光学导航芯片、光学导航模块以及光学编码器制造技术

本发明专利技术提供一种光学导航芯片、光学导航模块以及光学编码器。光学导航芯片设置于光学导航模块。光学导航模块具有发光单元。发光单元提供光束照射位移产生单元的表面。光束具有低发散角度，以降低散射。光学导航芯片包括感测阵列以及位移计算单元。感测阵列相对于表面而设置。感测阵列接收表面反射光束产生的反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的反射光束撷取位移产生单元的表面一部分的影像。位移计算单元用以根据该些影像计算光学导航芯片与表面间的相对位移量。本发明专利技术并不需要在发光单元以及感测阵列上设置任一光学透镜，即可计算出光学导航芯片与光学编码器的位移产生单元间的相对位移量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种光学导航芯片，且特别是一种微型化的光学导航芯片，设置此光学导航芯片的光学导航模块以及光学编码器。
技术介绍
随着科技的进步，越来越多的电子装置具有光学导航功能。此类具有光学导航功能的光学编码器通常会设置光学导航芯片，以实现光学导航功能。光学编码器最为常见的便是光学鼠标。目前的光学鼠标通常包括了发光单元以及光学导航芯片。发光单元用以提供光束照射一物体(例如为桌面)。光学导航芯片包括了感测阵列。感测阵列相对于物体的表面而设置，用以接收表面反射光束所产生的反射光束，以撷取表面一部分的影像。光学鼠标根据感测阵列所撷取的表面连续变化影像，并比较这些影像来计算目前位置相对于先前位置的移动量。由于一般发光单元所提供的光束的聚光性不足，若不在发射口上设置光学透镜，光束将会向四周散射。如此一来，表面所反射的反射光束的光强度可能不足，进而造成感测阵列所撷取的影像与实际的影像间存在着误差。因此，光学鼠标通常会在发光单元的发射口上设置光学透镜，以对光束进行聚焦处理。此外，为了提高感测阵列撷取影像时的精准度，光学鼠标还在感测阵列上设置了一个光学透镜，以对反射光束进行聚焦处理。然而，现有的作法中，由于光学编码器中需要设置光学透镜等元件，使得光学编码器存在机构上的限制而难以同时达到高精准度以及微型化。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光学导航芯片。所述光学导航芯片设置于光学导航模块。光学导航模块具有发光单元。发光单元提供光束照射位移产生单元的表面。光束具有低发散角度，以降低散射。光学导航芯片包括感测阵列以
及位移计算单元。位移计算单元耦接于感测阵列。感测阵列不包括用以对反射光束做聚焦处理的光学透镜，且感测阵列相对于表面而设置。感测阵列接收表面反射光束产生的反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的反射光束撷取位移产生单元的表面一部分的影像。位移计算单元用以根据该些影像计算光学导航芯片与表面间的相对位移量。本专利技术实施例提供一种光学导航模块。所述光学导航模块包括发光单元以及光学导航芯片。发光单元提供光束照射位移产生单元的表面。光束具有低发散角度，以降低散射。光学导航芯片包括感测阵列以及位移计算单元。位移计算单元耦接于感测阵列。感测阵列不包括用以对反射光束做聚焦处理的光学透镜，且感测阵列相对于表面而设置。感测阵列接收表面反射光束产生的反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的反射光束撷取位移产生单元的表面一部分的影像。位移计算单元用以根据该些影像计算光学导航芯片与表面间的相对位移量。本专利技术实施例提供一种光学编码器。所述光学编码器包括位移产生单元以及光学导航模块。所述光学导航模块包括发光单元以及光学导航芯片。发光单元提供光束照射位移产生单元的表面。光束具有低发散角度，以降低散射。光学导航芯片包括感测阵列以及位移计算单元。位移计算单元耦接于感测阵列。感测阵列不包括用以对反射光束做聚焦处理的光学透镜，且感测阵列相对于表面而设置。感测阵列接收表面反射光束产生的反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的反射光束撷取位移产生单元的表面一部分的影像。位移计算单元用以根据该些影像计算光学导航芯片与表面间的相对位移量。根据以上所述，相较于传统的光学编码器，本专利技术实施例提供的光学导航芯片、光学导航模块以及光学编码器并不需要在发光单元以及感测阵列上设置任一光学透镜，即可计算出光学导航芯片与光学编码器的位移产生单元间的相对位移量。由于不需要任一光学透镜，使得光学导航芯片、光学导航模块以及光学编码器的体积可以进一步地被缩小，进而达到微型化的目的。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1是本专利技术实施例提供的光学编码器的结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的光学导航模块的结构示意图。图3是本专利技术另一实施例提供的光学编码器的结构示意图。图4是本专利技术再一实施例提供的光学编码器的结构示意图。图5是本专利技术再一实施例提供的光学编码器的结构示意图。其中，附图标记说明如下：1、3、4、5：光学编码器10、30、40、50：光学导航模块11、31、41、51：位移产生单元100：基板101：发光单元102：光学导航芯片1020：感测阵列1021：位移计算单元具体实施方式在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例，在随附图式中展示一些例示性实施例。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本专利技术将为详尽且完整，且将向本领域技术人员充分传达本专利技术概念的范畴。在诸图式中，可为了清楚而放大层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等，但此等元件或信号不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，如本文中所使用，术语「或」视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或者多者的所有组合。请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的光学编码器的结构示意图。光学编码器1包括光学导航模块10以及位移产生单元11。光学导航模块10相
对于位移产生单元11的表面而设置。光学导航模块10用以提供光束并照射位移产生单元11的表面，并接收位移产生单元11的表面反射该光束所产生的反射光束。每隔一段撷取间隔时间，光学导航模块10根据反射光束撷取位移产生单元11的表面一部分的影像。位移产生单元11例如为圆环、滑轨或圆杆，其可以被移动而产生位移。于某些应用中，位移产生单元11亦可以被设置成不会移动，而光学导航模块10可以被移动，使得光学导航模块10与位移产生单元11间的相对位置发生变化。位移产生单元11的形状可以对应不同的应用而有所改变。举例来说，若光学导航模块10被应用于光学鼠标中，则位移产生单元11可以是桌面。使用者可以移动光学鼠标，使得光学导航模块10计算光学鼠标在桌面上移动了多少距离。又或者，光学导航模块10可以被应用于注射器中。此时，位移产生单元11例如为活塞芯杆。当活塞芯杆被拉出或推入而产生位移时，光学导航模块10可以感测其位移量。简而言之，当光学导航模块10与位移产生单元11的相对位置有所变化时，光学导航模块10可以根据相关于位移产生单元11的表面的多个影像来判断目前光学导航模块10相对于先前的位置移动有多远，进而计算出光学导航模块10与位移产生单元11间的相对位移量。于本实施例中，位移产生单元11的表面不包括任一特殊图案。特殊图案例如为识别块，且该识别块与该表面具有不同光反射率。或者，特殊图案例如为蚀刻图案，且蚀刻图案低于该表面而形成一凹槽。附带一提，前述特殊图案的类型仅为举例说明，并非用以限制本专利技术。为详细介绍光学导航模块10的结构，请配合参阅图2，图2是本专利技术实施例提供的光学导航模块的结构示意图。光学导航模块10包括基板100、发光单元101以及光学导航芯片102。发光单元101以及光学导航芯片102设置于基板100上。基板100例如为印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。发光单元101相邻于光学导航芯片102而设置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学导航芯片，设置于一光学导航模块，其中该光学导航模块具有一发光单元，该发光单元提供一光束照射一位移产生单元的一表面，该光束具有低发散角度，以降低散射，其特征在于，且该光学导航芯片包括：一感测阵列，不包括用以对一反射光束做聚焦处理的一光学透镜，相对于该表面而设置，接收该表面反射该光束产生的该反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的该反射光束撷取该位移产生单元的该表面一部分的一影像；以及一位移计算单元，耦接于该感测阵列，用以根据所述影像计算该光学导航芯片与该表面间的一相对位移量。

【技术特征摘要】
2015.04.17 TW 1041123841.一种光学导航芯片，设置于一光学导航模块，其中该光学导航模块具有一发光单元，该发光单元提供一光束照射一位移产生单元的一表面，该光束具有低发散角度，以降低散射，其特征在于，且该光学导航芯片包括：一感测阵列，不包括用以对一反射光束做聚焦处理的一光学透镜，相对于该表面而设置，接收该表面反射该光束产生的该反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的该反射光束撷取该位移产生单元的该表面一部分的一影像；以及一位移计算单元，耦接于该感测阵列，用以根据所述影像计算该光学导航芯片与该表面间的一相对位移量。2.如权利要求1所述的光学导航芯片，其中该感测阵列为一互补式金属氧化物半导体影像感测阵列。3.如权利要求1所述的光学导航芯片，其中该发光单元为一激光光源，以提供一激光光束。4.如权利要求1所述的光学导航芯片，其中该光束的水平与垂直发散角度分别低于10度与35度。5.一种光学导航模块，其特征在于，包括：一发光单元，用以提供一光束照射一位移产生单元的一表面，该光束具有低发散角度，以降低散射；一光学导航芯片，包括：一感测阵列，不包括用以对一反射光束做聚焦处理的一光学透镜，相对于该表面而设置，接收该表面反射该光束产生的该反射光束，以在每一撷取间隔时间依据接收的该反射光束撷取该位移产生单元的该表面一部分的一影像；以及一位移计算单元，耦接于该感测阵列，用以根据所述影像计算该光学导航芯片与该表面间的一相对位移量。6.如权利要求5所述的光学导航模块，其中该感测阵列为一互补式金属氧化物半导体影像感测阵列。7.如权利要求5所述的光学导航模块，其中该发光单元为一激光光源，以提供一激光光束。8.如权利要求5所述的光学导航模块，其中该光束的水平与垂直发散角度分别低于10度与35...

【专利技术属性】
技术研发人员：锺庆霖，杨智胜，柯佳福，张彦闵，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71