光学指向装置及具有该光学指向装置的便携式电子装置 技术领域 本发明涉及一种光学指向装置以及具有该光学指向装置的便携式电子装置， 尤其 涉及一种可用于电子装置如移动终端的用户接口的光学指向装置， 以及具有该光学指向装 置的便携式电子装置。
背景技术 通常， 电子装置如移动终端， 个人数字助理 (PDA) 等使用基于键盘的用户接口。
更具体地， 一般的便携式电子装置包括形成有输入数字， 字符或符号的多个按钮 的键盘， 并因此用户按下键盘的按钮就可以输入特定数据如数字， 字等至便携式电子装置 或选择菜单。
进而， 便携式电子装置提供有显示单元， 从而可以显示经由键盘及 / 或对应键盘 的信息所输入的数据。
现今， 为了支持电子装置的通信服务或因特网服务， 无线移动通信装置和无线因 特网服务如无线宽带 (WIBRO) 已经商业化。又， 便携式电子装置如移动手机， PDA 等采用如 嵌入式操作系统 (Windows CE) 的窗口操作系统以支持图形用户接口 (GUI)。
随着通信技术的发展， 便携式电子装置为用户提供各种附加和辅助服务， 并且基 于 GUI 的窗口操作系统便于便携式电子装置提供附加服务。
作为一般电子装置的用户接口， 存在如鼠标， 触摸板， 操纵杆等的指向装置。 现今， 光学指向装置， 感测根据物体 ( 如手指 ) 的移动变化的光学信号从而移动指针如光标或接 收用户所需的命令及 / 或信息的输入， 这种光学指向装置已经开发并用于电子装置中。
参考图 1 和图 2， 一般的光学指向装置 10 包括光源 11， 盖组件 12， 用于感测光学信 号的图像传感器 13， 以及将光导向图像传感器 13 的光导件 14。
光学指向装置 10 可以分开于电子装置 1 提供并可有线或无线地与电子装置 1 连 接， 但并不局限于此。又， 光学指向装置 10 可以直接安装于电子装置 1 的主体 2。进而， 在 光学指向装置和电子装置 1 结合为一个单一体的情况下， 光学指向装置最好具有最小的厚 度从而使得电子装置 1 变薄。
盖组件 12 在该盖组件外面上形成有触摸表面 12a， 用于使得如手指等的物体 20 接 触触摸表面 12a 从而操作电子装置， 以及图像传感器 13 提供在印刷电路板 (PCB， 未显示 ) 上从而处理输入信号。
因此， 如果手指或任意物体触摸触摸表面 12a 并在触摸表面 12a 上移动， 则输入至 图像传感器 13 的光学信号基于手指的移动而变化， 从而电子装置可以根据手指的移动操 作。
尤其， 当物体 20 不与触摸表面 12a 接触的状态下， 自光源 11 的光通过盖组件 12 并因而向外照射。另一方面， 当如手指等的物体 20 接触触摸表面 12a 时， 自光源 11 的光自 物体 20 反射然后经由光导件 14 被图像传感器 13 侦测到。
如此， 如果与触摸表面 12a 接触的物体 20 移动， 自物体 20 反射并由图像传感器 13
感测的光学信号也变化。进而， 经图像传感器 13 感测的光学信号经具有图像处理器 ( 未显 示 ) 的控制器 ( 未显示 ) 处理， 并因此输入信息的光标或内容的移动可以根据物体的移动 在电子装置 1 的显示单元 3 上显示， 或用户所需的内容菜单可以选择或字符或数字可以输 入至电子装置。
同时， 由于盖组件 12 将自光源 11 发出的光向外传送， 当物体 20 不与触摸表面 12a 接触的情况中， 用户的眼睛可能对于强光疲劳或感觉到强光的作用或者用户的视线下降。
又， 如果基于日光或外部照明的外部杂项或干扰光， 例如， 可见光或紫外光通过盖 组件 12 进入光学指向装置并到达图像传感器， 则光学指向装置可能失效， 藉以损坏了对应 物体移动的精确控制。
进而， 当用户使用物体触摸盖组件 12 的表面并移动操作光学指向装置时， 物体和 盖组件之间的摩擦非常大以至于物体移动缓慢。 发明内容
因此， 本发明旨在提供一种光学指向装置以及具有该光学指向装置的便携式电子 装置， 其可以实质上避免由于现有技术的不足导致的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种光学指向装置以及具有该光学指向装置的便携式电 子装置， 其中可以防止或减少光学指向装置由于外部干扰或杂项光导致的失效， 并可以减 少或防止光源对于用户的不良影响。
本发明的又一目的是提供一种光学指向装置， 该光学指向装置可以增强产率并具 有简便涂覆红外带通滤光层的结构。
本发明的再一目的是提供一种光学指向装置， 该装置在功能和外观上得以改进。
本发明的另一目的是提供一种光学指向装置， 其中物体和盖之间的摩擦降低， 允 许物体顺畅移动。
本发明额外的优点， 目的和特点一部分将在后面描述而一部分对于熟悉本领域的 技术人员而言通过后面的示例而为明确或可以通过实践本发明了解。 本发明的目的和其它 优点可以通过所写的说明和权利要求以及所附图式指出的具体结构实现和获得。
根据本发明的目的获得前述的目的和其它优点， 如这里具体而广泛所述地， 一种 光学指向装置以及具有该装置的电子装置包括 ： 发出红外线的红外 (IR) 源 ； 盖， 具有传输 红外线的盖板， 从而自 IR 源发出的红外线到达盖板外面的物体， 以及与盖板连接支撑盖板 的盖架 ； 提供在盖内的光学单元， 自物体反射的红外线在光学单元上入射 ； 以及感测自光 学单元上入射的红外线的光学传感器 ； 其中盖板包含与盖架连接的底座， 以及提供在底座 的一侧上的 IR 带通滤光层。
IR 带通滤光层包含涂覆于底座的内表面上的 IR 带通物质。并且盖架包含其上安 装有盖板的板座部分。
板座部分包含开口部分和形成在开口部分边缘上的阶梯部分， 连接板位于在阶梯 部分上。
同时， 盖板可以为形成外部物体的图像的镜子或具有颜色的颜色板。
根据本发明， 光学指向装置可以进一步包含提供于盖板的至少一个字符， 符号， 图 案和标识。而且， 盖板可以进一步包含提供在底座的外侧上的外部板组件， 其中至少一个字 符， 符号， 图案和标识形成于外部板组件， 并且其中 IR 带通滤光层提供在外部板组件和底 座之间。
盖板可以分为 IR 渗入区和防止外部光源发出的光进入盖板的光非渗入区。
触摸表面形成在盖板的外表面上， 物体在触摸表面上接触， 并且其中盖板进一步 包含形成于触摸表面上的至少一个凹槽或至少一个突起。
触摸表面可以分为 IR 渗入区和防止外部光源发出的光进入盖板的光非渗入区， 至少一个凹槽或至少一个突起形成在光非渗入区上。
本发明的另一方面可以通过提供光学指向装置获得， 该光学指向装置包括 ： 发出 红外线的红外 (IR) 源 ； 包含传输红外线的盖板的盖， 从而自 IR 源发出的红外线到达盖板外 面的物体， 其中盖板为形成外部物体的图像的镜子或具有颜色的颜色板 ； 提供在盖内并在 其上入射自物体反射的红外线的光学单元 ； 以及感测自光学单元入射在其上的红外线的光 学传感器 ； 其中盖板包含底座以及提供在底座一侧上的 IR 带通滤光层。
光学指向装置可以进一步包含提供于盖板的至少一个字符， 符号， 图案和标识。
盖板可以进一步包含提供在底座外侧上的外部板组件， 其中， 至少一个字符， 符 号， 图案和标识形形成于外部板组件， 并且其中 IR 带通滤光层提供在外部板组件和底座之 间。 盖板可以分为 IR 渗入区和防止外部光源发出的光进入盖板的光非渗入区。
触摸表面形成在盖板的外表面上， 物体在触摸表面上接触， 并且盖板进一步包含 形成于触摸表面上的至少一个凹槽或至少一个突起。
触摸表面可以分为 IR 渗入区和防止外部光源发出的光进入盖板的光非渗入区， 至少一个凹槽或至少一个突起形成在光非渗入区上。
本发明的又一方面可以通过提供光学指向装置获得， 该光学指向装置包括 ： 发出 红外线的红外 (IR) 源 ； 包含传输红外线的盖板的盖， 从而自 IR 源发出的红外线到达盖板外 面的物体 ； 提供在盖内并在其上入射自物体反射的红外线的光学单元 ； 以及感测自光学单 元入射的红外线的光学传感器 ； 其中盖板包含底座， 提供在底座一侧上的 IR 带通滤光层， 以及至少一个凹槽或至少一个突起形成在接触物体的盖板的触摸表面上。
触摸表面可以分为 IR 渗入区和防止外部光源发出的光进入盖板的光非渗入区， 至少一个凹槽或至少一个突起形成在光非渗入区上。
光学指向装置可以进一步包含提供于盖板的至少一个字符， 符号， 图案和标识。
而且， 盖板可以进一步包含提供在底座外侧上的外部板组件， 其中， 至少一个字 符， 符号， 图案和标识形成于外部板组件， 并且其中 IR 带通滤光层提供在外部板组件和底 座之间。
如上所述， 根据本发明的光学指向装置和具有此装置的电子装置具有如下的效果 及 / 或优点。
首先， 根据本发明， 由于光源发出红外线使得眼睛疲劳减弱， 并且因为盖包括红外 带通滤光层所以超出红外带的外部干扰光可以防止进入光学指向装置， 从而由于日光或外 部照明光导致的光学指向装置的失效可以防止或降低， 藉以增强光学指向装置的精确性。
其次， 根据本发明， 盖架和盖板分开制造并装配入盖中， 从而红外通物质可以简单
地涂覆以形成红外带通滤光层并且当光学指向装置由于盖板的划坏或红外通物质的涂层 缺陷导致的光学指向装置失效时， 可以仅更换盖板。
第三， 根据本发明， 盖可以制造成类似于镜子以形成外部物体图像或制造成具有 颜色， 藉以光学指向装置可以具有各种颜色并设计满足消费者的品味及 / 或适合内嵌有光 学指向装置的电子装置。
第四， 根据本发明， 盖板在其外表面上形成有至少一个突起或凹槽， 从而物体和盖 板之间的接触面积可以明显减小， 藉以当触摸物体时降低粗糙度和摩擦， 允许物体顺畅地 移动并提高光学指向装置的操作。
第五， 根据本发明， 可以减少由于作为物体的手指和盖板之间的摩擦的汗水， 并防 止由于盖板上扩散反射光而恶化操作精确度。 附图说明
图 1 为根据现有技术具有光学指向装置的便携式电子装置的透视图 ；
图 2 为显示现有技术中光学指向装置的内部结构的剖面图 ；
图 3 为根据本发明第一实施例的光学指向装置的分解图 ； 图 4 为显示图 3 所示的光学指向装置的盖的一实施例的分解剖面图 ；
图 5 是图 4 所示的盖的剖面图 ；
图 6 为显示根据本发明光学指向装置的红外带通滤光层的透射系数的图式 ；
图 7 为说明根据本发明光学指向装置的盖板的另一实施例的分解剖面图 ；
图 8 为图 7 中显示的盖板的透视图 ；
图 9 为根据本发明一实施例具有光学指向装置的便携式电子装置的透视图 ；
图 10 为根据本发明第二实施例光学指向装置的盖的示例性实施例的剖面图 ；
图 11 和图 12 为显示如图 10 所示的盖表面的平面图 ；
图 13 为根据本发明第三实施例的光学指向装置的透视图 ；
图 14 为说明便携式电子装置的剖面图， 图 13 所示的光学指向装置安置在该便携 式电子装置上 ； 以及
图 15 为根据本发明第四实施例的光学指向装置的透视图。
具体实施方式
参考所附图式描述实例， 将详细描述本发明的优选实施例。 在任何可能的情况下， 贯穿附图使用相同的附图标记代表相同或相似的部分。首先， 参考图 3 至图 9， 将描述根据 本发明第一实施例的光学指向装置及具有该光学指向装置的便携式电子装置。
参考图 3 至图 5， 根据本发明第一实施例的光学指向装置 100 包括光源 110， 盖 120 和光学传感器 140， 其中自光源 110 发出的光的光线经由盖 120 的外面物体反射， 并且光学 传感器 140 感测自物体反射的光线。
在本实施例中， 光源 110 包括发射红外线的红外线 (IR) 源， 且自 IR 源 110 发出的 红外线照亮盖 120。因为相对于发出可见光的高亮度光源， IR 源 110 发出红外线， 即使长时 间暴露于光源 110 的 IR， 用户的眼睛不会疲劳。这里， IR 源 110 可包括红外发光二极管 (IR LED) 模块。然后， 盖 120 形成有触摸表面 123a 以操作光学指向装置， 以及通过光学传感器 140 检测从在触摸表面 123a 上移动的物体如手指等反射的 IR 的光学信号。除了该结构外， 光 学单元 130 提供在盖 120 内， 且经由盖 120 外面的物体反射的红外线入射在光学单元 130 上。至少触摸表面 123a 的一部分可传输自 IR 源 110 发出的红外线， 并且自 IR 源 110 发出 的红外线经由与触摸表面 123a 接触的物体反射， 然后经由光学单元 130 射在光学传感器 140 上。
光学传感器 140 检测经由盖 120 外面物体反射并经由光学单元 130 传输的红外 线。更为详细地， 光学传感器 140 电连接至第一电路板 145 并且物体通过经由物体反射的 红外线在光学传感器 140 上成像。
光学传感器 140 基于入射光 ( 红外线 ) 持续拾取物体的图像， 且计算该所拾取的 图像中变化成位移值。 将位移值传输至光学指向装置或电子装置的微机 ( 未显示 )， 以及该 微机控制显示在显示屏上光标的移动。光学传感器 140 包括提供有多个像素的图像区域， 且经由物体反射的光入射在图像区域上， 从而拾取物体的图像。 尽管未显示， 可将用于拦截 杂项光的遮光带或滤光器附在光学传感器 140 的表面。
将光学单元 130 置于自物体反射且向光学传感器 140 传播的红外线的光路上， 因 此自物体反射的红外线经由光学单元 130 入射在光学传感器 140 上。 在本实施例中， 光学单 元 130 包括光学组件以将红外线引导至光学传感器 140 或具有用于聚焦红外线及 / 或形成 光路的折射 / 反射功能。光学单元 130 包括透镜 133， 至少一个用于折射光路的棱镜 131， 132 等。或者， 光学单元 130 可包括光纤。 换句话说， 光学组件并不限于棱镜 131， 132 和聚光透镜 133， 并且也可包括光导 管， 反射镜等。此外， 棱镜和聚光透镜可作为单一体形成， 且不可分离棱镜并作为单一体形 成。在本实施例中， 棱镜对 131 和 132 和聚光透镜 133 提供作为单一体。
在本发明中， 至少一棱镜 131， 132 形成光路， 在该光路中改变 ( 反射 ) 自物体向下 反射的红外线以在与触摸表面 123a 平行的方向传播 ( 例如， 在光学指向装置的厚度垂直方 向 )， 然后反射至安置光学传感器 140 的下面， 从而形成充足的焦点深度并使根据本发明实 施例的光学指向装置变薄。
光学指向装置， 具有在形成上述光路的相同原则上形成光路的结构， 已在 PCT 国 际公开 WO 2006/019218 A1 和 WO 2006/011711 A1 等中公开。
光学单元 130 容纳在支撑器 150 内， 且支撑器 150 形成有容纳槽 153 以接收光学 单元 130， 从而在容纳槽 153 内接收棱镜对 131， 132 和聚光透镜 133。
根据设计条件可以在各种位置提供 IR 源 110。在本实施例中， 支撑器 150 在其一 侧形成有用于 IR 源 110 安装的光源安装凹面 151。这时， 将 IR 源 110 连接至第二电路板 ( 未显示 ) 然后安装至光源安装凹面 151。上述 IR LED 模块包括与第二电路板连接而将被 模块化的 IR LED。
盖 120 闭合支撑器 150。 根据此实施例的光学指向装置的盖 120 实质上为圆帽型， 并且包括在盖 120 上面的触摸表面 123a 和开放底。盖 120 内部形成有对应于支撑器 150 的形状的空心。
将盖 120 和支撑器 150 连接， 遮盖安置 IR 源 110 和光学单元 130 的支撑器 150 的 上部， 围绕在支撑器 150 的侧面， 从而保护 IR 源 110 并防止光学单元 130 分离。
又， 将第一电路板 145 连接至支撑器 150 的底部， 并且将光学传感器 140 安置在第 一电路板 145 的上面。将盖 120 连接至支撑器 150 并减小或阻止入射在光学传感器 140 上 的外部杂项光。或者， 以不同位置提供第一电路板和光学传感器。
盖 120 传输红外线以便自 IR 源 110 发出的红外线可到达盖外面物体， 并有效地拦 截或阻挡杂项或干扰光， 如由日光或外部光源如照明灯如室内灯等引起的可见光线等。因 此， 减少超出自 IR 源 110 发出的红外线带的外部杂项光或阻止到达光学传感器 140， 从而可 阻止或最小化由于外部杂项光而引起的光学指向装置的失效。
在本发明中， 根据本发明实施例的光学指向装置的盖 120 包括盖板 122， 该盖板传 输红外线以便自 IR 源 110 发出的红外线可到达物体。当物体触摸盖板 122 的外表面时， 从 IR 发出的红外线自物体反射然后入射在光学单元 130。
IR 源 110 发出红外线以照亮盖 120， 尤其至盖板 122 的内表面， 并且盖板 122 的外 表面形成有用作物体感测区域的触摸表面 123a。因此， 自 IR 源 110 发出的红外线通过盖 板 122， 然后经由物体反射， 进入至盖 120 的里面， 并经由光学单元 130 到达光学传感器。 尤 其， 优选的是， 盖板 122 传输属于红外带的光的带， 具体地， 由 IR 源发出的红外线的带。此 外， 形成触摸表面 123a 的盖板 122 的外表面可为平的或弯曲的。
因此， 盖板 122 优选阻挡不属于红外线带的其它带的光线并仅传输红外线， 为此， 所述盖板 122 包括底座 123 和在底座 123 的一侧提供的红外带通滤光层 124。在本实施例 中， 底座 123 遮盖支撑器 150 的上部分， 并且红外带通滤光层 124 为提供在底座 123 一侧的 薄涂层。
红外带通滤光层 124 用作红外带通滤光器 (IR BPF) 并提供在底座 123 的一侧， 从 而如图 6 所述， 其可通过自 IR 源 110 发出的红外线但拒绝或减弱超出红外带的外部光线。
为了在盖板上形成红外带通滤光层 124， 根据本实施例， 用红外带通物质如红外通 过树脂， 红外通过涂料等涂覆在如底座 123 的内表面的一侧。因此， 红外带通滤光层 124 可 阻挡或减弱预定带的外部杂项光但实质上传输红外带的光。
更为详细， 红外带通滤光层 124 可包括涂层， 该涂层通过用高折射材料和低折射 材料如 TiO2 和 SiO2 或 TiO5 和 SiO2 等涂覆在底座 123 的内表面形成， 其中 TiO2 和 TiO5 用作 高折射材料以及 SiO2 用作低折射材料。此外， 红外通过物质可形成为利用真空沉积装置通 过真空沉积方法等涂覆的多层薄膜。
除了上述材料或涂层方法， 红外带通滤光层 124 可通过各种红外带通涂层方法形 成， 以反射可见带的短波光但传输红外 (IR) 带的长波光， 可应用至盖板。该带通涂层方法 本身为光学过滤器领域内的通用技术但未应用至光学指向装置领域。
因此， 如图 6 所示， 包括底座 123 和红外带通滤光层 124 的盖板 122 实质上只通过 IR 带， 从而阻止或减小由于外部光源而引起的光学指向装置的失效。
或者， 底座 123 可使用仅通过 IR 带的光学塑料材料注塑。然而， 在这种情况下， 存 在的问题为增加了形成底座 123 的材料花费， 缺陷产品引起许多成本损失等。因此， 红外带 通滤光层 124 优选地形成在底座 123 上。
在本实施例中， 底座 123 由钢化玻璃制成， 但不限于此。或者， 不但能传输红外线 而且能传输可见光线的通用玻璃或塑料是有用的， 只要该材料能通过 IR 带。此外， 根据设 计条件， 钢化玻璃可为透明的或有颜色的。同时， 盖板 12 可分为 IR 渗入区和光非渗入区。IR 渗入区 123b 使 IR 带通过但拒 绝或减弱其它带， 以及光非渗入区 123c 阻止外部光源的光。
光非渗入区 123c 完全拦截光传输从而可完全阻止红外线和其它带的光线进入至 盖 120。因此， 自 IR 源 110 发出的光仅通过 IR 渗入区 123b 并到达物体。
与物体接触的触摸表面 123a 可分为仅通过 IR 带的 IR 渗入区 123b， 以及完全拒绝 光的光非渗入区 123c。
为此， IR 渗入区 123b 的底面用上述的红外通过物质涂覆以形成红外带通滤光层 124， 并且光非渗入区 123c 用光屏蔽涂料涂覆从而完全阻挡光。这里， 红外带通滤光层 124 可只提供在 IR 渗入区 123b 的底部或盖板的整个底部。
或者， 使用不同种类的塑料通过二次成型可将盖板 122 分为 IR 渗入区 123b 和光 非渗入区 123c。例如， 对应于 IR 渗入区 123b 的底座 123 的一部分提供透明玻璃， 对应于光 非渗入区 123c 的一部分提供光阻挡材料， 从而通过二次成型形成底座 123。
此外， 将用于阻止划损的涂层材料 ( 未显示 ) 应用至底座 123 的外表面。涂层材 料可包括紫外 (UV) 树脂或各种材料。
同时， 盖板 122 配置为反射外部物体的图像， 如镜子或具有颜色。换句话说， 因为 盖板 122 部分地或全部地暴露于外面， 鉴于设计的美观， 制造成类似于镜子或具有颜色的 颜色板。为了使盖板 122 类似于镜子， 例如， 用于反射外部物体的镜膜提供在底座 123 的外 表面或内表面， 从而外部物体的反射图像可在镜膜上形成。 镜膜可包括具有预定透射系数和反射系数的半反射镜以传输一些光， 尤其红外线 和一些可见带的光线， 并反射其它一些光， 类似于粘附至移动电话， 数码相机等的液晶显示 器的镜膜。
或者， 底座 123 的一侧可提供有镜单元， 该镜单元由根据电压施加在反射状态和 透射状态之间变换的液晶显示器制成， 因此底座 123 可用作镜子以形成外部物体的反射图 像。
再者， 可沉积金属如镍作为底座 123 一侧上的薄层并形成金属沉积层， 从而使底 座 123 类似于镜子。除此之外， 红外带通滤光层 124 本身可传输红外线并反射一些光以同 时作为具有预定透射系数和反射系数的镜子和红外带通滤光器。
作为为底座 123 提供颜色的实例， 具有适于设计条件和传输红外线的某些颜色的 有色涂层 ( 未显示 ) 提供在底座 123 的一侧， 从而底座 123 可通过有色涂层具有某些颜色。
在有色涂层提供在底座 123 的内表面上的情况下， 有色涂层可形成在底座 123 的 内表面上， 然后红外带通滤光层 124 可涂覆在有色涂层的里面。
有色涂层可提供为在底座 123 的外表面或内表面上由涂覆有色染料、 颜料等形成 的薄膜层。
因此， 有色涂层的一些颜色引起底座 123 具有一些颜色， 从而提高了根据本发明 的光学指向装置的美观。
或者， 盖板 122 可用依赖温度变化而改变颜色的热色材料涂层， 从而盖板 122 可根 据温度而改变颜色。又红外带通滤光层 124 通过包含能够反射预定可见带的光线的材料或 颗粒， 而可具有颜色。
在传统情况下， 因为形成红外带通滤光器的材料具有较深颜色， 电子装置的美观
或设计降低并且颜色的选择为困难。另一方面， 根据本发明实施例， 盖板 122 的部分或全部 可具有颜色或用作镜子对应于应用光学指向装置的便携式电子装置的设计， 从而改善便携 式电子装置的设计。
盖板 122 的全部或至少一部分， 例如， 仅触摸表面 123a 可用作镜子或具有颜色。 更 为详细地， 渗入区 123b 可作为镜子或具有颜色。
同时， 盖板 122 可提供有至少字符， 符号， 标识及其它图案的其中之一。此外， 盖板 的外表面， 更为具体地， 触摸表面 123a 可形成有至少一突起或至少一凹槽， 如根据本发明 光学指向装置的第二至第四实施例中描述的。
即， 盖板 122 的外表面， 形成触摸表面 123a， 可形成有至少一突起或至少一凹槽。
如上所述， 如果将触摸表面 123a 分为使 IR 带通过的 IR 渗入区 123b 和阻挡红外 线和其它带的光线的光非渗入区 123c， 优选地， 在光非渗入区 123c 上形成至少一突起或至 少一凹槽。
盖 120 可进一步包括盖架 121， 盖板 122 安装并连接在盖架 121 内， 并且盖架 121 支撑盖板 122。盖架 121 和盖板 122 可形成为单一体， 但是在本实施例中， 可独立制作或塑 造两者然后组装。 换句话说， 盖板 122 与盖架 121 分开制成， 在涂覆红外带通滤光层之后， 将盖板 122 连接至盖架 121。或者， 在组装盖板 122 和盖架 121 之后， 在盖板 122 的里面或外面可涂覆 红外带通滤光层。通过如环氧树脂， 双面胶等各种方法可连接盖板 122 和盖架 121。又， 为 了使盖板 122 稳定放置， 盖架 121 具有板座部分。
如上所述， 如果分开制作盖板 122 和盖架 121， 易于在盖板 122 的内表面上涂覆红 外带通滤光层 124 且可明显减少缺陷。
在本实施例中， 如图 3 所示， 盖 120 实质上为形如圆帽， 具有开放的底部， 盖架 121 形成围绕支撑器四周的边框。然而， 盖 120 的形状并不限于此。
参考图 4 和图 5， 盖架 121 的板座部分包括开口部分 121a， 和为了使盖板 122 的座 位稳定的阶梯 121b。阶梯 121b 沿着开口部分 121a 的边缘形成， 且盖板 122 的边缘部分可 稳定坐在阶梯 121b 上。
通过环氧树脂 ( 未显示 )， 双面胶 ( 未显示 ) 等将盖板 122 连接至盖架 121 的阶梯 121b。又， 盖板 122 可由具有与盖架 121 的开口部分 121a 相同形状的钢化玻璃制成， 且阶 梯 121b 沿着开口部分 121a 的边框形成并支撑盖板 122， 其中阶梯 121b 的深度实质上等于 盖板 122 的厚度。
同时， 所述的字符， 符号， 图案及标识等可提供在如本实施例所述盖板 122 的内表 面或外表面上， 或嵌入盖板 122。
参考图 7 和图 8， 盖板 122 进一步包括外部板组件 125， 提供在底座 123 的外表面， 其中至少字符， 符号， 图案及标识的其中之一可印刷在外部板组件 125 的内表面上。又， 红 外带通滤光层 124 可提供在外板组件 125 和底座 123 之间。
又， 将环氧树脂应用至或将双面胶附在至少底座 123 和外部板组件 125 的其中之 一， 然后将底座 123 和外部板组件 125 相互连接。优选地， 环氧树脂或双面胶未粘附至字符 126， 符号， 图案及标识等。
如本实施例， 如果外部板组件 125 提供在底座 123 的外表面上， 触摸表面 123a 形
成在外部板组件 125 的外表面上。
尽管未显示， 底座 123 的外表面上没有提供外部板组件 125， 至少字符， 符号， 图案 及标识的其中之一可印刷在底座 123 的外表面上且红外带通滤光层 124 可提供在底座 123 的内表面上。
根据具有上述结构的光学指向装置， 自 IR 源 110 发出的红外线通过底座 123 和红 外带通滤光层 124， 然后经由物体反射并进入至盖板 120。
另一方面， 日光或自外辐射源发出的预定带的光线， 例如， UV 或可见光线通过红外 带通滤光层 124 及 / 或光非渗入区 123c 阻挡， 进而阻止或减小外部杂项光到达光学传感器 140， 从而增强根据物体的移动的运行精确。
此外， 自物体反射至盖 120 的红外线入射至棱镜对的第一棱镜 131 的入射表面， 通 过聚光透镜 133 传输， 然后通过第二棱镜 132 的离开表面离开， 从而到达支撑器 150 底面上 提供的光学传感器 140。 因此， 光标或指针等的移动可在便携式电子装置 ( 以下将描述 ) 的 屏幕上显示， 响应依赖于光学传感器 140 上入射的红外线的变化的电信号。
图 9 说明 PDA 作为具有根据本发明实施例的光学指向装置的电子装置实例。便携 式电子装置 50 包括具有显示单元 51 的电子装置主体 52， 以及光学指向装置 100。光学指 向装置 100 完整提供有电子装置主体 52， 且电子装置主体 52 完整提供有主要电路板 ( 未显 示 ) 和各种电子组件。 因此， 如果用户在光学指向装置 100 的触摸表面 123a 上移动他的 / 她的手指， 指 针或光标根据手指的移动而在显示单元 51 的屏幕上移动， 从而可执行如字符， 数字或菜 单， 指向某个图标等的选择的所需操作。
在本实施例中， 公开 PDA 作为便携式电子装置的实例， 但便携式电子装置并不限 于此。或者， 根据本发明的便携式电子装置可包括如移动终端， 导航系统， 遥控装置等各种 电子装置。
将参考图 10 至图 14 描述根据本发明的光学指向装置的其它实施例。接下来， 将 参考图 10， 图 11 和图 12 描述根据本发明第二实施例的光学指向装置。
类似于第一实施例， 根据本实施例的光学指向装置包括光源， 光学传感器和盖， 并 且盖内提供有光学单元。光源， 光学传感器和光学单元具有与第一实施例和各种传统对象 相同的结构， 因此， 此处将避免其重复描述。为了方便， 利用第一实施例使用的相似附图标 记表示光源， 光学单元和光学传感器。
在本实施例中， 由物体触摸的盖 220 的外表面形成有至少一个凹槽 227。更详细 地， 盖 220 包括将由物体触摸的盖板 222， 并且由物体触摸的盖板 222 的外表面形成有至少 一凹槽 227 或至少一突起。在本实施例中， 公开了盖 220， 该盖的盖板 222 的外表面形成有 至少一凹槽 227。
所述至少一凹槽 227 减小了盖 220 和物体之间的接触面积， 并减小用手指作为物 体时的摩擦。因此， 手指顺畅且快速移动， 从而提高光学指向装置操作。即， 所述至少一凹 槽 227 减小了物体和盖 220 之间的接触面积， 更具体地， 盖板 222 的底座 223 的外表面， 从 而移动物体 ( 手指 ) 时减小了摩擦， 由此允许光学指向装置使用小力即可轻轻地且顺畅操 作。所述至少一凹槽 227 可提供在盖板 222 形成的触摸表面 223a 上， 例如， 底座 223 的外 表面。
在存在用于保护盖板 222 的外表面的保护涂层的情况下， 当由物体触摸时， 摩擦 增加且密闭性增加。即使在这种情况下， 所述至少一凹槽 227 允许物体轻轻地移动。作为 涂层的实例存在 UV 涂层等。又， 所述至少一凹槽 227 减小了物体和盖板之间的摩擦， 从而 减小由于摩擦热而有汗水污染了控制垫。 此外， 所述至少一凹槽 227 不仅减小手指 ( 物体 ) 和触摸表面 223a 之间的接触面积， 而且允许空气通过由所述至少一凹槽 227 形成的空间流 动， 从而更有效地释放由于与物体摩擦的热。因此， 自手指的汗水减少， 从而减小由汗水在 触摸表面 223a 上的污染， 因此防止通过盖板 222 的光由异物扩散并反射以及光学指向装置 的性能退化。
在本实施例中， 多个点状凹槽 227 均匀地或非均匀地布置在触摸表面 223a 上， 但 不限于此。如果一个或多个拉长的长凹槽以点阵， 螺旋和曲折等形式提供在触摸表面 223a 上， 空气可沿着凹槽 227 流动即使物体与触摸表面 223a 接触， 从而易于释放摩擦热并减小 或阻止由于手指汗水触摸表面 223a 的污染。
盖板 222 传输红外线使得自 IR 源 110 发出的红外线可到达物体。参考图 11 和图 12， 将盖板 222 分为通过 IR 带的 IR 渗入区 223b 和阻挡红外线和其它带光线的光非渗入区 223c。更为具体地， 将触摸表面 223a 分为 IR 渗入区 223b 和光非渗入区 223c。IR 渗入区 223b 和光非渗入区 223c 可具有与第一实施例中相同的功能和结构。所述至少一凹槽 227 均形成在 IR 渗入区 223b 和光非渗入区 223c 上， 如图 11 所示， 但优选地仅在光非渗入区 223c 上形成如图 12 所示以防止红外线的扩散反射。
在根据本发明的光学指向装置中， 被减小的是自 IR 源 110 发出的红外线通过触摸 表面 223a 的污染扩散并反射且光学指向装置的性能退化。
参考图 13 和图 15， 根据本发明的光学指向装置的第三和第四实施例包括盖 320， 在其外表面上形成有至少一突起 327 以由物体触摸。盖 320 内提供有光学单元 330。光学 单元 330 包括棱镜 331， 332 和聚光透镜 333 并容纳在支撑器 350 内。
图 13 为根据本发明第三实施例的光学指向装置的透视图， 图 14 为剖面图， 说明图 13 所示的光学指向装置安置在其上的便携式电子装置， 以及图 15 为根据本发明第四实施 例的光学指向装置的透视图。
盖 320 包括盖板 322 以由物体触摸， 并且盖板 322 在其外表面上形成有触摸表面 323a 以由物体触摸。触摸表面 323a 形成有至少一突起 327。
此外， 在支撑器 350 的底部提供电路板， 且用于感测自物体反射的光的光学传感 器 340 提供在电路板上。
所述的至少一突起 327 减小盖 320 和物体之间的接触面积， 并减小使用手指作为 物体时的摩擦。 因此， 手指轻轻地并顺畅移动， 从而改善光学指向装置操作。 即， 所述至少一 突起 327 明显减小物体和盖 320 之间的接触面积， 具体地， 物体和盖板 322 的底座 323 的外 表面， 从而当移动物体 ( 手指 ) 时可减小密封性和摩擦， 由此允许光学指向装置使用小力轻 轻地且顺畅地制作。为此， 所述至少一突起 327 可提供在盖板 322 上形成的触摸表面 323a 上， 例如， 底座 323 的外表面。
此外， 所述至少一突起 327 不但减小手指 ( 物体 ) 和触摸表面 323a 之间的接触面 积， 而且允许空气通过由所述至少一突起 327 形成的空间流动， 从而更有效地释放由于与 物体摩擦的热。因此， 自手指的汗水减少， 从而可减小触摸表面 323a 上的汗水污染， 并由此防止通过盖板 322 的光由异物扩散并反射以及光学指向装置的性能退化。
在本实施例中， 多个点状突起 327 均匀地布置在触摸表面 323a 上， 但不限于此。 再 者， 如果一个或多个拉长的长凹槽以点阵， 螺旋和曲折等形式提供在触摸表面 323a 上， 空 气可沿着突起 327 之间的槽或沟流动即使物体与触摸表面 323a 接触， 从而易于释放摩擦热 并减小或阻止由于手指汗水触摸表面 323a 的污染。
盖板 322 传输红外线使得自 IR 源 110 发出的红外线可到达物体。此外， 将盖板 322 分为使 IR 带通过的 IR 渗入区 323b 和拦截或阻挡红外线和其它带光线的光非渗入区 323c。更为具体地， 将触摸表面 323a 分为 IR 渗入区 323b 和光非渗入区 323c。IR 渗入区 323b 和光非渗入区 323c 可具有与第一实施例中相同的功能和结构。所述至少一突起 327 可均形成在 IR 渗入区 323b 和光非渗入区 323c 上， 如图 13 所示， 但优选为仅在光非渗入区 323c 上形成， 如图 15 所示， 以防止红外线的扩散反射。
根据第二至第四实施例的盖板 222， 322 可具有与上述第一实施例中描述的盖板 122 相同的结构。
例如， 盖板 222， 322 包括底座 223， 323 及红外带通滤光层 224， 324， 其中底座 223， 323 和红外带通滤光层 224， 324 具有与第一示例性实施例中描述的相同结构。 此外， 在这些 实施例中未描述的第一实施例其它结构可同样应用于所述实施例的盖板。因此， 盖板 222， 322 可用作镜子或具有颜色， 并且可提供有字符， 符号， 标识等。
此外， 盖 220， 320 包括盖架 221， 321 以支撑盖板 222， 322。图 10 至图 15 说明盖 架 221， 321 和盖板 222， 322 作为单一体形成的盖， 但不限于此。或者， 盖板 222， 322 和盖架 221， 321 可由第一实施例的相似组件分开地制成， 然后相互连接。
尽管已显示并描述一些本发明的实施例， 在不脱离本发明的精神或范围内的有关 本发明的各种修饰或变更对于熟悉本领域的人员是显而易见的。因此， 本发明旨在覆盖由 所附权利要求和相等量的范围内提供的本发明的修饰和变更。
工业应用
自上述描述的光学指向装置和具有该光学指向装置的电子装置示明， IR 源用作光 源， 从而可解决用眼疲劳或视力下降的问题并且同时可阻止或减小由于日光或外部照明光 使光学指向装置的失效， 从而增强光学指向装置的精确性。
此外， 根据本发明， 制造工作简单， 例如， 易于涂覆红外通过物质以形成红外带通 滤光层等。又， 盖用作镜子以产生外部物体的反射图像， 并且具有颜色， 从而具有各种颜色 及设计以满足消费者品味。
又， 根据本发明的示例性实施例， 物体可在盖上轻轻地且顺畅地移动， 从而改进操 作。