光学感测模组以及移动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学感测器，尤其涉及一种通过光学设计来改变非接触手势操作区域的光学感测模组及其相关的移动装置。
【背景技术】
[0002]由于光学感测模组会检测反射物(例如，使用者的手)所产生的反射光来辨识反射物的动作，移动装置(例如，智能手机)可通过设置光学感测模组于其中以实现非接触式的操作功能。为了避免与显示屏幕的设置空间重叠，光学感测模组会设置在显示屏幕的外围。以图1所示的移动装置100为例，光学感测模组102设置于显示屏幕104的外围。由于光学感测模组102的感测区域(手势操作区域Rn)位于光学感测模组102设置之处的正上方，因此，使用者必须在移动装置100的边框的正上方进行非接触式的手势操作，以确保光学感测模组102可检测使用者的手所产生的反射信号。
[0003]然而，当使用者在进行非接触式的手势操作(例如，左右挥动)，使用者的手肘会很容易挡住显示屏幕，造成操作上的困扰。再者，当使用者初次进行非接触式的手势操作时，直觉上会在显示区域Dn中央的正上方进行手势操作，而不是在光学感测模组102设置之处的正上方进行手势操作。换言之，使用者必须通过学习才能得知非接触式手势的操作区域。
[0004]因此，需要一种创新的光学感测设计以提供人性化的非接触式操作体验。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种通过光学设计来改变非接触手势操作区域的光学感测模组及其相关的移动装置，以解决上述问题。
[0006]依据本发明的一实施例，其公开了一种光学感测模组。该光学感测模组包含发光源、第一透镜以及感测器。该发光源用以产生光信号。该第一透镜具有第一光学中心轴。该感测器对应设置于该第一透镜的一侧。该感测器包含感光区，以及该感光区的中心偏离该第一光学中心轴，其中该感测器用以接收该光信号受到物体反射所产生的反射信号，并据以产生感测结果。
[0007]依据本发明的另一实施例，其公开了一种移动装置。该移动装置包含显示屏幕以及光学感测模组。该显示屏幕具有显示区域。该光学感测模组设置于该显示屏幕的周围。该光学感测模组包含发光源、第一透镜以及感测器。该发光源用以产生光信号。该第一透镜具有第一光学中心轴。该感测器对应设置于该第一透镜的一侧。该感测器包含感光区，以及该感光区的中心偏离该第一光学中心轴，其中该感测器用以接收该光信号受到物体反射所产生的反射信号，并据以产生感测结果。该感测器的视野涵盖该显示区域的中心。
[0008]依据本发明的另一实施例，其公开了一种光学感测模组。该光学感测模组包含多个第一透镜、多个发光源、第二透镜以及感测器。各第一透镜具有第一光学中心轴。该多个发光源分别对应设置于该多个第一透镜的一侧。该多个发光源分别用以产生多个光信号，其中各发光源的发光区的中心偏离相对应的该第一光学中心轴，以及各发光源所产生的该光信号经由相对应的第一透镜入射至一物体。该第二透镜具有第二光学中心轴。该感测器对应设置于该第二透镜的一侧。该感测器包含感光区，以及该感光区的中心偏离该第一光学中心轴，其中该多个光信号受到该物体反射分别产生多个反射信号。该感测器用以接收经由该第二透镜入射至该感测器的该多个反射信号，并据以产生感测结果。对各发光源来说，各发光源相对应的该发光区的中心以第一方向偏离相对应的该第一光学中心轴，该感光区的中心以第二方向偏离该第二光学中心轴，以及该第一方向与该第二方向的夹角小于90度。
[0009]本发明所提供的光学感测模组可广泛应用于电子产品(例如，可携式移动装置，例如移动电话及平板电脑)之中，通过光学路径的设计来调整非接触式手势的操作区域，进而提供使用者直觉且便利的操作体验。
【附图说明】
[0010]图1为传统的移动装置的示意图。
[0011]图2为本发明光学感测模组的一实施例的示意图。
[0012]图3为本发明光学感测模组的另一实施例的示意图。
[0013]图4为本发明光学感测模组的另一实施例的示意图。
[0014]图5为本发明移动装置的一实施例的示意图。
[0015]图6示出了图5所示的光学感测模组的一实作例的俯视图。
[0016]图7示出了图6所示的感测器的侧视图。
[0017]图8示出了本发明感测器的感光区中心的一实施例的示意图。
[0018]图9示出了采用不同的发光源的设置位置来改变光信号的光学路径的一实施例的示意图。
[0019]图10为图5所示的光学感测模组的另一实作例的俯视图。
[0020]图11为采用光学透镜来改变光信号的光学路径的一实施例的示意图。
[0021]图12为本发明将发光源相对应的透镜倾斜以改变光信号的光学路径的一实施例的示意图。
[0022]图13为将图5所示的移动装置之中的光学感测模组倾斜特定角度的示意图。
[0023]图14为本发明调整发光源的发光锥角以调整手势操作区域的一实施例的示意图。
[0024]图15示出了本发明光学感测模组的手势感测区域与手势操作距离之间的关系的一实施例的示意图。
[0025]图16示出了光学感测模组的倾斜程度与无作用区之间的关系的一实施例的示意图。
[0026]图17为本发明光学感测模组的另一实施例的示意图。
[0027]图18为本发明光学感测模组的另一实施例的示意图。
[0028]主要部件附图标记:
[0029]100、500、1600移动装置
[0030]102、202、302、402、502、1502、1702光学感测模组
[0031]104、504显示屏幕
[0032]210、610、910、1010、1110、1210、1410、发光源
[0033]1412、1510、1710、1712、1714、1716
[0034]220、320、420、620、820、1520、1720感测器
[0035]422感测单元阵列
[0036]630、932、1032、1132、1232、1432、1530、1532 透镜
[0037]740微透镜结构
[0038]Dn、Dt显示区域
[0039]Rn、Rt、WR0WR2, OR1、OR2, 0RA、ORb手势操作区域
[0040]PA、PB、PC、PD、P、PK感测像素
[0041]S1光信号
[0042]SR、S2反射信号
[0043]SA、Aw、Ax、AY、Az感光区
[0044]Cp、Ctj感光区的中心
[0045]Cs、Cl光学中心轴
[0046]Ds、Dl方向
[0047]Vl视野范围
[0048]Vp—部分视野范围
[0049]Pn P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8^9位置
[0050]SE发光区
[0051]Cr发光区的中心
[0052]dn Da^ Db距离
[0053]DZnDZ2无作用区
[0054]Cd显示区域的中央
【具体实施方式】
[0055]利用光学路径的设计(例如，改变感测器在空间中的收光范围，和/或改变发光源在空间中的照明范围)，本发明所提供的光学感测架构可实现符合使用者的使用习惯的非接触式手势操作区域(或手势感测区域)。为了便于理解本发明的技术特征，以下是以依据反射信号的相位差来辨识非接触式手势的光学感测模组/电子装置来作范例说明，然而，本发明所提供的光学感测架构也可以应用于基于其他检测机制(例如，检测物体影像或计算物体位置)来辨识非接触式手势的光学感测模组/电子装置。
[0056]图2示出了本发明光学感测模组的一实施例的示意图。在此实施例中，光学感测模组202可包含发光源(例如，红外光发光二极管、镭射二极管或紫外光发光二极管)210以及感测器(即，光学感测器)220，其中感测器220可包含多个感测像素PA?PC。当发光源210发射光信号Sl时，感测器220便可接收光信号S L受到物体(即，使用者的手)反射所产生的反射信号Sr，并据以产生感测结果。举例来说，在使用者的手由左往右挥动的期间，由于使用者的手处于移动状态，且多个感测像素PA?PC处于不同位置，因此多个感测像素PA?P ε所分别接收的反射信号会具有不同的信号波形而产生相位差。感测器220便可据以产生该感测结果，而光学感测模组202可依据该感测结果来辨识出使用者的手势。
[0057]虽然图2所示的感测器220包含了三个感测像素PA?P。，然而这并非用来作为本发明的限制。在一设计变化中，感测器220可以只包含单一感测像素以判断接近与远离手势。在另一设计变化中，感测器220可以只包含两个感测像素以判断左右(或上下)挥动手势。在又一设计变化中，感测器220所包含的感测像素可大于三个。