专利名称：光学位置跟踪模块及使用其的光学指示装置的制作方法
技术领域：
光学位置跟踪模块及使用其的光学指示装置
技术领域：
本实用新型光学位置跟踪装置，特别是指应用于鼠标或指点装置上的光 学位置跟踪模块。
背景技术：
光学指示装置，如鼠标，是最为常用的人机接口设备之一。当用户在工 作表面上移动鼠标时，鼠标内的运动感知装置便感知此运动，由此控制计算 机屏幕上的指针相应移动。
请参阅图1,为现有光电鼠标的功能模块组成框图，该鼠标1包括控制
单元18、输入单元17和发光单元16，其中控制单元18包括影像传感器 10、转换器12、计算单元13和通信单元14。另外，该鼠标1还包括一透镜 15，其中上述各单元均中设置一壳体3内，使用者可握持该壳体3移动该鼠 标1以控制与该鼠标1配合的计算机屏幕上光标的移动，并结合输入单元17 实现使用者欲想的操作。
在工作中，发光单元16通常包括发光二极管或激光光源，在实际工作中， 其一定的频率点亮，发射出光线至该鼠标1放置的工作面2上，通常此工作 2具有一定的紋理特征，即微观的凹凸不平的表面，发光单元16发出的入射 光经工作面2反射后，并经由透镜15聚焦后输入到影像传感器10上，该影 像传感器IO依据反射光的强度形成电压或电流信号，之后转换器12将该电 压或电流信号转换为数字信号，即将工作面2的图像数字化。而计算单元13 根据影像传感器IO采样的图像进行计算，从而确定该鼠标1的位移。
在实际中，上述控制单元18为一单独的芯片，其均是通过该芯片的接脚 而安装于鼠标内的电路板上，具体安装的结构可参考美国专利第4521772号 及第4751505号，其中第4521772号专利是将上述的芯片通过一垂直布置在 电路板上的支撑元件而与电路板连接，而第4751505号是通过该芯片的多个 《1脚插接于电路板对应的焊接孔内组设于电路板上并形成电性连接。此种方 式有以下的不足之处，其一是制造者需从芯片制造商买进单独的芯片并焊接 于电路板上，此无疑增加制造过程的复杂性，其二是此指示装置的制造者需
处理好芯片与发光单元及透镜的位置组合关系，如果其间的安装位置不当， 则会导致焦距不准而无法通过芯片的影像传感器获得有效的图像，从而无法 进行确定位移，由此导致制造过程复杂而不利于提高生产效率及降低成本， 同时由于常规的芯片需要一个外壳来保护管芯(即集成电路)，因而更不利于 降低制造成本。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单且利于降低制造成本与提高生产 效率的光学位置跟踪模块。
为实现上述目的，本实用新型光学位置跟踪模块包括一电路板，该电路 板一表面组设有一影像传感器管芯，该影像传感器管芯通过引线与该电路板 电性连接，并且该影像传感器管芯外围覆盖一壳体，该壳体组合于该电路板 上，并且该壳体具有一透光孔，同时该光学位置跟踪模块还包括一光源及改 变光线路径的导光件，该光源发射的光线经过该导光件传导并经一表面反 射后，该反射光线通过该导光件及壳体的透光孔而照射在该影像传感器管 芯上。
依据上述主要特征，上述壳体粘贴于上述电路板表面。
依据上述主要特征，上述壳体凸出设有定位柱，而对应电路板上对应设 有定位孔。
依据上述主要特征，上述壳体凸出设有卡柱，而对应电路板上对应设有
依据上述主要特征，该导光件粘附于该壳体表面，二者结合为一整体。 依据上述主要特征，该光源设于电路板另一表面，并且该导光件设有一
凸出部，该电路板对应设有一开口，该导光件的凸出部穿过该开口而设于该
光源一侧，以接收该光源发射的光线。
依据上述主要特征，该导光件与该壳体为一整体。
依据上述主要特征，该导光件设有第二卡柱，而该电路板对应设有第二 卡孔，该导光件通过第二卡柱与第二卡孔结合而组设于电路板上。
依据上述主要特征，该电路板一侧设有齿形接口，用以与其他电路板电 性连接。
依据上述主要特征，该光学位置跟踪模块的电路板表面涂覆有一层黑漆
或类似黑漆物质。
本实用新型另一目的在于提供一种结构简单，并且具有较低制造成本的 光学指示装置。
为实现上述目的，本实用新型光学指示装置包括一外壳及设于该外壳内 的主电路板及一光学位置跟踪模块，其中该光学位置跟踪模块包括一电路 板，该电路板与主电路板电性连接，并且该电路板一表面组设有一影像传感 器管芯，该影像传感器管芯通过引线与该电路板电性连接，并且该影像传感 器管芯外转覆盖一壳体，该壳体组合于该电路板上，并且该壳体具有一透光 孔，同时该光学位置跟踪模块还包括一光源及改变光线路径的导光件，该 光源发射的光线经过该导光件传导并经一表面反射后，该反射光线通过该 导光件及壳体的透光孔而照射在该影像传感器管芯上。
依据上述主要特征，上述壳体粘贴于上述电路板表面。
依据上述主要特征，上述壳体凸出设有定位柱，而对应电路板上对应设 有定位孔。
依据上述主要特征，上述壳体凸出设有卡柱，而对应电路板上对应设有 卡孔，通过上述卡柱卡合于电路板的卡孔中而将该壳体组设于电路板上。
依据上述主要特征，该导光件粘附于该壳体表面，二者结合为一整体。
依据上述主要特征，该光源设于电路板另一表面，并且该导光件设有一 凸出部，该电路板对应设有一开口，该导光件的凸出部穿过该开口而设于该 光源一侧，以接收该光源发射的光线。
依据上述主要特征，该导光件与该壳体为一整体。
依据上述主要特征，该导光件设有第二卡柱，而该电路板对应设有第二 卡孔，该导光件通过第二卡柱与第二卡孔结合而组设于电路板上。
依据上述主要特征，该电路板一侧设有齿形接口，用以与其他电路板电 性连接。
依据上述主要特征，该光学指示装置在主电路板或该光学位置跟踪模 块的电路板上设有一外接接口 ，用以通过线缆将信号传输至其他电子装置。
依据上述主要特征，该光学指示装置在主电路板或该光学位置跟踪模 块的电路板上设有一无线发射单元，用以通过无线方式将信号传输至其他 电子装置。
依据上述主要特征，该光学位置跟踪模块的电路板表面涂覆有 一层黑漆 或类似黑漆物质。
与现有技术相比较，本实用新型通过将影像传感器管芯直接组设于电路 板上并且令该影像传感器管芯直接与电路板电性连接，并且可将导光件直接 组合于此电路板上，如此形成一单独的光学位置跟踪模块，如此不需设置传 统芯心中的引脚，并且光学指示装置的制造厂商不需考虑焦距不准的问题， 并且还利于提高生产效率及降低制造成本。
图1为本实用新型第一实施例的立体分解图。
图2为图1另一角度的视图。 图3为图1的部分组装图。 图4为图1的组装图。
图5为本实用新型第二实施例的立体分解图。
图6为图5的部分组装图。
图7为本实用新型第三实施例的立体分解图。
图8为图7另一角度的视图。
图9为本实用新型第四实施例的立体分解图。
图IO为图9另一角度的视图。 图11为图9的部分组装图。 图12为图9的组装图。
图13为实施本实用新型的光学指示装置的部分立体组合图。实施方式
请参阅图1与图2所示，为本实用新型第一实施例的立体分解图，本实 用新型光学位置跟踪模块1包括一电路板10，该电路板IO—表面组设有一 影像传感器管芯14，该影像传感器管芯14通过引线(未图示)与该电路板 IO上的焊接垫(未图示)电性连接。
另外，该影像传感器管芯14外围覆盖一壳体12，该壳体12组合于该电 路板10上，并且该壳体12的外壁120围设成一方形的收容空间121，并且 该壳体12还设有一与收容空间121连通的透光孔124，在本实施例中，该壳 体12通过胶体(如双面胶带)粘贴于电路板10上，并且令该影像传感器管 芯14收容于该壳体12的收容空间121内。
同时该光学位置跟踪模块l还包括一光源11及改变光线路径的导光件
13，在本实施例中，该光源11为一发光二才及管，当然也可为激光光源。该 光源11发射的光线经过该导光件13传导并经一工作表面(如使用该光学 位置跟踪模块1的电子装置放置的工作面)反射后，该反射光线通过该导 光件13及壳体12的透光孔124而照射在该影像传感器管芯14上。在本实 施例中，该导光件13包括一板状主体部130，该板状主体部130—侧设有一 凸出部131,而该电路板IO对应设有一开口 100，该导光件13的凸出部131 穿过该开口 100而设于该光源11 一侧，以接收该光源11发射的光线。同时 该导光件13对应壳体12的透光孔124亦设有通孔132，如此反射的光线穿 过该通孔132与透光孔124后而照射在该影像传感器管芯14上。
再者，该电路板10 —側设有齿形接口 101，用以与其他电路板(如使用 该光学位置跟踪模块1的电子装置的另一电路板)电性连接。当然该电路板 10也可通过电连接器等方式与其他电路板电性连接，并且该电路板10表面 涂覆有一层黑漆或类似黑漆物质，从而防止外界光线透过电路板10而入射至 该影像传感器管芯14上。
请参阅图3与图4所示，在组装时，先将该影像传感器管芯14设置在电 路板IO上，并通过引线将该该影像传感器管芯14与电路板IO上的焊接垫连 接，之后在该影像传感器管芯14外围的电路板IO上设置胶体，从而将壳体 12粘贴于电路板12上，之后再在壳体12的外部涂覆胶体而将导光件13粘 附于壳体12上，从而令所有的元件形成一整体。
请参阅图5与图6所示，本实用新型的第二实施例，其所揭示的光学位 置跟踪模块2包括一电路板20,该电路板20 —表面组设有一影像传感器管 芯24,该影像传感器管芯24通过引线(未图示)与该电路板20上的焊接垫 (未图示)电性连接。
另外，该影像传感器管芯24外围覆盖一壳体22，该壳体22组合于该电 路板20上，该壳体22的外壁220围设成一方形的收容空间221，并且该壳 体22还设有一与收容空间221连通的透光孔224。另外，该壳体22的外壁 220上还凸出设有定位柱222，而电路板20上对应设有定位孔202，如此该 壳体22通过定位柱222插入至定位孔202中定位，并通过胶体(如双面胶带) 粘贴于电路板20上，并且令该影像传感器管芯24收容于该壳体22的收容空 间221内。
同时该光学位置跟踪模块2还包括一光源21及改变光线路径的导光件 23,在本实施例中，该光源21为一发光二极管，当然也可为激光光源。该 光源21发射的光线经过该导光件23传导并经一工作表面(如使用该光学 位置跟踪模块2的电子装置放置的工作面)反射后，该反射光线通过该导 光件23及壳体22的透光孔224而照射在该影像传感器管芯24上。在本实 施例中，该导光件23包括一板状主体部230,该板状主体部230 —側设有一 凸出部231，而该电路板20对应设有一开口 200,该导光件23的凸出部231 穿过该开口 200而设于该光源21—侧，以接收该光源21发射的光线。同时 该导光件23对应壳体22的透光孔224亦设有通孔232,如此反射的光线穿 过该通孔232与透光孔224后而照射在该影像传感器管芯24上。
再者，该电路板20—侧设有齿形接口 201，用以与其他电路板(如使用 该光学位置跟踪模块2的电子装置的另一电路板)电性连接。当然该电路板 20也可通过电连接器等方式与其他电路板电性连接。
请参阅图7及图8所示，为本实用新型的第三实施例，其所揭示的光学 位置跟踪模块3包括一电路板30，该电路板30 —表面组设有一影像传感器 管芯34，该影像传感器管芯34通过引线(未图示)与该电路板30上的焊接 垫(未图示)电性连接。
另外，该影像传感器管芯34外围覆盖一壳体32，该壳体32组合于该电 路板30上，该壳体32的外壁320围设成一方形的收容空间321,并且该壳 体32还设有一与收容空间321连通的透光孔324。另外，该壳体32的外壁 320上还凸出设有定位柱322与卡柱325，而电路板30上对应设有定位孔302 与卡孔303,如此该壳体22通过定位柱222插入至定位孔202中定位，并通 过卡柱325卡扣于卡孔303中，并且令该影像传感器管芯34收容于该壳体 32的收容空间321内。
同时该光学位置跟踪模块3还包括一光源31及改变光线路径的导光件 33，在本实施例中，该光源31为一发光二极管，当然也可为激光光源。该 光源31发射的光线经过该导光件33传导并经一工作表面(如使用该光学 位置跟踪模块3的电子装置放置的工作面)反射后，该反射光线通过该导 光件33及壳体32的透光孔324而照射在该影像传感器管芯34上。在本实 施例中，该导光件33包括一板状主体部330,该板状主体部330 —侧设有一
凸出部331，而该电路板30对应设有一开口 300，该导光件33的凸出部331 穿过该开口 300而设于该光源31—侧，以接收该光源31发射的光线。同时 该导光件33对应壳体32的透光孔324亦设有通孔332,如此反射的光线穿 过该通孔332与透光孔324后而照射在该影像传感器管芯34上。
再者，该电路板30—側设有齿形接口 301,用以与其他电路板(如使用 该光学位置跟踪模块3的电子装置的另一电路板)电性连接。当然该电路板 30也可通过电连接器等方式与其他电路板电性连接。
请参阅图9、图10、图ll及图12所示，为本实用新型的第四实施例， 其所揭示的光学位置跟踪模块4包括一电路板40，该电路板40—表面组设 有一影像传感器管芯44，该影像传感器管芯44通过引线(未图示)与该电 路板40上的焊接垫(未图示)电性连接。
另外，该影像传感器管芯44外围覆盖一壳体42，该壳体42组合于该电 路板40上，该壳体42的外壁420围设成一方形的收容空间421，并且该壳 体42还设有一与收容空间421连通的透光孔424。另外，该壳体42的外壁 420上还凸出设有定位柱422与卡柱425，而电路板40上对应设有定位孔402 与卡孔403，如此该壳体42通过定位柱422插入至定位孔402中定位，并通 过卡柱425卡扣于卡孔403中，并且令该影像传感器管芯44收容于该壳体 42的收容空间421内。
同时该光学位置跟踪模块4还包括一光源41及改变光线路径的导光件 43,在本实施例中，该光源41为一发光二极管，当然也可为激光光源。该 光源41发射的光线经过该导光件43传导并经一工作表面(如使用该光学 位置跟踪模块4的电子装置放置的工作面)反射后，该反射光线通过该导 光件43及壳体42的透光孔424而照射在该影像传感器管芯44上。在本实 施例中，该导光件43包括一板状主体部430，该板状主体部430—侧设有一 凸出部431，而该电路板40对应设有一开口 400，该导光件43的凸出部331 穿过该开口 400而设于该光源41 一侧，以接收该光源41发射的光线。同时 该导光件43对应壳体42的透光孔424亦设有通孔432,如此反射的光线穿 过该通孔432与透光孔424后而照射在该影像传感器管芯44上。另外，该 导光件43设有第二卡柱425,而该电路板40对应设有第二卡孔404,该导光 件43通过第二卡柱425与第二卡孔404结合而组设于电路板40上。
再者，该电路板40 —侧设有齿形接口 401，用以与其他电路板(如使用 该光学位置跟踪模块4的电子装置的另一电路板)电性连接。当然该电路板 40也可通过电连接器等方式与其他电路板电性连接。
在上述的四种实施方式中，光源与导光件的位置可有各种变化，如光源 也可设置在电路板设置该影像传感器管芯44的表面，如此不需在电路板上 设置开口。另外，壳体与导光件也可设置为一整体，直接通过粘贴或卡柱等 方式直接组合于电路板上。另外，对于导光件组设于电路板上的方式，除上 述的卡柱与卡孔外，还可在导光件的两侧设置卡扣，利于此卡扣直接卡合于 电路板边缘而令导光件组合于电路板上。再者，上述的影像传感器管芯在实 际中不仅可以完成影像采集的功能，而且还可完成位移计算及系统控制的功 能，此在现有技术中均有描述，此不再赘述。
请参阅图13所示，为实施本实用新型的光学指示装置的部分立体组合 图，该光学指示装置5可为鼠标或其他光学指示装置，均包括一外壳50(为 方便说明，图中只绘出部分外壳)，该外壳50内设有主电路板51及光学位 置跟踪模块52，其中该光学位置跟踪模块52的形状及构造可为上述四种 实施方式的任一种，并且该光学位置跟踪模块52通过其一侧边缘的齿形接 口与主电路板51的对应接口 511焊接连接，如此令主电路板51与该光学位 置跟踪模块52形成一整体，之后通过螺丝53穿过螺孔510而将该主电路 板51及该光学位置跟踪模块52组合成的整体固定在外壳50上，之后再组 装上其他元件(此现有技术中均有描述，此不再赘述)即可形成该光学指 示装置5,至于主电路板51所实现的功能可为接收选择键或滚轮输入的信 号等，与现有技术相同，故也不再赘述。
另外，该光学指示装置可通过USB或PS2接口与主机(如电脑)连接， 即需在主电路板51或该光学位置跟踪模块52的电路板上设置一外接接口 ， 用以通过线缆将信号传输至主机。当然也可在主电路板51或该光学位置跟 踪模块52的电路板上设有一无线发射单元，用以通过无线方式将信号传输 至主机。
权利要求1. 一种光学位置跟踪模块，其特征在于该光学位置跟踪模块包括一电路板，该电路板一表面组设有一影像传感器管芯，该影像传感器管芯通过引线与该电路板电性连接，并且该影像传感器管芯外围覆盖一壳体，该壳体组合于该电路板上，并且该壳体具有一透光孔，同时该光学位置跟踪模块还包括一光源及改变光线路径的导光件，该光源发射的光线经过该导光件传导并经一表面反射后，该反射光线通过该导光件及壳体的透光孔而照射在该影像传感器管芯上。
2. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于上述壳体粘 贴于上述电路板表面。
3. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于上述壳体凸 出设有定位柱，而对应电路板上对应i殳有定位孔。
4. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于上述壳体凸 出设有卡柱，而对应电路板上对应设有卡孔，通过上述卡柱卡合于电路板的 卡孔中而将该壳体组设于电路板上。
5. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该导光件粘 附于该壳体表面。
6. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该光源设于 电路板另一表面，并且该导光件设有一凸出部，该电路板对应设有一开口， 该导光件的凸出部穿过该开口而设于该光源 一 侧，以接收该光源发射的光线。
7. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该导光件与 该壳体为一整体。
8. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该导光件设 有第二卡柱，而该电路板对应设有第二卡孔，该导光件通过第二卡柱与第二 卡孔结合而组设于电路板上。
9. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该电路板一 侧设有用以与其他电路板电性连接的齿形接口 。
10. 如权利要求1所述的光学位置跟踪模块，其特征在于该电路板表 面涂覆有一层黑漆。
11. 一种光学指示装置，包括一外壳及设于该外壳内的主电路板，其特征在于该光学指示装置还包括一光学位置跟踪模块，其中该光学位置 跟踪模块包括一电鴻4反，该电路板与主电路板电性连接，并且该电路板一表 面组设有一影像传感器管芯，该影像传感器管芯通过引线与该电路板电性连 接，并且该影像传感器管芯外转覆盖一壳体，该壳体组合于该电路板上，并 且该壳体具有一透光孔，同时该光学位置跟踪模块还包括一光源及改变光 线路径的导光件，该光源发射的光线经过该导光件传导并经一表面反射后， 该反射光线通过该导光件及壳体的透光孔而照射在该影像传感器管芯上。
12. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于上述壳体粘贴 于上述电路板表面。
13. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于上述壳体凸出 设有定位柱，而对应电路板上对应设有定位孔。
14. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于上述壳体凸出 设有卡柱，而对应电路板上对应设有卡孔，通过上述卡柱卡合于电路板的卡 孔中而将该壳体组设于电路板上。
15. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该光源设于电 路板另一表面，并且该导光件设有一凸出部，该电路板对应设有一开口，该 导光件的凸出部穿过该开口而设于该光源 一 侧。
16. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该导光件与该 壳体为 一整体。
17. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该导光件设有 第二卡柱，而该电路板对应设有第二卡孔，该导光件通过第二卡柱与第二卡 孔结合而组设于电路板上。
18. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该光学指示装 置在主电路板或该光学位置跟踪模块的电路板上设有一通过线缆将信号传 输至其他电子装置的外接接口。
19. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该光学指示装 置在主电路板或该光学位置跟踪模块的电路板上设有一无线发射单元。
20. 如权利要求11所述的光学指示装置，其特征在于该光学位置跟 踪模块的电路板表面涂覆有 一 层黑漆。
专利摘要本实用新型揭示了一种光学位置跟踪模块，该光学位置跟踪模块包括一电路板，该电路板一表面组设有一影像传感器管芯，该影像传感器管芯通过引线与该电路板电性连接，并且该影像传感器管芯外围覆盖一壳体，该壳体组合于该电路板上，并且该壳体具有一透光孔，同时该光学位置跟踪模块还包括一光源及改变光线路径的导光件，该光源发射的光线经过该导光件传导并经一表面反射后，该反射光线通过该导光件及壳体的透光孔而照射在该影像传感器管芯上。
文档编号G06F3/033GK201210284SQ20082006060
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者建 刘, 勇 高 申请人:埃派克森微电子(上海)有限公司;埃派克森微电子有限公司