专利名称：导光元件与具有该导光元件的感测组件的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种光电鼠标(optical mouse),且特别有关于一种光电鼠标的 感测组件及其导光元件。
背景技术：
光电鼠标因具有定位精确，不需可动元件以及不易故障等优点，己取代机械 鼠标(mechanical mouse)而成为鼠标市场中的主流。
一般而言，光电鼠标具有一感测组件，其包括一光源、 一影像感测元件(image sensor)与一导光元件，其中光源为发光二极管(light emitting diode, LED)或激 光(laser)，而影像感测元件为互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测元件。此 外，导光元件用以将光源所提供的光束导引至光电鼠标所放置的表面上的特定区 域，并将从此特定区域反射的光束聚焦至影像感测元件上。
图1是现有的一种光电鼠标的感测组件的示意图。请参照图1，现有的感测组 件100是设置在光电鼠标的一下壳体50上。此感测组件100包括一发光二极管110、
一 CMOS影像感测元件120以及一导光元件130。发光二极管110适于提供一光束 112，此光束112依序经由导光元件130的反射面132与反射面134反射后会投射 在光电鼠标所放置的桌面60的特定区域上。接着，光束112会被桌面60反射至导 光元件130的一透镜部136上，而此透镜部136会将光束112聚焦至CMOS影像感 测元件120上，以让CMOS影像感测元件120加以辨识处理。
上述感测组件100中，因发光二极管110所提供的光束112需经由反射面132、 134的反射才能投射至桌面60上，故光束112的光路径较长。此外，由于反射面 132、 134无法将发光二极管110所提供的光束112汇聚成理想的平行光，导致光 束112在传递的过程中较容易发散，再加上光束112的光路径较长，导致投射在 CMOS影像感测元件120上的光束112的能量较低。换言之，现有的感测组件100 的光利用效率较差。另外，由于感测组件100的光利用效率较差，为了保持光电鼠 标的灵敏度，需调高发光二极管no的发光功率，然而此将消耗较多的能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种导光元件，以縮短光束的光路径。 本发明的另一目的是提供一种感测组件，以提高光利用效率。 为达上述或是其他目的，本发明提出一种导光元件，其适用于一光电鼠标中， 以将一光源所提供的一光束导引至光电鼠标所放置的一表面上，并将从表面反射的 光束聚焦至一影像感测元件上。此导光元件包括一主体，且此主体具有一顶平面以 及位于主体底部的一第一斜面与一第二斜面。顶平面上具有一凹陷部，而此凹陷部 的底部形成有一第一透镜部。第一斜面是与第一透镜部相对，而第二斜面是与凹陷 部的底部相对，且第二斜面上形成有一第二透镜部。此外，光源与影像感测元件适 于设置在凹陷部上方，且光源适于提供光束至第一透镜部。此外，光束经由第一透 镜部汇聚后会通过第一斜面，并被折射至上述表面上，而表面适于将光束反射至第 二透镜部，且第二透镜部会将光束聚焦至影像感测元件。
本发明另提出一种感测组件，其适用于一光电鼠标中，此感测组件包括一导 光元件、 一光源以及一影像感测元件。导光元件包括一主体，且此主体具有一顶平 面以及位于主体底部的一第一斜面与一第二斜面。顶平面上具有一凹陷部，而此凹 陷部的底部形成有一第一透镜部，且第一斜面是与第一透镜部相对。第二斜面是与 凹陷部的底部相对，且第二斜面上形成有一第二透镜部。此外，光源与影像感测元 件是配置于凹陷部上方，且光源适于提供一光束至第一透镜部。另外，光束经由第 一透镜部汇聚后会通过第一斜面，并被折射至光电鼠标所放置的一表面上，而此表 面适于将光束反射至第二透镜部，且第二透镜部会将光束聚焦至影像感测元件。
在本发明一实施例中，上述凹陷部包括相邻的一第一凹槽与一第二凹槽，而 光源是配置在第一凹槽上方，且第一透镜部是形成于第一凹槽底部。影像感测元件 是设置在第二凹槽上方，而第二斜面是与第二凹槽底部相对。
在本发明一实施例中，上述第一透镜部具有一第一光入射面，且第一光入射
面为一凸面。
在本发明一实施例中，上述第一光入射面的顶点与光源之间的距离介于2公 厘(mm)至7公厘之间。
在本发明一实施例中，上述主体具有一底平面，且底平面具有一沟槽，而第 一斜面与第二斜面是位于沟槽中。
在本发明一实施例中，上述第一斜面与底平面所在的截面之间的夹角介于16
度至35度之间。
在本发明一实施例中，上述第二透镜部具有一第二光入射面，且第二光入射
面为一凸面。
在本发明一实施例中，上述第二凹槽底部具有一第三斜面，与第二斜面相对。 在本发明一实施例中，上述第一透镜部具有一第一光入射面，且第一光入射
面为一凸面。
在本发明一实施例中，上述第一光入射面的顶点与光源之间的距离介于2公 厘至7公厘之间。
在本发明一实施例中，上述主体具有一底平面，且底平面具有一沟槽，而第 一斜面与第二斜面是位于沟槽中。
在本发明一实施例中，上述第一斜面与底平面所在的截面之间的夹角介于16 度至35度之间。
在本发明一实施例中，上述第二透镜部具有一第二光入射面，且第二光入射 面为一凸面。
在本发明一实施例中，上述第二透镜部还具有一第二光出射面，与第二光入 射面相对，且第二光出射面为一凸面。
在本发明一实施例中，上述光源为发光二极管或激光。
在本发明一实施例中，上述影像感测元件为互补式金属氧化物半导体影像感 测元件。
在本发明一实施例中，上述光源与影像感测元件是封装于同一封装体中。 在本发明中，光源所提供的光束通过第一斜面后即被被折射至光电鼠标所放
置的表面上。由于光束不需经过多次反射即可投射至光电鼠标所放置的表面上，故
能縮短光束的光路径。此外，第一透镜部可汇聚光束，使光束不易发散，因此本发
明的感测组件具有较高的光利用效率。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实
施例，并配合附图作详细说明如下。
图1是现有的一种光电鼠标的感测组件的示意图。
图2是本发明一实施例的感测组件的示意图。
图3A与图3B是图2的导光元件不同视角的立体图。
图4是本发明另一实施例的感测组件的示意图。
具体实施例方式
图2是本发明一实施例的感测组件的示意图，图3A与图3B是图2的导光元 件不同视角的立体图。请参照图2、图3A与图犯，本实施例的感测组件200适用 于一光电鼠标中。此感测组件200包括一导光元件210、 一光源220以及一影像感 测元件230。导光元件210包括一主体212，且此主体212具有一顶平面212a以及 位于主体212底部的一第一斜面212b与一第二斜面212c。顶平面212a上具有一 凹陷部212a'，而此凹陷部212a'的底部形成有一第一透镜部212f 。第一斜面212b 是与第一透镜部212f相对，而第二斜面212c是与凹陷部212a'的底部相对，且 第二斜面212c上形成有一第二透镜部212g。此外，光源220与影像感测元件230 是设置在凹陷部212a'上方。
上述感测组件200中，凹陷部212a'例如包括相邻的一第一凹槽212d与一第 二凹槽212e，且第一透镜部212f是形成于第一凹槽212d底部，而第一斜面212b 是与第一透镜部212f相对。第二斜面212c是与第二凹槽212e底部相对。此外， 光源220是配置于第一凹槽212d上方，而影像感测元件230是配置于第二凹槽212e 上方。
承上述，主体212例如具有一底平面212h，且底平面212h具有一沟槽212i， 而第一斜面212b与第二斜面212c是位于沟槽212i中。此外，光源220可为发光 二极管或激光，其适于提供一光束222，而此光束222会被第一透镜部212f汇聚。 在本实施例中，第一透镜部212f具有一第一光入射面212fl，且第一光入射面212fl 为一凸面，而经由第一透镜部212f汇聚后的光束222大致上为平行光。
承上述，光束222经由第一透镜部212f汇聚后会通过第一斜面212b，并被折 射至光电鼠标所放置的一表面70(如桌子的表面)上。此表面70适于将光束222反
射至第二透镜部212g，且此第二透镜部212g会将光束222成像于影像感测元件230 上。在本实施例中，第二透镜部212g具有一第二光入射面212gl，且其为一凸面， 以使光束222成像于影像感测元件230上。
此外，第二透镜部212g例如还具有一第二光出射面212g2，其为一凸面，且 与第二光入射面212gl相对。此第二光出射面212g2可辅助第一光入射面212gl 而将光束222成像于影像感测元件230上。另外，影像感测元件230例如为互补式 金属氧化物半导体影像感测元件，其例如是电性连接至光电鼠标中的一芯片组件。 芯片组件可根据影像感测组件200所接收到的光信号(即光束222)来计算光电鼠标 移动的轨迹。
相较于现有的感测组件IOO(如图1所示)的光源110所提供的光束112需经过 两次反射才能投射至桌面60，在本实施例中，由于光源220所提供的光束222通 过第一斜面212b后即直接折射至表面70上，所以光束222的光路径较短，如此可 减少光束222传递时造成的光损失，进而提高光利用效率。此外，第一透镜部212f 可将光束222汇聚成较理想的平行光，使光束222不易发散，所以能进一步提高光 利用效率。另外，由于本实施例的感测组件200具有较高的光利用效率，所以不需 通过调高光源220的发光功率来保持光电鼠标的灵敏度，因此能节省能源。
值得一提的是，为了在表面70上形成适当的光线分布及光点尺寸，可使第一 光入射面212fl的顶点与光源220之间的距离介于2公厘至7公厘之间。此外，为 了再縮短光源220所提供的光束222传递至影像感测元件.230的光路径，以进一步 提高光利用效率，以及获得适当的视角供影像感测元件230辨识，可使第一斜面 212b与底平面212h所在的截面之间的夹角介于16度至35度之间，以将光束222 偏折成以10度至30度的入射角投射在表面70上。
另外，由于光源220与影像感测元件230设置的位置较为接近，因此可方便 将光源220与影像感测元件230封装于同一封装体240中(如图4的感测组件200， 所示)。如此，在组装感测组件200'时，仅需组合封装体240与导光元件210，所 以能大幅縮短影像感测组件200'的组装时间，进而提高生产效率。
综上所述，本发明至少具有下列优点
l.相较于现有技术的光束的光路径需经过两次反射才能投射至光电鼠标所放 置的表面上，本发明的光源所提供的光束通过第一透镜部后即被折射至光电鼠标所
放置的表面上，故能縮短光束的光路径，以提高光利用效率。
2. 第一透镜部的第一光入射面可矫正入射光束成为近似平行光，以使光束不
易发散，而第一斜面可偏折光束到特定方向，以使光束集中投射在有效取像区域， 因此可进一步提高光利用效率。
3. 由于本发明的感测组件具有较高的光利用效率，所以不需通过调高光源的 发光功率来保持光电鼠标的灵敏度，因此能节省能源。
4. 光源与影像感测元件可封装于同一封装体中，在组装感测组件时，仅需组 合封装体与导光元件，所以能縮短感测组件的组装时间，进而提高生产效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属 技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与 润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种导光元件，适用于一光电鼠标中，以将一光源所提供的一光束导引至该光电鼠标所放置的一表面上，并将从该表面反射的该光束聚焦至一影像感测元件上，该导光元件包括一主体，具有一顶平面以及位于该主体底部的一第一斜面与一第二斜面，而该顶平面上具有一凹陷部，而该凹陷部的底部形成有一第一透镜部，且该第一斜面是与该第一透镜部相对，而该第二斜面是与该凹陷部的底部相对，且该第二斜面上形成有一第二透镜部，其中，该光源与该影像感测元件适于设置在该凹陷部上方，且该光源适于提供该光束至该第一透镜部，该光束经由该第一透镜部汇聚后会通过该第一斜面，并被折射至该表面上，而该表面适于将该光束反射至该第二透镜部，且该第二透镜部会将该光束成像于该影像感测元件。
2. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，该凹陷部包括相邻的一第一凹 槽与一第二凹槽，而该光源适于配置在该第一凹槽上方，且该第一透镜部是形成于 该第一凹槽底部，该影像感测元件适于设置在该第二凹槽上方，而该第二斜面是与 该第二凹槽底部相对。
3. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，该第一透镜部具有一第一光入 射面，且该第一光入射面为一凸面。
4. 如权利要求3所述的导光元件，其特征在于，该第一光入射面的顶点与该光 源之间的距离介于2公厘至7公厘之间。
5. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，该主体具有一底平面，且该底 平面具有一沟槽，而该第一斜面与该第二斜面是位于该沟槽中。
6. 如权利要求5所述的导光元件，其特征在于，该第一斜面与该底平面所在的 截面之间的夹角介于16度至35度之间。
7. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，该第二透镜部具有一第二光入 射面，且该第二光入射面为一凸面。
8. 如权利要求7所述的导光元件，其特征在于，该第二透镜部还具有一第二光 出射面，与该第二光入射面相对，且该第二光出射面为一凸面。
9. 一种感测组件，适用于一光电鼠标中，该感测组件包括-一导光元件，包括一主体，该主体具有一顶平面以及位于该主体底部的一第 一斜面与一第二斜面，其中该顶平面上具有一凹陷部，而该凹陷部的底部形成有一 第一透镜部，且该第一斜面是与该第一透镜部相对，而该第二斜面是与该凹陷部的 底部相对，且该第二斜面上形成有一第二透镜部；一光源，配置于该凹陷部上方，且该光源适于提供一光束至该第一透镜部；一影像感测元件，配置于该凹陷部上方，其中，该光束经由该第一透镜部汇聚后会通过该第一斜面，并被折射至该光 电鼠标所放置的一表面上，而该表面适于将该光束反射至该第二透镜部，且该第二 透镜部会将该光束成像于该影像感测元件。
10. 如权利要求9所述的导光元件，其特征在于，该凹陷部包括相邻的一第一 凹槽与一第二凹槽，而该光源是配置在该第一凹槽上方，且该第一透镜部是形成于 该第一凹槽底部，该影像感测元件是设置在该第二凹槽上方，而该第二斜面是与该 第二凹槽底部相对。
11. 如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该第一透镜部具有一第一光 入射面，且该第一光入射面为一凸面。
12. 如权利要求10所述的感测组件，其特征在于，该第一光入射面的顶点与该 光源之间的距离介于2公厘至7公厘之间。
13. 如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该主体具有一底平面，且该 底平面具有一沟槽，而该第一斜面与该第二斜面是位于该沟槽中。
14. 如权利要求13所述的感测组件，其特征在于，该第一斜面与该底平面所在 的截面之间的夹角介于16度至35度之间。
15. 如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该第二透镜部具有一第二光 入射面，且该第二光入射面为一凸面。
16. 如权利要求15所述的感测组件，其特征在于，该第二透镜部还具有一第二 光出射面，与该第二光入射面相对，且该第二光出射面为一凸面。
17. 如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该光源为发光二极管或激光。
18. 如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该影像感测元件为互补式金 属氧化物半导体影像感测元件。19.如权利要求9所述的感测组件，其特征在于，该光源与该影像感测元件是 封装于同一封装体中。
全文摘要
本发明公开了一种导光元件，适用于一光电鼠标中。此导光元件包括一主体，其具有一顶平面以及位于主体底部的一第一斜面与一第二斜面。顶平面上具有一凹陷部，而此凹陷部的底部形成有一第一透镜部。第一斜面是与第一透镜部相对，而第二斜面是与凹陷部的底部相对，且第二斜面上形成有一第二透镜部。此外，光源与影像感测元件适于设置在凹陷部上方，且光源适于提供光束至第一透镜部。此光束经由第一透镜部汇聚后会通过第一斜面，并被折射至表面上，而表面适于将光束反射至第二透镜部，且第二透镜部会将光束成像于影像感测元件。
文档编号G06F3/033GK101192114SQ20061016270
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月23日 优先权日2006年11月23日
发明者沈映典, 王继华, 郑祝良 申请人:联钧光电股份有限公司