专利名称：：光学式指针定位装置及电子装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及光学式指针定位装置及电子装置，特别是关于利用全反射，且不受外界光源干扰而可进行指针控制的光学式指针定位装置及电子装置。
背景技术：
：目前世界上的科技日新月异，已有别于过去工商业社会与农村社会的时代。随着信息时代来临以及计算机应用的逐渐普及，因特网的使用，通过个人计算机上网，各类信息唾手可得。而一般电子产品，例如个人计算机(PersonalComputer，PC)、笔记本电脑(notebookcomputer)以及个人数字助理机(PersonalDigitalAssistant,PDA)等，由于成本降低、功能提高、体积缩小、重量减轻及更具亲和力的接口等优点，使其广为一般民众所接受。此外，该等电子产品的显示器(dispaly)上，可以图形用户界面(GraphUserInterface，⑶I)的技术，供该电子产品的使用，简单、快速地，通过移动、点选该显示器所显示的一光标的动作，以控制该电子产品的功能。由于轻、薄、短、小已渐渐成为现代电子产品发展的主流趋势，以往在台式计算机(desktop)、笔记本电脑上使用的指针定位装置若要移植并应用于较小型的手持式装置(portabledevice)上，例如PDA、个人导航装置(PersonalNavigationDevice,PND)、智能型手机(smartphone)…等，就必须相对地配合体积的限制而设计体积更小的指针定位直o请参阅图1。图1绘示现有的机械式鼠标1的透视图。如图1所示，一般机械式鼠标1通过滚动的球体10的运动带动两组光间开关12，进而换算出鼠标指针在屏幕上的滑动方向与距离，然后期已被光学鼠标所取代。而现有的光学鼠标则大多利用红色的发光二极管将光照射到接触表面上，并通过反光给CMOS模块来判断光学鼠标与接触表面有无相对位移，并在一定的时间内接收传回的画面，用来决定鼠标移动了多少距离。换言之，鼠标所普遍惯用的光标移动方式，必须将整个鼠标朝向光标相对应的移动方向移动，在移动感应模块的检测下，达到操控光标的目的。然而，目前应用于光学鼠标的指针定位元件虽已可达到3公分的高度，但也只适用于超薄型的光学鼠标，并不适用于手持式装置。近年来，亦有以光学鼠标的指针定位元件为基础而改良的指针定位装置2的出现。请参阅图2。图2绘示现有的改良式指针定位装置2的示意图。如图2所示，改良式指针定位装置2包含有上盖20与基座22，且上盖20与基座22并无法相对移动。其中，发光二极管24与光传感器26设置于上盖20与基座22之间。此改良式指针定位装置2的特别之处，在于其发光二极管24与光传感器26相对于光学鼠标是倒置，并且发光二极管24所发射的光线可通过上盖20而射出。射出的光线可与使用者的手指3接触。换言之，此改良式指针定位装置2以使用者的手指3代替接触表面。接着，再通过手指3反射的光线通过分光镜28而由光传感器26所感测，即可达到操控光标的目的。然而，目前此改良式指针定位装置2仅能感测不连续的控制信号输入，而无法达到连续性的控制信号输入。不仅如此，此改良式指针定位装置2还有可能会受到外界的光源所干扰。另外要介绍的是电阻式触控面板，电阻式触控面板可以说是目前使用量最多的一个技术。电阻式触控面板的驱动原理是用电压降的方式来找坐标轴。举例而言，X轴和Y轴各由一对05V的电压来驱动。当电阻式触控面板被触控到的时候，由于回路被导通，进而产生电压降。而控制器则会算出电压降所占的比例，然后即可进一步计算出坐标轴。此外，电容式触控面板亦被广泛地应用，其是有别于电阻式触控面板的截然不同的技术。电容式触控面板的架构比较简单，基本上是以IT0玻璃为主体。通过在IT0玻璃的四角放电，即可在表面形成一个均勻的电场。当可以导电的物体，例如像是人的手指，吸走一点微量的电流时，后面的控制器则会算出电流被吸走的比例而算出X轴和Y轴。然而，不管是电阻式触控面板或电容式触控面板，皆无法在小面积内完成大方向的移动。若用于手机上，则是以整个手持式装置的屏幕作为触控接口，单价较高。此外，请参阅图3A与图3B。图3A是绘示现有的轨迹点(trackpoint)4的外观视图。图3B绘示图3A中的轨迹点4受一方向推挤的侧视图。如图3A所示，此轨迹点4俗称为“小红点”，由美商IBM公司所发展出来的知名指针定位装置。轨迹点4设置于基座40上，并具有可供使用者进行操控的控制杆42，以及用以感测控制杆42的施压方向的一组X轴感应器44与一组Y轴感应器46。由图3B可以清楚地得知，假设当使用者推挤轨迹点4，使得控制杆42沿着X轴倾斜时，会造成设置于基座40上的X轴感应器44也随着基座40变形。接着，再通过判断X轴感应器44受到扩张或压缩，即可得知轨迹点4被推挤的确切方向。相较于鼠标或触控面板而言，轨迹点4有着较小的体积。对于定位而言，可以有效地通过感应器的电阻变化检测移动的方向。然而，其组成元件较高，目前仅见于笔记本电脑上，而未见于手持式装置。有鉴于此，本发明的主要范畴在于提供一种光学式指针定位装置及电子装置，其是以全反射作为考虑点，且不易受外界光源的干扰而可达到指标控制的目的，并可实现于体积日渐微小化的手持式装置上。此外，本发明的光学式指针定位装置的生产方法与现今的光学鼠标的光机系统相同，使得生产的单价成本相对便宜。
发明内容本发明的一范畴在于提供一种光学式指针定位装置。光学式指针定位装置主要包含有基座、上盖、光发射器以及光传感器。上盖覆盖于基座上方。光发射器设置于基座，并可用来朝向上盖发射光线。光传感器同样设置于基座，并可用来接收经上盖反射的光线。特别地，当上盖相对基座朝向任意方向移动时，光传感器可根据经反射的光线判断上盖相对基座移动的方向。本发明的另一范畴在于提供一种电子装置。电子装置主要包含有壳体以及光学式指针定位装置。光学式指针定位装置主要包含有基座、上盖、光发射器以及光传感器。基座设置于电子装置的壳体。上盖覆盖于基座上方。光发射器设置于基座，并可用来朝向上盖发射光线。光传感器同样设置于基座，并可用来接收经上盖反射的光线。特别地，当上盖相对基座朝向任意方向移动时，光传感器可根据经反射的光线判断上盖相对基座移动的方向。相较于现有技术，本发明的光学式指针定位装置及电子装置主要以全反射作为考虑点，且不易受外界光源的干扰而可达到指标控制的目的，并可实现于体积日渐微小化的手持式装置上。此外，本发明的光学式指针定位装置的生产方法与现今的光学鼠标的光机4系统相同，使得生产的单价成本相对便宜。[o012]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。[o013]图l绘示现有的机械式鼠标的透视图；[o014]图2绘示现有的改良式指针定位装置的示意图；[o015]图3A绘示现有的轨迹点的外观视图；[o016]图3B绘示图3A中的轨迹点受一方向推挤的侧视图；[o017]图4A绘示根据本发明的一较佳具体实施例的光学式指针定位装置的示意图，其系应用于行动电话中；[o018]图4B绘示图4A中的光学式指针定位装置沿剖面线A—A的剖面视图；[o019]图4C绘示图4B中的第一光反射器的一具体实施例的示意图4D绘示图4B中的光反射模块的另一具体实施例的示意图4E绘示图4D中的光反射模块的另一具体实施例的示意图5绘示根据本发明的一具体实施例的反射至光传感器的图样的上视图。[主要元件符号说明]l机械式鼠4—10球体12光闸开关2改良的指针定位装置20、500上盖22、40、502基座24发光二极管26、506光传感器28分光镜3手指4轨迹点42控制杆44X轴感应器46Y轴感应器5电子装置50光学式指针定位装置504光发射器5040光发射表面5060光感测表面508、608、．708光反射模块5080第一光反射器5082第二光反射器5083微结1510透镜512弹性构件52壳体6图样A—A音0面线具体实施方式本发明提供一种光学式指针定位装置及电子装置。并且更特别地，其主要以全反射作为考虑点，且不易受外界光源的干扰而可达到指标控制的目的，并可实现于体积曰渐微小化的手持式装置上。以下将详述本发明的较佳具体实施例，以充分解说本发明的特征、精神、优点以及实施上的简便性。请参阅图4A。图4A是绘示根据本发明的一较佳具体实施例的光学式指针定位装置50的示意图，其系应用于电子装置5中。如图4A所示，本发明的光学式指针定位装置50可以实施于一般常见的行动电话上的输入面板，但并不以此为限。换言之，只要是具有输入功能的电子装置，皆可采用本发明的光学式指针定位装置50轻易地进行指针的控制。本发明的电子装置5主要包含有壳体52以及光学式指针定位装置50。以下将针对本发明的此具体实施例的光学式指针定位装置50作更深入的介绍与更详细的说明，包含其内各部位的结构与其功能以及作动方式。请参阅图4B。图4B绘示图4A中的光学式指针定位装置50沿剖面线A-A的剖面视图。如图4B所示，本发明的光学式指针定位装置50包含有基座502、上盖500、光发射器504以及光传感器506。光学式指针定位装置50的基座502可以设置于电子装置5的壳体52，但不以此为限。举例而言，本发明的光学式指针定位装置50亦可不需基座502，相反地，可直接以电子装置5的壳体52提供原本基座502的功能。光学式指针定位装置50的上盖500可以覆盖于基座502上方。光发射器504设置于基座502，并可用来朝向上盖500发射光线。光传感器506同样设置于基座502，并可用来接收经上盖500反射的光线。换句话说，光发射器504以及光传感器506固定至基座502上，并不随着上盖500移动而随的作动。特别地，当上盖500相对基座502朝向任意方向移动时，光传感器506可根据经反射的光线判断上盖500相对基座502移动的方向。在此要补充的是，本发明的上盖500的材料可采用不透光的材质，以避免外界的光源的干扰。如图4B所示，为了尽可能将光发射器504所发射出的光线顺利地导引至光传感器506，于此具体实施例中，本发明的光学式指针定位装置50可以进一步包含光反射模块508。光反射模块508可以设置于上盖500，并介于上盖500与基座502之间。通过此，光发射器504所发射出的光线即可通过光反射模块508的反射而顺利地导向光传感器506。同样示于图4B中，为了使光路的设计简单而不易出错，于一具体实施例中，本发明的光学式指针定位装置50的光反射模块508可以进一步包含第一光反射器5080以及第二光反射器5082。特别要说明的是，第一光反射器5080可以设置于光发射器504的上方。并且，可以设计使光发射器504经设计为平行光后朝向第一光反射器5080发射光线。另外，第二光反射器5082可以设置于光传感器506的上方，其主要可以用来将经第一光反射器5080反射的光线进一步地反射，进而将光线导引至光传感器506。通过此，光发射器504所发射出的光线即可通过第一光反射器5080以及第二光反射器5082的配合，以近乎垂直与水平的光路顺利地导向光传感器506。在此要补充的是，上述的第一光反射器5080与第二光反射器5082可以是棱镜、平面镜、弧形面镜或不规则曲面镜，但并不以此为限。请参阅图4C。图4C绘示图4B中的第一光反射器5080的一具体实施例的示意图。以图4C为例，第一光反射器5080可以是弧形面镜。当然，光发射器504与光传感器506之间的光路设计并不以上述的安排方式为限。请参阅图4D。图4D绘示图4B中的光反射模块508的另一具体实施例的示意图。如图4D所示，此具体实施例的光反射模块608可以仅为一个光反射器。光反射模块608设置于光发射器504的上方，使得光发射器504所发出的光线可铅直基座502地射向光反射模块608。并且，光反射模块608可以将光发射器504所发射出的光线直接地反射导引至光传感器506。此外，于此具体实施例中，为了方便感测经反射的光线，光传感器506的光感测表面5060亦可设置以与经反射而来的光线大体上相互垂直。6同样地，请参阅图4E。图4E绘示图4D中的光反射模块608的另一具体实施例的示意图。如图4E所示，此具体实施例的光反射模块708同样仅为一个光反射器。光反射模块708可设置于光传感器506的上方，使得经光反射器反射的光线可铅直基座502地射向光传感器506。并且，为了配合光反射模块708与光传感器506之间的垂直光路，光发射器504的光发射表面5040可以大体上朝向光反射模块708的位置设置。另外，于另一具体实施例中，光反射模块708亦可不设置于光发射器504或光传感器506的正上方。只要设计好正确的入射角度以及反射角度，并顺利地将光发射器504所发射出的光线导引至光传感器506，皆可达到本发明的光学式指针定位装置50用以实现指针定位控制的目的。同样示于图4B中，为了使光传感器506对经第二光反射器反射5082而来的光线能有更精确地感测结果，于此具体实施例中，本发明的光学式指针定位装置50的第二光反射器5082可以更进一步包含多个微结构5083。由第一光反射器5080反射而来的光线受此第二光反射器5082上的此等微结构5083反射而形成一图样(亦即，光斑)。请参阅图5。图5绘示根据本发明的一具体实施例的反射至光传感器506的图样6的上视图。如图5所示，此图样6随可以由光传感器506感测。由于图样6具有特殊的特征，有利于光传感器506通过判断图样6的移动方向而得知上盖500相对基座502的移动方向。但要注意的是，由微结构5083所反射出的图样并不以图5中的图样6为限，可依据设计上的需求或限制而采用各式不同的图样，只要图样的特征能有利于光传感器506判断移动方向，皆可实施于本发明的光学式指针定位装置50中。同样示于图4B中，为了避免由第二光反射器5082上的微结构5083反射至光传感器506的光线(亦即，图样6)会有发散的状况，于此具体实施例中，本发明的光学式指针定位装置50可以进一步包含透镜510。透镜510设置于第二光反射器5082与光传感器506之间，并可用来将光线聚焦至光传感器506上，但并不以此为限。换句话说，于另一具体实施例中，上述的透镜510亦可设置于光发射器504与第一光反射器5080之间，或是第一光反射器5080与第二光反射器5082之间，皆可达到将光线聚焦的目的，并有效地防止反射至光传感器506的光线会有发散的状况，亦有可能为了光路稳定而设计多个透镜在此发明中。在此要补充的是，同样为了达到避免反射至光传感器506的光线会有发散的状况，图4D中的光反射模块608以及图4E中的光反射模块708亦采用凹面镜的形式，进而可将光发射器504所发射的光线反射并聚焦至光传感器506。同样示于图4B中，为了使本发明的光学式指针定位装置50能够实现连续性的控制信号输入，于此具体实施例中，本发明的光学式指针定位装置50可以进一步包含弹性构件512。弹性构件512可以设置于上盖500与基座502之间，并可用来维持上盖500相对基座502的一初始位置。举例而言，弹性构件512可以是0型环(0-Ring)，但并不以此为限。举例来说，当使用者不操作本发明的光学式指针定位装置50时，上盖500就会一直维持于初始位置，相对地，电子装置5中运作的应用软件里的指针就不为所动；当使用者以手指3朝向左方推挤上盖500时，上盖500就会推挤弹性构件512并相对基座502有向左方向的位移，相对地，电子装置5中运作的应用软件里的指针也会朝向左方移动。并且，若使用者的手指3—直使上盖500位于初始状态的左方，则应用软件里的指针就会持续地朝向左方移动。在使用者的手指3离开上盖500后，弹性构件512即可再次将上盖500回复至初始位置，应用软件里的指针也随的停止移动。此外，应用软件里的指针移动速度，可根据上盖500相对基座502的移动距离而有对应关系。由此可知，本发明的光学式指针定位装置50确实可以实现连续性的控制信号输入。另外要补充的是，本发明的光学式指针定位装置50的光发射器504可以是发光二极管或者是激光二极管，但并不以此为限，只要能够提供光传感器506所能检测的光线的光发射器504，皆可实施于本发明的光学式指针定位装置50。由以上对于本发明的较佳具体实施例的详述，可以明显地看出，本发明的光学式指针定位装置及电子装置主要以全反射作为考虑点，且不易受外界光源的干扰而可达到指标控制的目的，并可实现于体积日渐微小化的手持式装置上。并且，本发明的光学式指针定位装置确实可以实现连续性的控制信号输入。此外，本发明的光学式指针定位装置的生产方法与现今的光学鼠标的光机系统相同，使得生产的单价成本相对便宜。通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。8权利要求一种光学式指针定位装置，其特征在于包含一基座；一上盖，覆盖于该基座上方；一光发射器，设置于该基座，用以朝向该上盖发射一光线；以及一光传感器，设置于该基座，用以接收经该上盖反射的该光线；其中当该上盖相对该基座移动时，该光传感器根据该经反射的光线判断该上盖相对该基座移动的一方向。2.如权利要求1所述的光学式指针定位装置，其特征在于，进一步包含一光反射模块，设置于该上盖并介于该上盖与该基座之间，用以将该光线反射至该光传感器。3.如权利要求2所述的光学式指针定位装置，其特征在于，该光反射模块进一步包含一第一光反射器，设置于该光发射器上方，其中该光发射器朝向该第一光反射器发射该光线；以及一第二光反射器，设置于该光传感器上方，用以将经该第一光反射器反射的该光线反射至该光传感器。4.如权利要求3所述的光学式指针定位装置，其特征在于，该第一光反射器选自由一棱镜、一平面镜、一弧形面镜以及一不规则曲面镜所组成的一群体中的其一。5.如权利要求3所述的光学式指针定位装置，其特征在于，该第二光反射器包含多个微结构，该光线受该等微结构反射而形成一图样，该图样随即由该光传感器感测。6.如权利要求3所述的光学式指针定位装置，其特征在于，进一步包含一透镜，设置于该第二光反射器与该光传感器之间，用以将该光线聚焦至该光传感器。7.如权利要求1所述的光学式指针定位装置，其特征在于，进一步包含一弹性构件，设置于该上盖与该基座之间，用以维持该上盖相对该基座的一初始位置。8.如权利要求1所述的光学式指针定位装置，其特征在于，该光发射器为一发光二极管。9.如权利要求1所述的光学式指针定位装置，其特征在于，该光发射器为一激光二极管。10.一种电子装置，其特征在于包含一壳体；以及一光学式指针定位装置，包含一基座，设置于该壳体；一上盖，覆盖于该基座上方；一光发射器，设置于该基座，用以朝向该上盖发射一光线；以及一光传感器，设置于该基座，用以接收经该上盖反射的该光线；其中当该上盖相对该基座移动时，该光传感器根据该经反射的光线判断该上盖相对该基座移动的一方向。全文摘要本发明公开了一种光学式指针定位装置以及电子装置。电子装置包含壳体以及光学式指针定位装置。光学式指针定位装置包含有基座、上盖、光发射器以及光传感器。基座设置于壳体。上盖覆盖于基座上方。光发射器用以朝向上盖发射光线。光传感器用以接收经上盖反射的光线。当上盖相对基座朝向一方向移动时，光传感器可根据经反射的光线判断此方向。文档编号G06F3/033GK101853090SQ20091013294公开日2010年10月6日申请日期2009年3月31日优先权日2009年3月31日发明者李育慧,王敬顺,王明中,王洋凯申请人:长盛科技股份有限公司