专利名称：用于降低组装公差的运动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动检测装置，特别涉及一种用于降低组装公差(assembly tolerance )的运动检测装置。
技术背景请参阅图l所示，图l是现有技术中的图像感测装置的示意图。由图中 可知，现有技术中的图像感测装置包括 一电路板(PCB) la、 一发光元件 (light-emitting element) 2a、 一光源固定机构(illuminant-fixing mechanism) 3、一图像感领!)元件(image-sensing element)4a、及一封装壳体(package casing) 5a。其中，该发光元件2a固定在该光源固定机构3上，并且通过一导线20a 与该电路板la电性连接。再者，该图像感测元件4a设置于该电路板la上， 并且通过多条导线40a与该电路板la电性连接。此外，该封装壳体5a用以 封装该图像感测元件4a，并且该封装壳体5a具有一通孔50a。由此，通过该 发光元件2a发射一光束Lla至一表面D而产生一反射光L2a，然后该反射 光L2a穿过该封装壳体5a的通孔50a而投向该图像感测元件4a，以感测该 表面D的图像。然而，由于该发光元件2a与该图像感测元件4a是分开的元件，所以为 了能使该图像感测元件4a精准地感测到该反射光L2a，该光源固定机构3与 该图像感测元件4a的相对位置则需要进行精确的定位动作，所以造成了制 造的复杂性及组装公差。另外，由于该光源固定机构3与该封装壳体5a是 分开的元件，所以也造成了成本的增加。换言之，现有技术中的图像感测装置的发光元件2a与该图像感测元件 4a在该主电路板la上的定位十分不易；或者是，现有技术中的图像感测装 置的导光装置(图中未示出)的定位组装公差较大，因此会影响现有技术中 的图像感测装置的判断结果。
由上可知，目前现有技术中的图像感测装置的定位结构显然存在尚待改 进的问题与缺陷。实用新型内容本实用新型针对上述问题和缺陷，提出了设计合理且能有效改进上述缺 陷的技术方案。本实用新型的主要目的在于提供一种用于降低组装公差的运动检测装 置。本实用新型的运动检测装置具有一定位单元、 一连接单元及一透明底座， 通过所述元件的相互组装降低组装公差。为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一种方案，提供了一种用于降低组装公差的运动检测装置，其包括 一连接单元(connectionunit)、 一 发光单元(light-emitting unit)、 一图像感测单元(image-sensing unit)、及 一定位单元(positioning unit)。其中，该连接单元的一端具有一第一固定部，该连接单元的另外一端具 有一第二固定部，其中该第二固定部具有一容置槽及一与该容置槽相通的通 孔。该发光单元固定于该连接单元的第一固定部内，以用于产生一照明光束。 该图像感测单元容置于该第二固定部的容置槽内，以用于撷取图像。该定位 单元定位于该第二固定部的容置槽上，并且与该图像感测单元电性连接。为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一种方案，提供了一种用于 降低组装公差的运动检测装置，其包括 一连接单元、 一发光单元、 一图像 感测单元、及一主电路板(mainPCB)。其中，该连接单元的一端具有一第 一固定部，该连接单元的另外一端具有一第二固定部，其中该第二固定部具 有一容置槽及一与该容置槽相通的通孔。该发光单元固定于该连接单元的第 一固定部内，以用于产生一照明光束。该图像感测单元容置于该第二固定部 的容置槽内，以用于撷取图像。该图像感测单元具有一基板及一电性连接地 设置在该基板上的图像感测芯片(image-sensing chip)，并且该基板卡固于 该第二固定部的容置槽内。该主电路板设置于该基板上端并且与该基板形成 电性连接。因此，本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置具有下列优点 1、由于该发光单元及该图像感测单元均固定于同一连接单元上，所以
该发光单元与该图像感测单元彼此间具有一固定的相对位置(不需象现有技 术那样重新定位该发光元件与该图像感测元件的相对位置)，因此本实用新 型能减少组装误差，增加产品的优良率。
2、 由于本实用新型以该定位单元为定位基准点，将该连接单元及其上 的该发光单元及该图像感测单元， 一同定位在一主电路板上，所以，本实用 新型能确保该连接单元及其上的该发光单元及该图像感测单元与该主电路 板的相对位置。
3、 该透明底座与该连接单元是二个分开的元件，故该透明底座除了具 有防尘及防静电的效果外，还具有支撑及平衡该连接单元的效果。
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，由此，可以对本实用 新型的目的、特征与特点有深入且具体的了解。但是附图仅用于提供参考与 说明，并非用以对本实用新型加以限制。
图1是现有技术中的图像感测装置的示意图；图2是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第一实施例的 立体分解图；图3是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第一实施例的 剖面示意图；图4是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第二实施例的 立体分解图；图5是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第二实施例的 剖面示意图；图6是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第三实施例的 立体分解图；图7是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第三实施例的 剖面示意图；图8是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第四实施例的 立体分解图；以及
图9是本实用新型的用于降低组装公差的运动检测装置的第四实施例的 剖面示意图。其中，附图标记说明如下-[现有技术]电路板la发光元件2a导线20a光源固定机构3图像感测元件4a导线40a封装壳体5a通孔50a光束Lla反射光L2a表面D[本实用新型]连接单元1第一定位元件100第一固定部11固定片110第二固定部12容置槽120通孔121定位凸块122卡固肋123连接单元第一定位元件100'第一固定部ir固定片110'第二固定部12'容置槽120'通孔121'定位凸块122'连接单元1"第一定位元件100〃第一固定部ir 固定片110"第二固定部12"容置槽120〃通孔121"定位凸块122〃卡固肋123〃发光单元2图像感测单元3a图像感测单元3b图像感测芯片31b封装模体32b图像感测单元3,图像感测单元2 〃图像感测芯片31"封装模体32"定位单元4第二定位元件400接脚41定位单元4,第二定位元件 接脚41'透明底座聚光透镜51主电路板6主电路板6,主电路板6"第二定位元件600"底壳7照明光束U反射光束L2图像感测芯片31a 基板 30b图像感测芯片31' 基板 30"电路板 40导线架体 40'定位凹槽 50透孔 60通孔 60' 通孔 60〃定位槽 70 表面 D具体实施方式
请参阅图2及图3，图2和图3分别是本实用新型的用于降低组装公差 的运动检测装置的第一实施例的立体分解图及剖面示意图。由图中可知，本 实用新型第一实施例所提供的一种用于降低组装公差的运动检测装置，包 括 一连接单元(connection unit) 1、 一发光单元(light-emitting unit) 2、 一图像感测单元(image-sensingunit) 3a、 一定位单元(positioningunit) 4、 及一透明底座(transparent bottom seat) 5。其中，该连接单元1的一端具有一第一固定部11，而该连接单元1的另 外一端具有一第二固定部12。此外，该第一固定部11具有四个相互配合以 用于固定该发光单元2的固定片110，并且该第二固定部12具有一容置槽 120、 一与该容置槽120相通的通孔121、及一设置在该容置槽120下端的定 位凸块(positioning protrusion) 122。再者，该发光单元2固定于该连接单元1的第一固定部11内，以用于 产生一照明光束L1。另外，根据不同的需求，该发光单元2可为一激光发光 单元(LASER)、一发光二极管(LED)或一共振腔发光二极管(Resonant Cavity LED) o此外，该图像感测单元3a是一图像感测芯片(image-sensing chip) 31a， 并且该图像感测芯片31a电性连接地设置于该定位单元4上。再者，该图像 感测芯片31a容置于该第二固定部12的容置槽120内，以用于撷取该照明 光束LI从一表面D所反射回来的反射光束L2的图像。另外，该定位单元4是一种植入式接脚(implanted pin)的封装结构。 因此，第一实施例的定位单元4由一电路板40与多个电性连接于该电路板 40的接脚(pin) 41所组成，并且该图像感测芯片31a直接通过板上芯片封 装(Chip on Board, COB)的方式，电性连接地设置于该电路板40上。其 中，该定位单元4的电路板40可为由高硬度材质所制成的硬性印刷电路板、 或由具可塑性材质所制的软性印刷电路板。再者，该定位单元4定位于该第 二固定部12的容置槽120上。此外，该连接单元1具有多个第一定位元件100，并且该定位单元4具 有多个与所述相对应的第一定位元件100相互配合的第二定位元件400。因 此，该连接单元1可通过该第一定位元件100与第二定位元件400的相互卡 合，将该定位单元4定位于该连接单元1的第二固定部12的容置槽120的 上端。其中，所述第一定位元件100可为多个定位柱，并且所述第二定位元 件400可为多个与所述相对应定位柱相互配合的定位孔或定位槽。对本实施 例而言，所述第二定位元件400为多个与所述相对应定位柱相互配合的定位 孔。再者，该透明底座5具有一与该第二固定部12的下端相互配合的定位 凹槽(positioning groove) 50，该定位凹槽50用于收容该连接单元1的第二 固定部12下端的定位凸块122。也就是说，该透明底座5设置于该连接单元 1的下端，以与该连接单元1的第二固定部12相互卡合。因此，该透明底座 5除了具有防尘及防静电的效果外，还具有支撑及平衡该连接单元1的效果。 此外，该透明底座5可以具有一用于导引该发光单元2的照明光束的聚光透 镜(collimated lens) 510此外，第一实施例的运动检测装置更进一步包括 一主电路板6，其中 该主电路板6具有一用于让该连接单元1穿过的通孔60，并且该定位单元4 通过所述接脚41，电性连接且定位于该主电路板6上，用以进行后段的图像 处理。另外，本实用新型的运动检测装置更进一步包括 一用于容置该透明 底座5的底壳7，以使得该透明底座5可卡固定位于该底壳7的定位槽70内。请参阅图4及图5，图4和图5分别是本实用新型的用于降低组装公差 的运动检测装置的第二实施例的立体分解图及剖面示意图。由图中可知，第 二实施例与第一实施例最大的不同在于:该图像感测单元3b具有一基板30b、 一电性连接地设置在该基板30b上的图像感测芯片(image-sensing chip)31b、 及一用于覆盖该图像感测芯片31b的封装模体(molding package) 32b。其中，该封装模体32b可为一环氧树脂(epoxy)，并且该图像感测单 元3b通过该基板30b以表面黏着技术(Surface Mounting Technology, SMT) 的方式与该定位单元4电性连接。再者，该第二固定部12具有多个设置于 该容置槽120内的四周的卡固肋123，因此通过该封装模体32b卡固于所述 卡固肋123之间，以使得该图像感测单元3b容置并定位于该第二固定部12 的容置槽120内，以用于撷取该照明光束L1从一表面D所反射回来的反射 光束L2的图像。请参阅图6及图7所示，图6和图7分别是本实用新型的用于降低组装 公差的运动检测装置的第三实施例的立体分解图及剖面示意图。由图中可 知，第三实施例与第一实施例最大的不同在于第三实施例披露了一图像感 测单元3'及一定位单元4'，该图像感测单元3'为一图像感测芯片 (image-sensing chip) 31'，该定位单元4'为一种导线架(Lead Frame)式的 封装结构。因此，第三实施例的定位单元4'由一导线架体(lead frame body) 40'及多个与该导线架体40'电性连接的接脚41'所组成。再者，该图像感测芯 片31'直接通过板上芯片封装(Chip on Board, COB)的方式，电性连接地 设置于该定位单元4'的导线架体40'的内部，以用于撷取该照明光束L1从一 表面D所反射回来的反射光束L2的图像。此外，该定位单元4'通过所述接 脚41'，电性连接且定位于一主电路板6'上，并且该主电路板6'具有一通孔 60'。此外，第三实施例的运动检测装置更进一步包括 一穿过该主电路板6'的通孔60'的连接单元i'。其中，该连接单元r的一端具有一第一固定部ir， 该连接单元r的另外一端具有一第二固定部12'。此外，该第一固定部ir具有四个相互配合以用于固定该发光单元2的固定片110'。该第二固定部12' 具有一容置槽120'、 一与该容置槽120'相通的通孔121'、及一设置在该容置 槽120'下端的定位凸块(positioning protrusion) 122'。再者，该连接单元l'具有多个第一定位元件100'，并且该定位单元4'是 具有多个与所述相对应的第一定位元件100'相互配合的第二定位元件400'。因此，该连接单元r可通过该第一定位元件10o'与第二定位元件4oo'的相互卡合，将该定位单元4'定位于该连接单元l'的第二固定部12'的容置槽120' 的上端。其中，所述第一定位元件100'可为多个定位柱，并且所述第二定位 元件400'可为多个与所述相对应定位柱相互配合的定位孔或定位槽。对本实 施例而言，所述第二定位元件400'可为多个与所述相对应定位柱相互配合的 定位孔。请参阅图8及图9所示，图8和图9分别是本实用新型的用于降低组装 公差的运动检测装置的第四实施例的立体分解图及剖面示意图。由图中可 知，第四实施例披露了一种用于降低组装公差的运动检测装置，其包括一 连接单元1〃 、 一发光单元2、 一图像感测单元3〃 、 一主电路板6〃 、及一 透明底座(transparent bottom seat) 5。其中，该连接单元r的一端具有一第一固定部ir ，而该连接单元i 〃的另外一端具有一第二固定部12〃 。此外，该第一固定部ir具有四个相互配合以用于固定该发光单元2的固定片110"，并且该第二固定部12" 具有一容置槽120〃 、 一与该容置槽120〃相通的通孔121〃 、及一设置在该 容置槽120〃下端的定位凸块(positioningprotrusion) 122〃 。再者，该第二 固定部12"具有多个设置于该容置槽120"内的四周的卡固肋123"。此外，该图像感测单元3"具有一基板30"、 一电性连接地设置在该基 板30〃上的图像感测芯片(image-sensingchip) 31〃 、及一用于覆盖该图像 感测芯片31"的封装模体(molding package) 32〃 。并且，通过该封装模 体32"卡固于所述卡固肋123"之间，以使得该图像感测单元3"容置并定 位于该第二固定部12〃的容置槽120〃内。另外，该主电路板6〃设置于该基板30"上端，并且该主电路板6"通 过表面黏着技术(SMT)的方式与该基板30〃形成电性连接，并且该主电路 板6〃具有一用于让该连接单元r穿过的通孔60〃 。再者，该连接单元r具有多个第一定位元件100〃 ，并且该主电路板6 "具有多个与所述相对应的第一定位元件100"相互配合的第二定位元件600"。因此，该连接单元r可通过该第一定位元件ioo"与第二定位元件 600"的相互卡合，将该连接单元r定位于该主电路板6"的下端。其中，所述第一定位元件100〃可为多个定位柱，并且所述第二定位元件600〃可为多个与所述相对应定位柱相互配合的定位孔或定位槽。对本实施例而言，所述第二定位元件600〃可为多个与所述相对应定位柱相互配合的定位孔。再者，该透明底座5具有一与该第二固定部12"的下端相互配合的定位 凹槽(positioning groove) 50，该定位凹槽50用于收容该连接单元1〃的第 二固定部12"下端的定位凸块122"。此外，该透明底座5可以具有一用于 导引该发光单元2的照明光束的聚光透镜(collimatedlens) 51。另外，第四 实施例的运动检测装置更进一步包括 一用于容置该透明底座5的底壳7， 以使得该透明底座5可卡固定位于该底壳7的定位槽70内。因此，对第一实施例而言，本实用新型的用于降低组装公差的运动检测
装置具有下列优点-1、 由于该发光单元2及该图像感测单元3均固定于同一连接单元1上， 所以该发光单元2与该图像感测单元3彼此间具有一固定的相对位置(不需 象现有技术那样需要重新定位该发光元件2a与该图像感测元件4a的相对位 置)，因此本实用新型能减少组装时的误差，增加产品的优良率。2、 由于本实用新型以该定位单元4为定位基准点，将该连接单元1及 其上的该发光单元2及该图像感测单元3， 一同定位在一主电路板6上。所 以，本实用新型能确保该连接单元1及其上的该发光单元2及该图像感测单 元3与该主电路板6的相对位置。3、 该透明底座5与该连接单元1是二个分开的元件，故该透明底座5 除了具有防尘及防静电的效果外，还具有支撑及平衡该连接单元1的效果。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，不能以此限定本实用新型专利 要求保护的范围；g卩，根据本实用新型权利要求书的范围以及本实用新型说 明书的内容所作的简单等效变化或修饰，均应落入本实用新型专利要求保护 的范围。
权利要求1、 一种用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于，包括 一连接单元，其一端具有一第一固定部，其另外一端具有一第二固定部，其中该第二固定部具有一容置槽及一与该容置槽相通的通孔；一发光单元，其固定于该连接单元的第一固定部内，以用于产生一照明 光束；以及一图像感测单元，其容置于该第二固定部的容置槽内，以用于撷取图像。
2、 如权利要求1所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于，该装置还包括 一主电路板，其中该主电路板具有一用于让该连接单元 穿过的通孔。
3、 如权利要求2所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该连接单元具有多个第一定位元件，并且该主电路板具有多个与所述相 对应的第一定位元件相互配合的第二定位元件。
4、 如权利要求3所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于所述第一定位元件为多个定位柱，并且所述第二定位元件为多个与所述 相对应定位柱相互配合的定位孔或定位槽。
5、 如权利要求1所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该连接单元的第一固定部具有四个相互配合以用于固定该发光单元的固 定片。
6、 如权利要求1所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该发光单元为一激光发光单元、 一发光二极管或一共振腔发光二极管。
7、 如权利要求2所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该图像感测单元具有一基板、 一电性连接地设置在该基板上的图像感测 芯片及一覆盖在该基板上的封装模体，并且该图像感测单元通过该基板以表 面黏着技术的方式电性连接于该主电路板上。
8、 如权利要求7所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该封装模体为一环氧树脂的封装模体。
9、 如权利要求7所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于该连接单元的第二固定部具有多个设置于该容置槽内的四周的卡固肋， 并且该封装模体卡固于所述卡固肋之间，以使得该图像感测单元容置并定位 于该第二固定部的容置槽内。
10、 如权利要求1所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于，该装置还包括 一设置于该连接单元下方的透明底座，该透明底座与该 连接单元的第二固定部相互卡合。
11、 如权利要求10所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该透明底座具有一用于导引该发光单元的照明光束的聚光透镜。
12、 如权利要求10所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该透明底座具有一与该第二固定部的下端相互配合的定位凹槽。
13、 如权利要求1所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在 于，该装置还包括一定位单元，其定位于该第二固定部的容置槽上，并且与 该图像感测单元电性连接。
14、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于，该装置还包括 一主电路板，其中该主电路板具有一用于让该连接单 元穿过的通孔，并且该定位单元电性连接且定位于该主电路板上。
15、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该连接单元的第一固定部具有四个相互配合以用于固定该发光单元的 固定片。
16、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该连接单元具有多个第一定位元件，并且该定位单元具有多个与所述 相对应的第一定位元件相互配合的第二定位元件。
17、 如权利要求16所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于所述第一定位元件为多个定位柱，并且所述第二定位元件为多个与所 述相对应定位柱相互配合的定位孔或定位槽。
18、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该发光单元为一激光发光单元、 一发光二极管或一共振腔发光二极管。
19、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该图像感测单元为一图像感测芯片。
20、 如权利要求19所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该定位单元为一种植入式接脚的封装结构且由一电路板与多个电性连 接于该电路板的接脚组成，并且该图像感测芯片直接通过板上芯片封装的方 式，电性连接地设置于该电路板上。
21、 如权利要求19所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该定位单元为一种导线架式的封装结构且由一导线架体及多个与该导 线架体电性连接的接脚组成，并且该图像感测芯片直接通过板上芯片封装的 方式，电性连接地设置于该定位单元的导线架体的内部。
22、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该图像感测单元具有一基板、 一电性连接地设置在该基板上的图像感测芯片、及一覆盖在该基板上的封装模体。
23、 如权利要求22所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该图像慼测单元是通过该基板以表面黏着技术的方式与该定位单元电性连接。
24、 如权利要求22所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该封装模体为一环氧树脂封装模体。
25、 如权利要求22所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征在于该连接单元的第二固定部具有多个设置于该容置槽内的四周的卡固肋，并且该封装模体卡固于所述卡固肋之间，以使得该图像感测单元容置并 定位于该第二固定部的容置槽内。
26、 如权利要求13所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于，该装置还包括 一设置于该连接单元下方的透明底座，该透明底座与 该连接单元的第二固定部相互卡合。
27、 如权利要求26所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该透明底座具有一用于导引该发光单元的照明光束的聚光透镜。
28、 如权利要求26所述的用于降低组装公差的运动检测装置，其特征 在于该第二固定部具有一设置在该容置槽下端的定位凸块，并且该透明底 座具有一与该第二固定部下端的定位凸块相互配合的定位凹槽。
专利摘要一种用于降低组装公差(assembly tolerance)的运动检测装置，其包括一连接单元、一发光单元、一图像感测单元、一定位单元及一透明底座。该连接单元的一端具有一第一固定部，该连接单元的另外一端具有一第二固定部，其中该第二固定部具有一容置槽及一与该容置槽相通的通孔。该发光单元固定于该连接单元的第一固定部内，以用于产生一照明光束。该图像感测单元容置于该第二固定部的容置槽内，以用于撷取图像。该定位单元定位于该第二固定部的容置槽上，并且与该图像感测单元电性连接。该透明底座设置于该连接单元的下端，以与该连接单元的第二固定部相互卡合；本实用新型能减少组装误差，增加产品的优良率。
文档编号G01D11/00GK201021894SQ200720139648
公开日2008年2月13日 申请日期2007年3月22日 优先权日2007年3月22日
发明者刘子恒, 李昆勋, 郑家驹, 陈昭宇 申请人:敦南科技股份有限公司