具有光学指示模块的电子装置的制造方法_2

文档序号:8360987阅读:来源:国知局
设任何光学元件(如透镜、反射镜等),而直接由光感应元接收反射光源,并计算一段时间前后的能量变化,藉此检测操作此电子装置时的控制光标移动的行为。
[0071]首先,图2所示为由一特定光源装置(未显示于此图中)产生入射光(201)射向一平面再反射(203)形成多个反射光径的示意图,光源特别是采用一种如激光的同调光(coherent light),此处所描述的“同调光”是指一种空间同调性良好的光线。
[0072]此图显示的多个光径包括入射光201射向一个具有表面结构205的平面,再反射形成反射光203。由于微观上表面结构205为不规则的结构,因此反射光203形成如图所示显示有不同射向的光线。
[0073]光源装置连续产生入射光201射向平面,并反射形成反射光203,过程中反射光203经由传感器(未显示于此图中)接收,各种光径中产生了光建设性和破坏性干涉的图像(pattern),此处特别使用同调光源的入射光可以增进此干涉效应(interferenceeffect)。
[0074]当载有执行此寻迹方法的相关电路的装置相对于感测平面(X-Y平面)进行移动时,其中光传感器接收到反射光203的信息,再依据采集时间间隔(time slot)采集(sampling)其中信息数据,以及取得平均能量值(反射光),并计算不同时间、不同位置的能量差异。本说明书所披露的光学指示器采用传感器阵列(sensor array)以取得不同位置能量,以及与平均能量值的差异,即能判断出移动轨迹。其中平均值的计算可以采用全部感应元取得的能量的统计平均值,或是部分感应元取得的能量平均值,比如以行(如图10的X方向)平均值或列(如图10的Y方向)平均值为平均值的计算参考;也可能采取外围或中间部分的能量平均值作为参考平均值。
[0075]根据采用上述传感器阵列的实施例之一,若以同调光为光源,可以增进反射光线的干涉效应。同调光为一种在一波包(wave envelope)中具有非常小相位延迟(phasedelay)的光源,其中激光即是一种同调光,不同于太阳光或LED光等非同调光。
[0076]在本说明书所披露的光学指示器中应用同调光,同调光可以改善感测反射光干扰的光学传感器的灵敏度。因为同调光具有相位差(phase difference)很小的特性,相对于非同调光的反射光所产生的空间干扰(spatial interference),同调光会有较小的相位延迟(phase delay)现象。因此,采用同调光可以加强反射光空间干扰的优点,前述传感器阵列(针对光线)可以取得经一个平面反射光的空间干扰差异。
[0077]传感器阵列可参阅图3所示本发明电子装置内光学指示器中封装于一集成电路(IC)内的传感器阵列的实施例之一。根据发明实施例之一,传感器阵列以及相关控制器电路可集成于一半导体电路,而光线寻迹装置的光源装置、集成的传感器阵列以及控制器可封装于此寻迹装置内的一电路板上,因此,本发明无需特制光学采集装置,如特定透镜和特殊的半导体工艺(如CIS)来提髙感光灵敏度。
[0078]图中显示在光传感器阵列装置内电路板30上的传感器阵列32,可应用于如本说明书所披露的电子装置上的光学指示器或特定指示装置上,传感器阵列32包括有阵列形式排列的多个感应元301,可通过这个整合型封装的技术封装于一集成电路内(integratedoptical sensor array on IC),包括在一实施例中,同时制作传感器阵列32和电路集成的控制器36。传感器阵列32上多个感应元301 (特别是非虚拟感应元,如图10所示)之间具有固定的间距和均匀的相对位置,以平均接收经特定表面/平面反射的光线。如图所示,由一光源装置34发射光线到一个平面上的照射范围303,之后光线经平面反射后射向传感器阵列32,其中各感应元301分别接收到不同方向的反射光,通过适当光电信号转换,装置内的控制电路36和相关电路取得信号后可以计算出加总每个感应元301接收到的能量的平均值,再接着计算各个感应元301与平均值的差异,相关控制电路将据以判断得由一表面或平面反射形成的空间干扰的能量差异(spatial interference difference),控制电路36根据每个采集时间间隔(time slot)前后累积计算的能量差异判断出移动方向。
[0079]上述实施例所披露的光传感器阵列装置,所谓的空间干扰是因为,当光线(特别是同调光,但发明不限于同调光)射向有不规则表面结构的表面后又反射产生不同方向的反射光而产生的光线干扰(interference),此光线经反射后产生建设性或破坏性的干扰图案,之后,由传感器阵列取得因为相对运动(装置与平面的相对运动)平面反射的空间信息后,建立在X-Y平面上的移动数据。
[0080]特别在一实施例中,说明书所披露的应用光传感器阵列装置的载体如设有以激光为光源的光学指示器的电子装置,其中主要电路元件包括设于一电路板(30)上的光源装置
(34),用以产生一入射表面的光线,包括有传感器阵列(32),其中有以阵列形式排列的多个感应元(301),以及包括有前述的控制电路(36),控制电路(36)耦接光源装置(34)与传感器阵列(32),用以取得多个感应元(301)内多个感应像素所接收的光信号,并计算能量状态,以及计算采集时间前后的能量状态变化。
[0081]图4A显示本发明具有光学指示模块的电子装置的实施例示意图,此例将光学指示模块应用于一个笔记型电脑4上。
[0082]笔记型电脑4具有键盘组41和触控板43等输入模块,光学指示模块即安装于触控板43的下方,对外显示在触控板43上有个开口 401,操作中,使用者可以手指压在此开口401上,仅需较小的移动幅度即可有效控制光标移动,其中的每英寸点数(DPI)可以依照使用者的需要而调整,再可搭配原本触控板43的操作功能,比如左右键功能,或是触控板43本身提供的触控功能。
[0083]由于笔记型电脑4仍保有原来的触控板43的功能,光学指示模块在实际操作时可以根据需要启动或是关闭。
[0084]图4B接着显示具有光学指示模块对外的开口 402设置于笔记型电脑4’上触控板43’的一侧,在键盘组41’的下方,在此仅说明光学指示模块因为体积不大,提供接触的开口402可以依照装置的设计而弹性调整。
[0085]图5所示为具有光学指示模块的电子装置的另一实施例,此例的电子装置如一笔记型电脑5,具有一般都有的键盘组51,而光学指示模块即设置于键盘组51的一边,接近使用者的位置,让使用者可以方便利用手指操作,笔记型电脑5的外壳上有一个开口 501,光学指示模块经此开口 501发出光线,并由此开口 501接受来自外部对象反射的光线,如手指表皮所反射的光。
[0086]笔记型电脑5除了光学指示模块外,还设有如同鼠标上按键的控制接口 502、503。实际操作时,以手指压住开口 501,用以控制电脑5上操作系统的光标移动,再以控制接口502、503操作如鼠标的左右键。实际设计可以依照需求定义这些控制接口的功能,以及设置位置和数量。
[0087]本说明书所描述的电子装置如一般笔记型电脑之外,还可为一个独立操作的输入装置,包括以光学指示模块结合传统键盘,设置于鼠标上,或是设置于一个独立操作的触控板上,如图6A所示的实施例示意图。
[0088]此例显不有一触控板60,为一具有独立电源管理电路的输入装置,其电力可为内部电池提供,或由一连接的电脑装置6提供。若以特定无线连线手段与电脑装置6连线,此触控板60具有独立的电源,作为电脑装置6的输入手段之一,比如控制其中操作系统的光标运动。另有实施例并不排除触控板60以有线连线方式连接电脑装置6。
[0089]在此实施例中,本发明提出的光学指示模块即设置于此触控板60内,在触控板60表面上开设一个开口 601,由此开口 601发射出感测光线,并接受使用者手指表皮压附此开口 601时所反射的光线,通过其中的感测机制取得在一段时间内的能量变化,而判断出手指在此开口 601上的移动行为。
[0090]类似的设计可以应用在如图6B所示的电子装置上。此实施例显示有一类似鼠标的电子装置62,同样为具有独立电源管理电路的输入装置,本发明的光学指示模块设置于此电子装置62上,表面上也有一个提供光线出入的开口 602,还包括其他一个或多个功能按键63,可以依照实际需要而改变设计。
[0091]也就是说,使用者操作此实施例所载的电子装置62时,不必如传统操作电脑鼠标移动的方式,而是将手部握取此电子装置62,手指可以压在开口 602之上,以较小的移动幅度即可达到一般操作光标的目的。按键63则作为执行特定操作而用,如鼠标的左右键。
[0092]电子装置62可以有线或无线方式连接电脑装置6’,电子装置62将光学指示模块所产生的感测到的移动信号,以及结合按键63所产生的控制信号,产生控制光标的指令后,传递到电脑装置6’上。
[0093]本发明电子装置内光学指示模块的实施例可参阅图7所描述的示意图。
[0094]应用前述光学指示模块实现的本发明的电子装置可见于图7所示的电路设计实施例概图。图中显示为由一个壳体所包覆的电子装置7,根据上述多样性的实施例,比如笔记型电脑或各种需要控制光标动作的电子装置,如平板电脑,还可指一个独立操作的电脑输入装置,如触控板、电脑鼠标等。电子装置7内部有个电路板701,载有装置7操作的必要的电路元件。此图显示在电子装置?壳体上开设有一开口(opening,为一个光线通道70),开口设置于对应内部光源(发光单元76)的位置,以利光源光线射出电子装置7,再经开口接收反射光线,使得反射光线可由多个阵列形式排列的感应元所接收。其中描述的开口即为光线通道70,电子装置7内的光线通过光线通道70射出,并由此光线通道70接收外部对象的反射光。
[0095]根据此例的操作情境,使用者利用手指直接在电子装置7上的开口(70)附近滑动,而非传统用手抓着鼠标移动的方式,因为手指表皮有一定的粗糙面,此本发明即利用前后时间反射光的干扰现象产生的能量变化来判断手指(外部对象)移动的方向。
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