专利名称：用于整合发光及感测功能的运动侦测模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动侦测模块，尤指一种用于整合发光及感
测功能的运动侦测模块(motion-detecting module)。
背景技术：
请参阅图l所示，其为现有影像感测装置的示意图。由图中可知， 现有的影像感测装置包括有 一主电路板la、 一发光元件2、 一光源 固定机构3、 一影像感测元件4a、及一封装壳体5a。
其中，该发光元件2固定于该光源固定机构3上，并且通过一导 线20以电性连接于该主电路板la。再者，该影像感测元件4a设置于 该主电路板la上，并且通过多个导线40a以电性连接于该主电路板la。 此外，该封装壳体5a用以封装该影像感测元件4a，并且该封装壳体5a 具有一开孔50a。借此，通过该发光元件2发射一光束B1至一表面S 而产生一反射光束B2，然后该反射光束B2穿过该封装壳体5a的开孔 50a而投向该影像感测元件4a,以感测该表面S的影像。
然而，因为该发光元件2与该影像感测元件4a为分开的元件，所 以为了能让该影像感测元件4a精准地感测到该反射光束B2，该发光元 件2与该影像感测元件4a的相对位置则需要进行精确的定位动作，所 以造成制程上的复杂性及组装上的公差。另外，该光源固定机构3与 该封装壳体5a为分开的元件，所以造成成本的增加。
换言之，现有影像感测装置的发光元件2与该影像感测元件4a在 该主电路板la上的定位十分不易；或者是，现有影像感测装置的导光 装置(图未示)其定位组装公差较大，因此会影响现有影像感测装置的判 断结果。
由上可知，目前现有影像感测装置，显然具有不便与缺陷存在， 而待加以改善之处。
于是，本实用新型设计人有感上述缺陷的可改善之处，且依据多 年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用， 而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本实用新型技术方案。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，在于提供一种用于整合发光及感测功能的运动侦测模块(motion-detecting module)。本实用新型将 一 发
光芯片及一影像感测芯片分别嵌入至同一电路板上，并且利用一全反 射式导光元件(total internal reflection type light-directing element), 以将
该发光芯片所产生的光束导入该影像感测芯片。
为了解决上述技术问题，根据本实用新型其中一种方案，提供一 种用于整合发光及感测功能的运动侦测模块(motion-detecting module)， 其包括 一芯片单元(chip unit)、 一覆盖单元(cover unit)、及一导光单 元(light-guiding unit)。
其中，该芯片单元具有一电路板(PCB)及分别电性连接地设置在该 电路板上的一发光芯片(light-emitting chip)及 一 影像感测芯片(image-sensing chip) 。 该覆盖单元覆盖于该发光芯片及该影像感测芯片上，并 且该覆盖单元具有一用于连通该发光芯片及该影像感测芯片的容置空 间(receiving space)、 一用于曝露该发光芯片的第一开孔(first opening)、 及一用于曝露该影像感测芯片的第二开孔(second opening)。该导光单 元设置于该覆盖单元下端，并且该导光单元至少具有一第一折射面 (first refraction surface)、 ——第二折身寸面(second refraction surface)、 ——第 三折射面(third refraction surface)、 一第四折身寸面(fourth refraction surface)、 及——反身寸面(reflection surface)。
借此，该发光芯片所投射出来的光束(beam)通过该第一折射面、 该反射面及该第二折射面的配合，以产生投向一表面的第一反射光束 (first reflective beam),并且该第一反射光束通过该表面的反射而产生第 二反射光束(second reflective beam),最后该第二反射光束通过该第三 折射面及该第四折射面的配合，以传送至该影像感测芯片。
因此，由于本实用新型将该发光芯片及该影像感测芯片分别嵌入 至同一电路板上，并且利用该全反射式导光元件，将该发光芯片所产 生的光束导入该影像感测芯片，所以本实用新型不但能降低成本，组 装良率也能大幅提高。
为了能更进一步了解本实用新型为达到预定目的所采取的技术、 手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本 实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然 而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1为现有影像感测装置的侧视简单示意图2为本实用新型用于整合发光及感测功能的运动侦测模块 (motion-detecting module)的第 一 实施例的示意图3为本实用新型用于整合发光及感测功能的运动侦测模块(motion-detecting module)的第二实施例的示意图4为本实用新型用于整合发光及感测功能的运动侦测模块 (motion-detecting module)的第三实施例的示意图5为本实用新型第四实施例的导光单元(light-guiding unit)的立
体图6为本实用新型第五实施例的导光单元(light-guiding unit)的立
体图7为本实用新型第六实施例的导光单元(light-guiding unit)的立 体图；以及
图8为本实用新型第七实施例的导光单元(light-guiding unit)的立体图。
主要元件附图标记说明
[现有]
电路板 1 a
发光元件 2
光源固定机构 3
影像感测元件 4 a
封装壳体 5 a
光束 B 1
反射光束 B 2
表面 S [本实用新型]
芯片单元 1
覆盖单元
覆盖单元 覆盖单元
导光单元
2 a
2 b
2 c
3 a
导线
导线 开孔
电路板
发光芯片
影像感测芯片
运动侦测运算芯片
接口控制芯片
盖体
容置空间 第一开孔 第二开孔
上层盖体 下层盖体 定位件 第一折射面
2 0
4 0
5 0
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
2 0 2 1 2 2 2 3
2 0
2 1
3 0 3 1第二折射面323
第三折射面33
第四折射面34a
反射面35
导光单元3b定位件30b
第一折射面31b
第二折射面32b
第三折射面33b
第四折射面34b
反射面35b
导光单元3c第一折射面31c
第二折射面32c
第三折射面33c
第四折射面34c
反射面35c
导光单元3d第一折射面31d
第二折射面32d
第三折射面33d
第四折射面34d
导光单元3第一折射面316
第二折射面326
第三折射面336
第四折射面346
导光单元3f第一折射面31f
第二折射面32f
第三折射面33f
第四折射面34f
导光单元3g第一折射面31g
第二折射面32g
第三折射面33g
第四折射面34g
光束1 、1 ' 、 L 1 〃
第一反射光束2 、2 ' 、 E 2 "
第二反射光束3 、3 ' 、 L 3 "
表面 s
具体实施方式
请参阅图2所示，其为本实甩新型用于整合发光及感测功能的运
动侦测模块(motion-detecting module)的第 一 实施例的示意图。由该等图 中可知，本实用新型所提供的一种用于整合发光及感测功能的运动侦 测模块，其包括 一芯片单元(chipunit)l、 一覆盖单元(coverunit)2a、 及一导光单元(light-guiding unit)3a。
其中，该芯片单元1具有一电路板(PCB)IO、 一发光芯片 (light-emitting chip)ll、 一影像感观!j芯片(image- sensing chip)12、 一运 动侦测运算芯片(motion calculator ASIC)13、及一用于与外部沟通的接 口控制芯片(interfacing MCU)14。并且，该发光芯片ll、该影像感测芯 片12、该运动侦测运算芯片13、及该接口控制芯片14分别电性连接 地设置在该电路板10上。
再者，该覆盖单元2a定位在该芯片单元1的电路板10上，并且 该覆盖单元2a的外缘具有一向上延伸以用于罩住该发光芯片ll及该影 像感测芯片12的盖体(coverbody)20a。因此，该覆盖单元2a通过该盖 体20a，以覆盖于该发光芯片ll及该影像感测芯片12上。此外，该覆 盖单元2a具有一用于连通该发光芯片11及该影像感测芯片12的容置 空间(receiving space)21a、 一用于曝露该发光芯片11的第一开孔(first 叩ening)22a、及一用于曝露该影像感测芯片12的第二开孔(second opening)23a。
再者，该导光单元3a设置于该覆盖单元2a下端，并且该导光单 元3a具有多个定位件30a，因此该导光单元3a通过该等定位件30a而 定位在该芯片单元1的电路板10上。此外，该导光单元3a至少具有 一第 一 折身寸面(first refraction surface)3la 、 一第二折身寸面(second refraction surface)32a、 ——第三折射面(third refraction surface)33a、 ——第 四折射面(fourth refraction surface)34a 、 及 一 反身寸面(reflection surface)35a。
另外，以第一实施例而言，该导光单元3a可为一全反射式导光元 件(total internal reflection type light-directing element), 并且该全反射式 导光元件为一较空气的折射率(refmctive index)高的材料。再者，该第 一折射面31a、该第二折射面32a、该第三折射面33a、及该第四折射 面34a皆为一凸面结构(convex structure)。
借此，该发光芯片11所投射出来的光束(beam)Ll通过该第一折射 面31a、该反射面35a及该第二折射面32a的配合，以产生投向一表面 S的第一反射光束(first reflective beam)L2，并且该第一反射光束L2通 过该表面S的反射而产生第二反射光束(second reflective beam)L3，最 后该第二反射光束L3通过该第三折射面33a及该第四折射面34a的配 合，以传送至该影像感测芯片12。请参阅图3所示，其为本实用新型用于整合发光及感测功能的运动侦测模块(motion-detecting module)的第二实施例的示意图。由图中可 知，第二实施例与第一实施例最大的不同在于在第二实施例中，该 导光单元3b具有多个定位件30b，因此该导光单元3b通过该等定位件 30b而定位在该覆盖单元2b上。借此，该发光芯片11所投射出来的光 束(beam)Ll'通过一第一折射面31b、 一反射面35b及一第二折射面 32b的配合，以产生投向一表面S的第一反射光束(first reflective beam)L2'，并且该第一反射光束L2'通过该表面S的反射而产生第 二反射光束(second reflective beam)L3'，最后该第二反射光束L3'通 过一第三折射面33b及一第四折射面34b的配合，以传送至该影像感 测芯片12。请参阅图4所示，其为本实用新型用于整合发光及感测功能的运 动侦测模块(motion-detecting module)的第三实施例的示意图。由图中可 知，第三实施例与第二实施例最大的不同在于在第三实施例中，该 覆盖单元2c的外缘具有一向上延伸以用于罩住该发光芯片ll及该影像 感测芯片12的上层盖体(t叩cover bddy)20c及一向下延伸以用于围住 该导光单元3c的下层盖体(bottom cover body)21c。借此，该发光芯片 11所投射出来的光束(beam)Ll〃通过一第一折射面31c、 一反射面35c 及一第二折射面32c的配合，以产生投向一表面S的第一反射光束(first reflective beam)L2〃 ，并且该第一反射光束L2〃通过该表面S的反射 而产生第二反射光束(second reflective beam)L3〃 ，最后该第二反射光 束L3〃通过一第三折射面33c及一第四折射面34c的配合，以传送至 该影像感测芯片12。再者，由于第三实施例的下层盖体21c具有遮掩该导光单元3c的 功能，因此上述从该发光芯片11所投射出来的光束(beam)Ll〃传送至 该影像感测芯片12的过程中，不会受到外界光线的影响，以增加本实 用新型运动侦测模块的侦测质量。请参阅图5所示，其为本实用新型第四实施例的导光单元 (light-guiding unit)的立体图。由图中可知，第四实施例与第一实施例最 大的不同在于在第四实施例中，一导光单元3d具有一第一折射面31d、 一第二折射面32d、 一第三折射面33d、及一第四折射面34d。其中， 该第一折射面31d为一平面结构(plane structure),第二折射面32d为一 凸面结构(convex structure),并且该第三折射面33d为一平面结构(plane structure)，该第四折射面34d为 一 凸面结构(convex structure)。请参阅图6所示，其为本实用新型第五实施例的导光单元 (light-guiding unit)的立体图。由图中可知，第五实施例与第一实施例最 大的不同在于在第五实施例中，一导光单元3e具有一第一折射面31e、一第二折射面32e、 一第三折射面33e、及一第四折射面34e。其中， 该第一折射面31e为一凹面结构(concave structure),第二折射面32e为 一凸面结构(convex structure),并且该第三折射面33e为一凹面结构 (concave structure),该第四折射面34e为一凸面结构(convex structure)。请参阅图7所示，其为本实用新型第六实施例的导光单元 (light-guiding unit)的立体图。由图中可知，第六实施例与第一实施例最 大的不同在于在第六实施例中，一导光单元3f具有一第一折射面31f、 一第二折射面32f、 一第三折射面33f、及一第四折射面34f。其中，该 第一折射面31f为一凸面结构(convex structure),第二折射面32f为一 凹面结构(concave structure),并且该第三折射面33f为一凸面结构 (convex structure), 该第四折身才面34f为一凹面结构(concave structure)。请参阅图8所示，其为本实用新型第七实施例的导光单元 (light-guiding imit)的立体图。由图中可知，第七实施例与第一实施例最 大的不同在于在第七实施例中，一导光单元3g具有一第一折射面31g、 一第二折射面32g、 一第三折射面33g、及一第四折射面34g。其中， 该第 一折射面31 g为 一 凸面结构(convex structure)，第二折射面32g为 一平面结构(plane structure),并且该第三折射面33g为一凸面结构 (convex structure), 该第四折射面34g为一平面结构(plane structure)。因此，由上述第一实施例及第四 七实施例可知(如图l及图5-图8 所示)，该第一折射面与该第二折射面的组合可为平凸、凹凸、凸凸、 凸凹、凸平等五种组合，并且该第三折射面与该第四折射面的组合可 为平凸、凹凸、凸凸、凸凹、凸平等五种组合。通过上述五种不同的 组合，以达到光线聚焦的功能。综上所述，本实用新型将该发光芯片11及该影像感测芯片12分 别嵌入至同一电路板10上，并且利用该全反射式导光元件(例如导光 单元3a、 3b、 3c、 3d、 3e、 3f、 3g)，以将该发光芯片11所产生的光束 (例如光束L1、 Ll' 、 Ll〃 )导入该影像感测芯片12，所以本实用新 型不但能降低成本，组装良率也能大幅提高。但，以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例的详细说明与 附图，但本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型， 本实用新型的保护范围应以权利要求书的范围为准，凡符合本实用新 型权利要求书范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用 新型的保护范围中，任何本领域技术人员在本实用新型的领域内，可 轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的保护范围之内。
权利要求1、一种用于整合发光及感测功能的运动侦测模块，其特征在于，包括一芯片单元，其具有一电路板及分别电性连接地设置在该电路板上的一发光芯片及一影像感测芯片；一覆盖单元，其覆盖于该发光芯片及该影像感测芯片上，并且该覆盖单元具有一用于连通该发光芯片及该影像感测芯片的容置空间、一用于曝露该发光芯片的第一开孔、及一用于曝露该影像感测芯片的第二开孔；以及一导光单元，其设置于该覆盖单元下端，并且该导光单元至少具有一第一折射面、一第二折射面、一第三折射面、一第四折射面、及一反射面；借此，该发光芯片所投射出来的光束通过该第一折射面、该反射面及该第二折射面的配合，以产生投向一表面的第一反射光束，并且该第一反射光束通过该表面的反射而产生第二反射光束，最后该第二反射光束通过该第三折射面及该第四折射面的配合，以传送至该影像感测芯片。
2、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该芯片单元具有一运动侦测运算芯片及一用于与外 部沟通的接口控制芯片，并且该运动侦测运算芯片及该接口控制芯片 分别电性连接地设置在该电路板上。
3、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模块，其特征在于该覆盖单元定位在该芯片单元的电路板上。
4、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该覆盖单元的外缘具有一向上延伸以用于罩住该发 光芯片及该影像感测芯片的盖体。
5、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该覆盖单元的外缘具有一向上延伸以用于罩住该发 光芯片及该影像感测芯片的上层盖体及一向下延伸以用于围住该导光 单元的下层盖体。
6、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该导光单元定位在该芯片单元的电路板上。
7、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该导光单元定位在该覆盖单元上。
8、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该导光单元为一全反射式导光元件，并且该全反射 式导光元件为一较空气的折射率高的材料。
9、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该第一折射面为一凹面结构、 一平面结构、或一凸 面结构，并且该第二折射面为一凹面结构、 一平面结构、或一凸面结 构。
10、 如权利要求1所述的用于整合发光及感测功能的运动侦测模 块，其特征在于该第三折射面为一凹面结构、 一平面结构、或一凸 面结构，并且该第四折射面为一凹面结构、 一平面结构、或一凸面结 构。
专利摘要一种用于整合发光及感测功能的运动侦测模块，包括一芯片单元、一覆盖单元及一导光单元。该芯片单元具有一电路板及分别电性连接地设置在该电路板上的一发光芯片及一影像感测芯片。该覆盖单元覆盖于该发光芯片及该影像感测芯片上，并且该覆盖单元具有一用于连通该发光芯片及该影像感测芯片的容置空间、一用于曝露该发光芯片的第一开孔、及一用于曝露该影像感测芯片的第二开孔。该导光单元设置于该覆盖单元下端，并且该导光单元至少具有一第一折射面、一第二折射面、一第三折射面、一第四折射面及一反射面。
文档编号G02B6/00GK201159637SQ200820001538
公开日2008年12月3日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者李昆勋, 陈昭宇 申请人:敦南科技股份有限公司