可以明顯減小，藉以當觸摸物體時降低粗糙度和摩擦，允許物體順暢地 移動并提高光學指向裝置的操作。第五，根據(jù)本發(fā)明，可以減少由于作為物體的手指和蓋板之間的摩擦的汗水，并防 止由于蓋板上擴散反射光而惡化操作精確度。


圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術具有光學指向裝置的便攜式電子裝置的透視圖；圖2為顯示現(xiàn)有技術中光學指向裝置的內(nèi)部結構的剖面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學指向裝置的分解圖；圖4為顯示圖3所示的光學指向裝置的蓋的一實施例的分解剖面圖；圖5是圖4所示的蓋的剖面圖；圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明光學指向裝置的紅外帶通濾光層的透射系數(shù)的圖式；圖7為說明根據(jù)本發(fā)明光學指向裝置的蓋板的另一實施例的分解剖面圖；圖8為圖7中顯示的蓋板的透視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例具有光學指向裝置的便攜式電子裝置的透視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明第二實施例光學指向裝置的蓋的示例性實施例的剖面圖；圖11和圖12為顯示如圖10所示的蓋表面的平面圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光學指向裝置的透視圖；圖14為說明便攜式電子裝置的剖面圖，圖13所示的光學指向裝置安置在該便攜 式電子裝置上；以及圖15為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光學指向裝置的透視圖。
具體實施例方式參考所附圖式描述實例，將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在任何可能的情況下， 貫穿附圖使用相同的附圖標記代表相同或相似的部分。首先，參考圖3至圖9，將描述根據(jù) 本發(fā)明第一實施例的光學指向裝置及具有該光學指向裝置的便攜式電子裝置。參考圖3至圖5，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學指向裝置100包括光源110，蓋120 和光學傳感器140，其中自光源110發(fā)出的光的光線經(jīng)由蓋120的外面物體反射，并且光學 傳感器140感測自物體反射的光線。在本實施例中，光源110包括發(fā)射紅外線的紅外線(IR)源，且自IR源110發(fā)出的 紅外線照亮蓋120。因為相對于發(fā)出可見光的高亮度光源，IR源110發(fā)出紅外線，即使長時 間暴露于光源110的IR，用戶的眼睛不會疲勞。這里，IR源110可包括紅外發(fā)光二極管(IR LED)模塊。
然后，蓋120形成有觸摸表面123a以操作光學指向裝置，以及通過光學傳感器140 檢測從在觸摸表面123a上移動的物體如手指等反射的IR的光學信號。除了該結構外，光 學單元130提供在蓋120內(nèi)，且經(jīng)由蓋120外面的物體反射的紅外線入射在光學單元130 上。至少觸摸表面123a的一部分可傳輸自IR源110發(fā)出的紅外線，并且自IR源110發(fā)出 的紅外線經(jīng)由與觸摸表面123a接觸的物體反射，然后經(jīng)由光學單元130射在光學傳感器 140 上。光學傳感器140檢測經(jīng)由蓋120外面物體反射并經(jīng)由光學單元130傳輸?shù)募t外 線。更為詳細地，光學傳感器140電連接至第一電路板145并且物體通過經(jīng)由物體反射的 紅外線在光學傳感器140上成像。光學傳感器140基于入射光(紅外線)持續(xù)拾取物體的圖像，且計算該所拾取的 圖像中變化成位移值。將位移值傳輸至光學指向裝置或電子裝置的微機(未顯示)，以及該 微機控制顯示在顯示屏上光標的移動。光學傳感器140包括提供有多個像素的圖像區(qū)域， 且經(jīng)由物體反射的光入射在圖像區(qū)域上，從而拾取物體的圖像。盡管未顯示，可將用于攔截 雜項光的遮光帶或濾光器附在光學傳感器140的表面。將光學單元130置于自物體反射且向光學傳感器140傳播的紅外線的光路上，因 此自物體反射的紅外線經(jīng)由光學單元130入射在光學傳感器140上。在本實施例中，光學單 元130包括光學組件以將紅外線弓I導至光學傳感器140或具有用于聚焦紅外線及/或形成 光路的折射/反射功能。光學單元130包括透鏡133，至少一個用于折射光路的棱鏡131， 132等?；蛘?，光學單元130可包括光纖。換句話說，光學組件并不限于棱鏡131，132和聚光透鏡133，并且也可包括光導 管，反射鏡等。此外，棱鏡和聚光透鏡可作為單一體形成，且不可分離棱鏡并作為單一體形 成。在本實施例中，棱鏡對131和132和聚光透鏡133提供作為單一體。在本發(fā)明中，至少一棱鏡131，132形成光路，在該光路中改變(反射)自物體向下 反射的紅外線以在與觸摸表面123a平行的方向傳播(例如，在光學指向裝置的厚度垂直方 向)，然后反射至安置光學傳感器140的下面，從而形成充足的焦點深度并使根據(jù)本發(fā)明實 施例的光學指向裝置變薄。光學指向裝置，具有在形成上述光路的相同原則上形成光路的結構，已在PCT國 際公開 WO 2006/019218 Al 和 WO 2006/011711 Al 等中公開。光學單元130容納在支撐器150內(nèi)，且支撐器150形成有容納槽153以接收光學 單元130，從而在容納槽153內(nèi)接收棱鏡對131，132和聚光透鏡133。根據(jù)設計條件可以在各種位置提供IR源110。在本實施例中，支撐器150在其一 側形成有用于IR源110安裝的光源安裝凹面151。這時，將IR源110連接至第二電路板 (未顯示)然后安裝至光源安裝凹面151。上述IR LED模塊包括與第二電路板連接而將被 模塊化的IR LED。蓋120閉合支撐器150。根據(jù)此實施例的光學指向裝置的蓋120實質(zhì)上為圓帽型， 并且包括在蓋120上面的觸摸表面123a和開放底。蓋120內(nèi)部形成有對應于支撐器150 的形狀的空心。將蓋120和支撐器150連接，遮蓋安置IR源110和光學單元130的支撐器150的 上部，圍繞在支撐器150的側面，從而保護IR源110并防止光學單元130分離。
又，將第一電路板145連接至支撐器150的底部，并且將光學傳感器140安置在第 一電路板145的上面。將蓋120連接至支撐器150并減小或阻止入射在光學傳感器140上 的外部雜項光?；蛘?，以不同位置提供第一電路板和光學傳感器。蓋120傳輸紅外線以便自IR源110發(fā)出的紅外線可到達蓋外面物體，并有效地攔 截或阻擋雜項或干擾光，如由日光或外部光源如照明燈如室內(nèi)燈等引起的可見光線等。因 此，減少超出自IR源110發(fā)出的紅外線帶的外部雜項光或阻止到達光學傳感器140，從而可 阻止或最小化由于外部雜項光而引起的光學指向裝置的失效。在本發(fā)明中，根據(jù)本發(fā)明實施例的光學指向裝置的蓋120包括蓋板122，該蓋板傳 輸紅外線以便自IR源110發(fā)出的紅外線可到達物體。當物體觸摸蓋板122的外表面時，從 IR發(fā)出的紅外線自物體反射然后入射在光學單元130。IR源110發(fā)出紅外線以照亮蓋120，尤其至蓋板122的內(nèi)表面，并且蓋板122的外 表面形成有用作物體感測區(qū)域的觸摸表面123a。因此，自IR源110發(fā)出的紅外線通過蓋 板122，然后經(jīng)由物體反射，進入至蓋120的里面，并經(jīng)由光學單元130到達光學傳感器。尤 其，優(yōu)選的是，蓋板122傳輸屬于紅外帶的光的帶，具體地，由IR源發(fā)出的紅外線的帶。此 外，形成觸摸表面123a的蓋板122的外表面可為平的或彎曲的。因此，蓋板122優(yōu)選阻擋不屬于紅外線帶的其它帶的光線并僅傳輸紅外線，為此， 所述蓋板122包括底座123和在底座123的一側提供的紅外帶通濾光層124。在本實施例 中，底座123遮蓋支撐器150的上部分，并且紅外帶通濾光層124為提供在底座123 —側的
薄涂層。紅外帶通濾光層124用作紅外帶通濾光器(IR BPF)并提供在底座123的一側，從 而如圖6所述，其可通過自IR源110發(fā)出的紅外線但拒絕或減弱超出紅外帶的外部光線。為了在蓋板上形成紅外帶通濾光層124，根據(jù)本實施例，用紅外帶通物質(zhì)如紅外通 過樹脂，紅外通過涂料等涂覆在如底座123的內(nèi)表面的一側。因此，紅外帶通濾光層124可 阻擋或減弱預定帶的外部雜項光但實質(zhì)上傳輸紅外帶的光。更為詳細，紅外帶通濾光層124可包括涂層，該涂層通過用高折射材料和低折射 材料如TiO2和SiO2或TiO5和SiO2等涂覆在底座123的內(nèi)表面形成，其中TiO2和TiO5用作 高折射材料以及SiO2用作低折射材料。此外，紅外通過物質(zhì)可形成為利用真空沉積裝置通 過真空沉積方法等涂覆的多層薄膜。除了上述材料或涂層方法，紅外帶通濾光層124可通過各種紅外帶通涂層方法形 成，以反射可見帶的短波光但傳輸紅外(IR)帶的長波光，可應用至蓋板。該帶通涂層方法 本身為光學過濾器領域內(nèi)的通用技術但未應用至光學指向裝置領域。因此，如圖6所示，包括底座123和紅外帶通濾光層124的蓋板122實質(zhì)上只通過 IR帶，從而阻止或減小由于外部光源而引起的光學指向裝置的失效。或者，底座123可使用僅通過IR帶的光學塑料材料注塑。然而，在這種情況下，存 在的問題為增加了形成底座123的材料花費，缺陷產(chǎn)品引起許多成本損失等。因此，紅外帶 通濾光層124優(yōu)選地形成在底座123上。在本實施例中，底座123由鋼化玻璃制成，但不限于此。或者，不但能傳輸紅外線 而且能傳輸可見光線的通用玻璃或塑料是有用的，只要該材料能通過IR帶。此外，根據(jù)設 計條件，鋼化玻璃可為透明的或有顏色的。
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同時，蓋板12可分為IR滲入?yún)^(qū)和光非滲入?yún)^(qū)。IR滲入?yún)^(qū)123b使IR帶通過但拒 絕或減弱其它帶，以及光非滲入?yún)^(qū)123c阻止外部光源的光。光非滲入?yún)^(qū)123c完全攔截光傳輸從而可完全阻止紅外線和其它帶的光線進入至 蓋120。因此，自IR源110發(fā)出的光僅通過IR滲入?yún)^(qū)123b并到達物體。與物體接觸的觸摸表面123a可分為僅通過IR帶的IR滲入?yún)^(qū)123b，以及完全拒絕 光的光非滲入?yún)^(qū)123c。為此，IR滲入?yún)^(qū)123b的底面用上述的紅外通過物質(zhì)涂覆以形成紅外帶通濾光層 124，并且光非滲入?yún)^(qū)123c用光屏蔽涂料涂覆從而完全阻擋光。這里，紅外帶通濾光層124 可只提供在IR滲入?yún)^(qū)123b的底部或蓋板的整個底部。或者，使用不同種類的塑料通過二次成型可將蓋板122分為IR滲入?yún)^(qū)123b和光 非滲入?yún)^(qū)123c。例如，對應于IR滲入?yún)^(qū)123b的底座123的一部分提供透明玻璃，對應于光 非滲入?yún)^(qū)123c的一部分提供光阻擋材料，從而通過二次成型形成底座123。此外，將用于阻止劃損的涂層材料(未顯示)應用至底座123的外表面。涂層材 料可包括紫外(UV)樹脂或各種材料。同時，蓋板122配置為反射外部物體的圖像，如鏡子或具有顏色。換句話說，因為 蓋板122部分地或全部地暴露于外面，鑒于設計的美觀，制造成類似于鏡子或具有顏色的 顏色板。為了使蓋板122類似于鏡子，例如，用于反射外部物體的鏡膜提供在底座123的外 表面或內(nèi)表面，從而外部物體的反射圖像可在鏡膜上形成。鏡膜可包括具有預定透射系數(shù)和反射系數(shù)的半反射鏡以傳輸一些光，尤其紅外線 和一些可見帶的光線，并反射其它一些光，類似于粘附至移動電話，數(shù)碼相機等的液晶顯示 器的鏡膜?；蛘撸鬃?23的一側可提供有鏡單元，該鏡單元由根據(jù)電壓施加在反射狀態(tài)和 透射狀態(tài)之間變換的液晶顯示器制成，因此底座123可用作鏡子以形成外部物體的反射圖像。再者，可沉積金屬如鎳作為底座123 —側上的薄層并形成金屬沉積層，從而使底 座123類似于鏡子。除此之外，紅外帶通濾光層124本身可傳輸紅外線并反射一些光以同 時作為具有預定透射系數(shù)和反射系數(shù)的鏡子和紅外帶通濾光器。作為為底座123提供顏色的實例，具有適于設計條件和傳輸紅外線的某些顏色的 有色涂層(未顯示)提供在底座123的一側，從而底座123可通過有色涂層具有某些顏色。在有色涂層提供在底座123的內(nèi)表面上的情況下，有色涂層可形成在底座123的 內(nèi)表面上，然后紅外帶通濾光層124可涂覆在有色涂層的里面。有色涂層可提供為在底座123的外表面或內(nèi)表面上由涂覆有色染料、顏料等形成
的薄膜層。因此，有色涂層的一些顏色引起底座123具有一些顏色，從而提高了根據(jù)本發(fā)明 的光學指向裝置的美觀?；蛘?，蓋板122可用依賴溫度變化而改變顏色的熱色材料涂層，從而蓋板122可根 據(jù)溫度而改變顏色。又紅外帶通濾光層124通過包含能夠反射預定可見帶的光線的材料或 顆粒，而可具有顏色。在傳統(tǒng)情況下，因為形成紅外帶通濾光器的材料具有較深顏色，電子裝置的美觀或設計降低并且顏色的選擇為困難。另一方面，根據(jù)本發(fā)明實施例，蓋板122的部分或全部 可具有顏色或用作鏡子對應于應用光學指向裝置的便攜式電子裝置的設計，從而改善便攜 式電子裝置的設計。蓋板122的全部或至少一部分，例如，僅觸摸表面123a可用作鏡子或具有顏色。更 為詳細地，滲入?yún)^(qū)123b可作為鏡子或具有顏色。同時，蓋板122可提供有至少字符，符號，標識及其它圖案的其中之一。此外，蓋板 的外表面，更為具體地，觸摸表面123a可形成有至少一突起或至少一凹槽，如根據(jù)本發(fā)明 光學指向裝置的第二至第四實施例中描述的。S卩，蓋板122的外表面，形成觸摸表面123a，可形成有至少一突起或至少一凹槽。如上所述，如果將觸摸表面123a分為使IR帶通過的IR滲入?yún)^(qū)123b和阻擋紅外 線和其它帶的光線的光非滲入?yún)^(qū)123c，優(yōu)選地，在光非滲入?yún)^(qū)123c上形成至少一突起或至
少一凹槽。蓋120可進一步包括蓋架121，蓋板122安裝并連接在蓋架121內(nèi)，并且蓋架121 支撐蓋板122。蓋架121和蓋板122可形成為單一體，但是在本實施例中，可獨立制作或塑 造兩者然后組裝。換句話說，蓋板122與蓋架121分開制成，在涂覆紅外帶通濾光層之后，將蓋板122 連接至蓋架121?；蛘?，在組裝蓋板122和蓋架121之后，在蓋板122的里面或外面可涂覆 紅外帶通濾光層。通過如環(huán)氧樹脂，雙面膠等各種方法可連接蓋板122和蓋架121。又，為 了使蓋板122穩(wěn)定放置，蓋架121具有板座部分。如上所述，如果分開制作蓋板122和蓋架121，易于在蓋板122的內(nèi)表面上涂覆紅 外帶通濾光層124且可明顯減少缺陷。在本實施例中，如圖3所示，蓋120實質(zhì)上為形如圓帽，具有開放的底部，蓋架121 形成圍繞支撐器四周的邊框。然而，蓋120的形狀并不限于此。參考圖4和圖5，蓋架121的板座部分包括開口部分121a，和為了使蓋板122的座 位穩(wěn)定的階梯121b。階梯121b沿著開口部分121a的邊緣形成，且蓋板122的邊緣部分可 穩(wěn)定坐在階梯121b上。通過環(huán)氧樹脂(未顯示)，雙面膠(未顯示)等將蓋板122連接至蓋架121的階梯 121b。又，蓋板122可由具有與蓋架121的開口部分121a相同形狀的鋼化玻璃制成，且階 梯121b沿著開口部分121a的邊框形成并支撐蓋板122，其中階梯121b的深度實質(zhì)上等于 蓋板122的厚度。同時，所述的字符，符號，圖案及標識等可提供在如本實施例所述蓋板122的內(nèi)表 面或外表面上，或嵌入蓋板122。參考圖7和圖8，蓋板122進一步包括外部板組件125，提供在底座123的外表面， 其中至少字符，符號，圖案及標識的其中之一可印刷在外部板組件125的內(nèi)表面上。又，紅 外帶通濾光層124可提供在外板組件125和底座123之間。又，將環(huán)氧樹脂應用至或?qū)㈦p面膠附在至少底座123和外部板組件125的其中之 一，然后將底座123和外部板組件125相互連接。優(yōu)選地，環(huán)氧樹脂或雙面膠未粘附至字符 126，符號，圖案及標識等。如本實施例，如果外部板組件125提供在底座123的外表面上，觸摸表面123a形成在外部板組件125的外表面上。盡管未顯示，底座123的外表面上沒有提供外部板組件125，至少字符，符號，圖案 及標識的其中之一可印刷在底座123的外表面上且紅外帶通濾光層124可提供在底座123 的內(nèi)表面上。根據(jù)具有上述結構的光學指向裝置，自IR源110發(fā)出的紅外線通過底座123和紅 外帶通濾光層124，然后經(jīng)由物體反射并進入至蓋板120。另一方面，日光或自外輻射源發(fā)出的預定帶的光線，例如，UV或可見光線通過紅外 帶通濾光層124及/或光非滲入?yún)^(qū)123c阻擋，進而阻止或減小外部雜項光到達光學傳感器 140，從而增強根據(jù)物體的移動的運行精確。此外，自物體反射至蓋120的紅外線入射至棱鏡對的第一棱鏡131的入射表面，通 過聚光透鏡133傳輸，然后通過第二棱鏡132的離開表面離開，從而到達支撐器150底面上 提供的光學傳感器140。因此，光標或指針等的移動可在便攜式電子裝置(以下將描述)的 屏幕上顯示，響應依賴于光學傳感器140上入射的紅外線的變化的電信號。圖9說明PDA作為具有根據(jù)本發(fā)明實施例的光學指向裝置的電子裝置實例。便攜 式電子裝置50包括具有顯示單元51的電子裝置主體52，以及光學指向裝置100。光學指 向裝置100完整提供有電子裝置主體52，且電子裝置主體52完整提供有主要電路板(未顯 示)和各種電子組件。因此，如果用戶在光學指向裝置100的觸摸表面123a上移動他的/她的手指，指 針或光標根據(jù)手指的移動而在顯示單元51的屏幕上移動，從而可執(zhí)行如字符，數(shù)字或菜 單，指向某個圖標等的選擇的所需操作。在本實施例中，公開PDA作為便攜式電子裝置的實例，但便攜式電子裝置并不限 于此?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子裝置可包括如移動終端，導航系統(tǒng)，遙控裝置等各種 電子裝置。將參考圖10至圖14描述根據(jù)本發(fā)明的光學指向裝置的其它實施例。接下來，將 參考圖10，圖11和圖12描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學指向裝置。類似于第一實施例，根據(jù)本實施例的光學指向裝置包括光源，光學傳感器和蓋，并 且蓋內(nèi)提供有光學單元。光源，光學傳感器和光學單元具有與第一實施例和各種傳統(tǒng)對象 相同的結構，因此，此處將避免其重復描述。為了方便，利用第一實施例使用的相似附圖標 記表示光源，光學單元和光學傳感器。在本實施例中，由物體觸摸的蓋220的外表面形成有至少一個凹槽227。更詳細 地，蓋220包括將由物體觸摸的蓋板222，并且由物體觸摸的蓋板222的外表面形成有至少 一凹槽227或至少一突起。在本實施例中，公開了蓋220，該蓋的蓋板222的外表面形成有 至少一凹槽227。所述至少一凹槽227減小了蓋220和物體之間的接觸面積，并減小用手指作為物 體時的摩擦。因此，手指順暢且快速移動，從而提高光學指向裝置操作。即，所述至少一凹 槽227減小了物體和蓋220之間的接觸面積，更具體地，蓋板222的底座223的外表面，從 而移動物體(手指)時減小了摩擦，由此允許光學指向裝置使用小力即可輕輕地且順暢操 作。所述至少一凹槽227可提供在蓋板222形成的觸摸表面223a上，例如，底座223的外 表面。
在存在用于保護蓋板222的外表面的保護涂層的情況下，當由物體觸摸時，摩擦 增加且密閉性增加。即使在這種情況下，所述至少一凹槽227允許物體輕輕地移動。作為 涂層的實例存在UV涂層等。又，所述至少一凹槽227減小了物體和蓋板之間的摩擦，從而 減小由于摩擦熱而有汗水污染了控制墊。此外，所述至少一凹槽227不僅減小手指(物體) 和觸摸表面223a之間的接觸面積，而且允許空氣通過由所述至少一凹槽227形成的空間流 動，從而更有效地釋放由于與物體摩擦的熱。因此，自手指的汗水減少，從而減小由汗水在 觸摸表面223a上的污染，因此防止通過蓋板222的光由異物擴散并反射以及光學指向裝置 的性能退化。在本實施例中，多個點狀凹槽227均勻地或非均勻地布置在觸摸表面223a上，但 不限于此。如果一個或多個拉長的長凹槽以點陣，螺旋和曲折等形式提供在觸摸表面223a 上，空氣可沿著凹槽227流動即使物體與觸摸表面223a接觸，從而易于釋放摩擦熱并減小 或阻止由于手指汗水觸摸表面223a的污染。蓋板222傳輸紅外線使得自IR源110發(fā)出的紅外線可到達物體。參考圖11和圖 12，將蓋板222分為通過IR帶的IR滲入?yún)^(qū)223b和阻擋紅外線和其它帶光線的光非滲入?yún)^(qū) 223c。更為具體地，將觸摸表面223a分為IR滲入?yún)^(qū)223b和光非滲入?yún)^(qū)223c。IR滲入?yún)^(qū) 223b和光非滲入?yún)^(qū)223c可具有與第一實施例中相同的功能和結構。所述至少一凹槽227 均形成在IR滲入?yún)^(qū)223b和光非滲入?yún)^(qū)223c上，如圖11所示，但優(yōu)選地僅在光非滲入?yún)^(qū) 223c上形成如圖12所示以防止紅外線的擴散反射。在根據(jù)本發(fā)明的光學指向裝置中，被減小的是自IR源110發(fā)出的紅外線通過觸摸 表面223a的污染擴散并反射且光學指向裝置的性能退化。參考圖13和圖15，根據(jù)本發(fā)明的光學指向裝置的第三和第四實施例包括蓋320， 在其外表面上形成有至少一突起327以由物體觸摸。蓋320內(nèi)提供有光學單元330。光學 單元330包括棱鏡331，332和聚光透鏡333并容納在支撐器350內(nèi)。圖13為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光學指向裝置的透視圖，圖14為剖面圖，說明圖 13所示的光學指向裝置安置在其上的便攜式電子裝置，以及圖15為根據(jù)本發(fā)明第四實施 例的光學指向裝置的透視圖。蓋320包括蓋板322以由物體觸摸，并且蓋板322在其外表面上形成有觸摸表面 323a以由物體觸摸。觸摸表面323a形成有至少一突起327。此外，在支撐器350的底部提供電路板，且用于感測自物體反射的光的光學傳感 器340提供在電路板上。所述的至少一突起327減小蓋320和物體之間的接觸面積，并減小使用手指作為 物體時的摩擦。因此，手指輕輕地并順暢移動，從而改善光學指向裝置操作。即，所述至少一 突起327明顯減小物體和蓋320之間的接觸面積，具體地，物體和蓋板322的底座323的外 表面，從而當移動物體(手指)時可減小密封性和摩擦，由此允許光學指向裝置使用小力輕 輕地且順暢地制作。為此，所述至少一突起327可提供在蓋板322上形成的觸摸表面323a 上，例如，底座323的外表面。此外，所述至少一突起327不但減小手指(物體)和觸摸表面323a之間的接觸面 積，而且允許空氣通過由所述至少一突起327形成的空間流動，從而更有效地釋放由于與 物體摩擦的熱。因此，自手指的汗水減少，從而可減小觸摸表面323a上的汗水污染，并由此防止通過蓋板322的光由異物擴散并反射以及光學指向裝置的性能退化。在本實施例中，多個點狀突起327均勻地布置在觸摸表面323a上，但不限于此。再 者，如果一個或多個拉長的長凹槽以點陣，螺旋和曲折等形式提供在觸摸表面323a上，空 氣可沿著突起327之間的槽或溝流動即使物體與觸摸表面323a接觸，從而易于釋放摩擦熱 并減小或阻止由于手指汗水觸摸表面323a的污染。蓋板322傳輸紅外線使得自IR源110發(fā)出的紅外線可到達物體。此外，將蓋板 322分為使IR帶通過的IR滲入?yún)^(qū)323b和攔截或阻擋紅外線和其它帶光線的光非滲入?yún)^(qū) 323c。更為具體地，將觸摸表面323a分為IR滲入?yún)^(qū)323b和光非滲入?yún)^(qū)323c。IR滲入?yún)^(qū) 323b和光非滲入?yún)^(qū)323c可具有與第一實施例中相同的功能和結構。所述至少一突起327 可均形成在IR滲入?yún)^(qū)323b和光非滲入?yún)^(qū)323c上，如圖13所示，但優(yōu)選為僅在光非滲入?yún)^(qū) 323c上形成，如圖15所示，以防止紅外線的擴散反射。根據(jù)第二至第四實施例的蓋板222，322可具有與上述第一實施例中描述的蓋板 122相同的結構。例如，蓋板222，322包括底座223，323及紅外帶通濾光層224，324，其中底座223， 323和紅外帶通濾光層224，324具有與第一示例性實施例中描述的相同結構。此外，在這些 實施例中未描述的第一實施例其它結構可同樣應用于所述實施例的蓋板。因此，蓋板222， 322可用作鏡子或具有顏色，并且可提供有字符，符號，標識等。此外，蓋220，320包括蓋架221，321以支撐蓋板222，322。圖10至圖15說明蓋 架221，321和蓋板222，322作為單一體形成的蓋，但不限于此?；蛘?，蓋板222，322和蓋架 221，321可由第一實施例的相似組件分開地制成，然后相互連接。盡管已顯示并描述一些本發(fā)明的實施例，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍內(nèi)的有關 本發(fā)明的各種修飾或變更對于熟悉本領域的人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明旨在覆蓋由 所附權利要求和相等量的范圍內(nèi)提供的本發(fā)明的修飾和變更。工業(yè)應用自上述描述的光學指向裝置和具有該光學指向裝置的電子裝置示明，IR源用作光 源，從而可解決用眼疲勞或視力下降的問題并且同時可阻止或減小由于日光或外部照明光 使光學指向裝置的失效，從而增強光學指向裝置的精確性。此外，根據(jù)本發(fā)明，制造工作簡單，例如，易于涂覆紅外通過物質(zhì)以形成紅外帶通 濾光層等。又，蓋用作鏡子以產(chǎn)生外部物體的反射圖像，并且具有顏色，從而具有各種顏色 及設計以滿足消費者品味。又，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，物體可在蓋上輕輕地且順暢地移動，從而改進操作。
權利要求
一種光學指向裝置，包括紅外(IR)源，發(fā)出紅外線；蓋，具有傳輸該紅外線的蓋板，從而自該IR源發(fā)出的該紅外線到達該蓋板外面的物體，以及與該蓋板連接以支撐該蓋板的蓋架；光學單元，提供在該蓋內(nèi)，并且自該物體反射的該紅外線在該光學單元上入射；以及光學傳感器，感測自該光學單元而入射在其上的該紅外線；其中該蓋板包含與該蓋架連接的底座，以及提供在該底座的一側上的IR帶通濾光層。
2.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，該IR帶通濾光層包含涂覆于該底 座的內(nèi)表面上的IR帶通物質(zhì)。
3.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，該蓋架包含其上安裝有該蓋板的 板座部分。
4.如權利要求3所述的光學指向裝置，其特征在于，該板座部分包含開口部分和形成 在該開口部分邊緣上的階梯部分，連接板位于該階梯部分上。
5.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，該蓋板為形成外部物體的圖像的 鏡子或具有顏色的顏色板。
6.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，該光學指向裝置進一步包含提供 于該蓋板的字符，符號，圖案和標識的至少一個。
7.如權利要求6所述的光學指向裝置，其特征在于，該蓋板進一步包含提供在該底座 外側上的外部板組件，其中該字符，該符號，該圖案和該標識至少一個形成于該外部板組 件，并且其中該IR帶通濾光層提供在該外部板組件和該底座之間。
8.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，將該蓋板分為IR滲入?yún)^(qū)和防止外 部光源發(fā)出的光進入該蓋板的光非滲入?yún)^(qū)。
9.如權利要求1所述的光學指向裝置，其特征在于，觸摸表面形成在該蓋板的外表面 上，該物體在該觸摸表面上接觸，并且其中該蓋板進一步包含形成于該觸摸表面上的至少 一個凹槽或至少一個突起。
10.如權利要求9所述的光學指向裝置，其特征在于，將該觸摸表面分為IR滲入?yún)^(qū)和防 止外部光源發(fā)出的光進入該蓋板的光非滲入?yún)^(qū)，所述至少一個凹槽或至少一個突起形成在 該光非滲入?yún)^(qū)上。
11.一種光學指向裝置，包含 紅外(IR)源，發(fā)出紅外線；蓋，包含傳輸該紅外線的蓋板，從而自該IR源發(fā)出的該紅外線到達該蓋板外面的物 體，其中該蓋板為形成外部物體的圖像的鏡子或具有顏色的顏色板；光學單元，提供在該蓋內(nèi)，并且自該物體反射的該紅外線在該光學單元上入射；以及 光學傳感器，感測自該光學單元而入射在其上的該紅外線； 其中該蓋板包含底座以及提供在該底座一側上的IR帶通濾光層。
12.如權利要求11所述的光學指向裝置，其特征在于，該光學指向裝置進一步包含提 供于該蓋板的字符，符號，圖案和標識的至少一個。
13.如權利要求12所述的光學指向裝置，其特征在于，該蓋板進一步包含提供在該底 座外側上的外部板組件，其中，該字符，該符號，該圖案和該標識的至少一個形成于該外部板組件，并且其中該IR帶通濾光層提供在該外部板組件和該底座之間。
14.如權利要求11所述的光學指向裝置，其特征在于，將該蓋板分為IR滲入?yún)^(qū)和防止 外部光源發(fā)出的光進入該蓋板的光非滲入?yún)^(qū)。
15.如權利要求11所述的光學指向裝置，其特征在于，觸摸表面形成在該蓋板的外表 面上，該物體在該觸摸表面上接觸，并且該蓋板進一步包含形成于該觸摸表面上的至少一 個凹槽或至少一個突起。
16.如權利要求15所述的光學指向裝置，其特征在于，將該觸摸表面分為IR滲入?yún)^(qū)和 防止外部光源發(fā)出的光進入該蓋板的光非滲入?yún)^(qū)，所述至少一個該凹槽或至少一個該突起 形成在該光非滲入?yún)^(qū)上。
17.一種光學指向裝置，包含 紅外(IR)源，發(fā)出紅外線；蓋，包含傳輸該紅外線的蓋板，從而自該IR源發(fā)出的該紅外線到達該蓋板外面的物體；光學單元，提供在該蓋內(nèi)，并且自該物體反射的該紅外線在該光學單元上入射；以及 光學傳感器，感測自該光學單元而入射在其上的該紅外線；其中該蓋板包含底座，提供在該底座一側上的IR帶通濾光層，以及至少一個凹槽或至 少一個突起形成在接觸該物體的該蓋板的觸摸表面上。
18.如權利要求17所述的光學指向裝置，其特征在于，將該觸摸表面分為IR滲入?yún)^(qū)和 防止外部光源發(fā)出的光進入該蓋板的光非滲入?yún)^(qū)，所述至少一個該凹槽或至少一個該突起 形成在該光非滲入?yún)^(qū)上。
19.如權利要求17所述的光學指向裝置，其特征在于，該光學指向裝置進一步包含提 供于該蓋板的字符，符號，圖案和標識的至少一個。
20.如權利要求19所述的光學指向裝置，其特征在于，該蓋板進一步包含提供在該底 座一外側上的外部板組件，其中，該字符，該符號，該圖案和該標識至少一個形成于該外部 板組件，并且其中該IR帶通濾光層提供在該外部板組件和該底座之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學指向裝置以及具有該光學指向裝置的便攜式電子裝置，其中防止外部干擾光及/或由于擴散反射等導致的干擾光進入光學傳感器，從而提高操作的準確并且形成外殼的蓋具有改進的結構。光學指向裝置包括發(fā)出紅外線的紅外(IR)源；蓋，具有傳輸紅外線的蓋板，從而自IR源發(fā)出的紅外線到達蓋板外面的物體，以及與蓋板連接支撐蓋板的蓋架；提供在蓋內(nèi)的光學單元，并且經(jīng)由物體反射的紅外線在光學單元上入射；以及感測自光學單元而入射在其上的紅外線的光學傳感器；其中蓋板包含與蓋架連接的底座，以及提供在底座的一側上的IR帶通濾光層。
文檔編號G06F3/033GK101971130SQ200980108954
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權日2008年3月26日
發(fā)明者安建俊, 樸相一, 金載東 申請人:十字科技股份有限公司