具有光学指示模块的电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有光学指示模块的电子装置，特别涉及一种设有一控制光标的光学指示模块的电子装置。
【背景技术】
[0002]光传感器为通过如CMOS (互补式金氧半场效晶体管)、CXD (电荷耦合元件)等感测元件将接受的光线转换为电信号，一般技术可以通过这类元件取得特定光源的强度(能量)，据此可以判断距离(作为距离传感器)、随着时间的能量变化，甚至作为图像获取的元件。
[0003]光学指示装置如电脑鼠标，可利用光传感器作为轨迹移动的判断，当产生的光线射向一操作平面，可以通过前后时间接收的能量变化、图像处理判断一个移动向量。如图1所不的光学鼠标10的内部电路意图,光学鼠标10在一表面11上移动，鼠标外壳12内部电路的主要元件除了一些光学元件外，电路部分设有一电路板14，电路板14上设有一控制、运算发射及感测光的控制器18，以及一光源16和传感器19。
[0004]在此光学鼠标10的外壳12上有一个朝向外部表面11的开槽17,此电路板14即设于此开槽(apertUre)17附近，电路板14上设有如激光或是发光二极管(LED)的光源16。当此光学鼠标10操作时，光源16连续产生发射光，以特定角度射向表面11，如图中虚线表示，经传感器19取得反射光的信号，或是取得反射光强度的图像分布(如传感器19可为CMOS或CXD图像传感器)，控制器18即分析出光学鼠标10的移动方向。
[0005]在前述的已知光学鼠标10的轨迹判断的技术中，相当依赖由表面11取得的反射光的信号，因此一般光学鼠标10的效能将会随着表面11的形式而有不同的表现。
[0006]在光线寻迹的目的中，一般技术将会因为表面结构为透明或是不易反光的材质产生判断失败的问题，造成无法寻迹，也就可能使得相关装置(如光学鼠标)无法顺利操作。
[0007]已知技术中，若要让光线寻迹的装置在不同平面上仍保有一定寻迹的效能，在取得光线移动路径的方式多使用额外的外部定位感测或是一些复杂的运算，但这些定位感测或是运算因为灵敏度的限制、高耗能以及复杂的算法等的原因而仅适用于有限的平面样态上。这些已知的光传感器并非能适用于所有高反射或是很低反射率的平面上。
【发明内容】
[0008]本发明披露一种具有光学指示模块的电子装置，实施例之一是在笔记型电脑内设有光学指示模块，作为光标控制之用；另有实施例可以内建于具有独立电源的输入装置，如触控板、鼠标之类的光标控制装置，提供不同输入功能的解决方案。
[0009]根据实施例，具有光学指不模块的电子装置包括设置于一壳体内的光学指不模块，光学指示模块的主要元件有整合光学指示模块内电路信号的控制单元、提供一光源发出光线的发光单元、光感测单元，该光感测单元包括由多个阵列形式排列的感应元组成的一传感器阵列，用以接收经光线通道进入该电子装置的光线，光学指示模块还包括用以界接一电脑系统的连接接口。
[0010]在操作时，光学指示模块中的光源发出光线，光源如一空间同调性良好的激光，经由一个设置于壳体上的开口发出感测光线，使用者的手指可以压附在此开口上，使得光学指示模块接收到手指表皮的反射光，经运算各个感应元在一采集时间前后所接收的能量后，得出采集时间前后形成的空间干扰的能量差异，以判断一移动方向，产生移动信号。
[0011 ] 在另一实施例中，具有光学指示模块的电子装置可以搭配其他的控制接口，如按键、触控板等，模块内设有一控制接口单元，连接设置于壳体上的控制接口，用以产生由操作控制接口形成的控制信号。
[0012]上述电脑系统为一电脑装置，壳体则指电脑装置的外壳，光学指示模块即埋设于壳体之内，开口设置于壳体表面，如电脑装置的一触控板之上或一侧。
[0013]此外，上述电脑系统同样为电脑装置，但光学指示模块设置于一个具有独立电源管理电路的输入装置中，壳体即为此输入装置的外壳，前述的开口同样设置于壳体表面。此独立的输入装置将可以有线或无线方式连接电脑装置。
[0014]在传感器阵列的设计实施例中，接收入射光线的传感器阵列具有多个阵列形式排列的感应元，感应元中设有多个虚拟感应元。其中多个感应元之间具有固定的间距和平均的相对位置；虚拟感应元设置于传感器阵列的周围。
[0015]为了要计算各感应元的能量以及前后时间的能量差异，电路中包括有多个比较器，各比较器对应连接一个感应元，用以比对输入的两个能量信号，两个能量信号的其一个为感应元产生之能量信号，两个能量信号的另外一个为多个感应元所取得的有效能量的一统计平均值，藉此计算得出采集时间前后形成的空间干扰的能量差异。
[0016]为了能更进一步了解本发明为实现既定目的所采取的技术、方法以及效果，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征以及特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图和附件仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0017]图1显示已知的光学鼠标内部电路的示意图；
[0018]图2显示入射平面与反射光的反射光径的示意图；
[0019]图3所示为本发明电子装置内的光传感器阵列装置中封装于一集成电路内的传感器阵列的示意图；
[0020]图4A显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例的第一个示意图；
[0021]图4B显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例的第二个示意图；
[0022]图5显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例的第三个示意图；
[0023]图6A显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例的第四个示意图；
[0024]图6B显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例的第五个示意图；
[0025]图7显示本发明电子装置内光学指示模块的实施例示意图；
[0026]图8显示本发明电子装置内光学指示模块的实施例电路方框图；
[0027]图9显示为本发明装置采用的传感器阵列的实施例示意图；
[0028]图10显示本发明光传感器阵列装置的感应元布局示意图；
[0029]图11显示为本发明光传感器阵列装置中各感应元执行光线寻迹方法的示图之
[0030]图12显示为本发明光传感器阵列装置中各感应元执行光线寻迹方法的示图之
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[0031]【符号说明】
[0032]光学鼠标10表面11
[0033]鼠标外壳12电路板14
[0034]控制器18光源16
[0035]传感器19开槽17
[0036]入射光201表面结构205
[0037]反射光203
[0038]电路板30传感器阵列32
[0039]感应元301光源装置34
[0040]照射范围303控制电路36
[0041]笔记型电脑4、4’键盘组41、41’
[0042]触控板43、43’ 开口 401、402
[0043]笔记型电脑5键盘组51
[0044]开口501控制接口 502、503
[0045]触控板60电脑装置6、6’
[0046]开口601、602 电子装置 62
[0047]功能按键63
[0048]电子装置7光线通道70
[0049]电路板701控制单元78
[0050]按键72发光单元76
[0051]传感器阵列74
[0052]控制单元801存储单元802
[0053]发光单元803 激光模块831
[0054]光感测单元805 传感器阵列851
[0055]控制接口单元808控制接口 804
[0056]开口807连接接口 806
[0057]电脑系统82电子装置80
[0058]感应元901、902、903、904、905
[0059]比较器 921、922、923、924、925
[0060]加总器101增益放大器102
[0061]计算器103输出电压Vout
[0062]虚拟感应元1011、1012、1013、1014、1015、1016
[0063]感应元1021、1022、1023、1024
[0064]感应元组合1111、1112、1113、1114、1115、1116
[0065]平均电压信号Vavg 方向X、Y
[0066]第一时间t0第二时间tl
[0067]感应元组合121、122
【具体实施方式】
[0068]本说明书描述一种具有光学指示器的电子装置，其中电子装置上所设的光学指示器的光感测技术特别具有以阵列排列的感应元组成的传感器阵列，形成一个光感测单元，作为接收外部光信号而转换为可以判断移动的能量的电路。实施例之一经一光源产生感测光线后，以传感器阵列接收自一外部对象表面反射的光线，进而根据多个感应元所接收的反射光能量判断反射光中的建设性或破坏性干涉图像，通过前后时间判断能量变化来判断一个移动向量。
[0069]前述光源优选可采用同调光(coherent light)或说是一种空间同调性(spatialcoherence)良好的光线作为光源,藉此检测移动方向，并可结合灵敏度补偿(sensitivitycompensat1n)的方式，利用一种光线寻迹算法(movement recognit1n algorithm),同时能够降噪，因此相关采用此技术的装置可以适用于各种形式的平面上。
[0070]在一实施例中，说明书中所提出的电子装置内的光学指示器内可以采用一种同调光源整合型封装技术(coherent light source package integrat1n),采用此类技术的装置并无须安装额外的光学透镜或特定图像传感器，如一种互补式金氧半场效晶体管图像传感器(CMOS image sensor，CIS)，也无须在光线路径上装