提供一种光学操纵杆，其包括：包括位于用于感测物体移动的读取区域下方的第一反射表面、以及汇聚从第一反射表面反射的光的第一平凸透镜部分的第一波导管；包括面对第一平凸透镜部分的第二平凸透镜部分、以及用于反射在第二平凸透镜部分折射的光的第二反射表面的第二波导管，以及位于第二反射表面下方的图像传感器。第一反射表面和第一平凸透镜部分构成单一体，第二平凸透镜部分和第二反射表面构成单一体。反射表面和透镜部分均为单一体，从而显著地减小了光学操纵杆的厚度。第一和第二波导管相互面对，从而提高了折射和聚光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输入模块，尤其是尺寸超小的超小光学操纵杆，其便于安装在例如移动电话的个人便携式设备和包括超小光学操纵杆的个人便携式设备上。
技术介绍
在例如移动电话的传统个人便携式设备中，通常采用使用键盘的输入模块。传统个人便携式设备包括多个用于输入数字和字母的按键以便于输入指定的电话号码或句子。而且，传统的个人便携式设备可以通过使用菜单键和其他功能键提供各种功能。最近，个人便携式设备的显示模块上可以显示图形用户界面(GUI)，从而可像个人计算机一样以二维方式使用显示模块。在这种情况下，为了设定和执行需求的功能，菜单键和其他功能键可以当作方向键使用。虽然个人便携式设备的功能转变得与个人计算机相似，然而，在例如移动电话的个人便携式设备中，仍然使用方向键，它们根据推动它们的手指挤压，一步一步选择一项功能或目标。尽管使用方向键的输入方法不方便，然而通过使用键盘输入的方法到现在已经形成了习惯，并且至今没有公开输入模块通过采取其他输入方法可以变小，基本上仍在使用利用键盘的输入方法。例如，移动电话可以包括必不可少的部件，例如印刷电路板(PCB)和射频(RF)模块。因为移动电话中的必不可少的部件的大小及厚度是重点考虑的，因此，除必不可少的部件之外的其他部件就只剩很少的空间。使用键盘的传统输入方法体现一种单一移动，其中一个一个输入电话号码或一个一个使用其他菜单。另外，由于单一移动方式，使得输入数字或字母变得更慢。通常，使用者为了迅速输入，需要记住键的位置和功能，这是非常麻烦的。而且，单一移动方式无法全面地利用移动电话中图形用户界面(GUI)环境的优势。
技术实现思路
技术目的目前，已经公开了几种在计算机上支持GUI环境的点击设备。根据操作方法，点击设备中有球形鼠标、光学鼠标、激光鼠标、触控板，以及写字板。用于计算机的点击设备在理论上也可以用作个人便携式设备的点击设备。然而，因为个人便携式设备的目的在于携带，与主体分离的额外点击设备实际上是不能用作个人便携式设备的点击设备的。跟踪球型或操纵杆型的鼠标可以作为点击设备，其可一体地安装在个人便携式设备上。然而，跟踪球或操纵杆的结构在物理上需要相当大的立体空间用于安装，从而阻止了个人便携式设备的小型化。考虑到这个问题，在所描述的点击设备中，光学鼠标所采用的点击原理可以应用到个人便携式设备上。图1至3为显示传统光学鼠标的点击原理的横截面视图。参照图1，传统光学鼠标中使用的图像输入设备21包括防护玻璃罩41、透镜42、遮光单元44以及图像传感器46。而且，具有高亮度的发光二极管(LED)43被用作光源，从LED43发射出的光经由光源导向装置47投射到防护玻璃罩41上。在用于PC的传统光学鼠标中，光从光源向底面扫掠，为了感测光学鼠标的移动，图像传感器位于透镜之上。然而，为了将传统光学鼠标结构应用到个人便携式设备上，手指即物体在防护玻璃罩上移动，图像传感器46可以不需要移动以感测在防护玻璃罩上相对移动的物体的移动。如图1所示，在传统光学鼠标结构中，防护玻璃罩41、透镜42以及图像传感器46依次地垂直布置。也就是，图像传感器布置在底部，将光投射到物体上的防护玻璃罩41位于顶部，透镜42布置在防护玻璃罩41和图像传感器46之间。遮光单元44插入到透镜42与图像传感器46之间以遮挡周边的干扰光，以使得清晰的图像投射到图像传感器46上。参照图2，从传统鼠标结构中的LED43产生的光可以通过光源导向装置45传送到防护玻璃罩41的外侧47。传送的光可以通过对位于防护玻璃罩41上的例如手指的物体定位而向下反射，反射光可以投射到图像传感器46上。参照图3，被物体反射的光经过透镜42、遮光单元44以及图像传感器46。从光源发射出的光被位于防护玻璃罩41上的手指48反射以改变路径，反射光经由透镜42投射到光学图像传感器46上。图像传感器46可以感测投射图像的变化并将图像转换为电信号。个人便携式设备的主控制器可以从电信号中解析物体的移动。然而，以上描述的图像输入设备21不能完美地使得个人便携式设备小型化。考虑到现有技术的水平，传统光学鼠标结构中的图像输入设备的最小高度大约为4-5mm。然而，在当前的个人便携式设备中，要求模块的高度小于约2mm。因为不仅加工超精确的结构存在困难，而且传统光学鼠标结构中的图像输入设备21的焦点深度，高度无法减少到小于2mm。图4和5为显示图像输入设备的高度与焦点深度之间关系的示意图。参照图4，显示了具有短焦距的光学系统。当光62扫掠到透镜61上时，在图像传感器表面63上形成焦点。然而，在焦距过短的情况下，光则以高入射角照到图像传感器63的表面。因此，如果透镜61与图像传感器63之间的距离发生变化，光62的焦点的尺寸变大。如果焦点变得非常大，点的大小可能变得比图像传感器63的像素尺寸更大。供参考地，透镜61与图像传感器63之间的距离倾向于在组装输入模块时形成，因为由于结构容许误差的产生会产生缺陷。另一方面，具有长焦距的光学系统如图5所示。当光65扫掠到聚光透镜64上时，也在图像传感器表面66上形成焦点。在这种情况下，因为聚光透镜64与图像传感器表面66之间的焦距足够长，光65以低入射角，几乎是垂直地照射到图像传感器表面66。因此，当透镜65与图像传感器表面66之间的距离发生变化时，焦点的点尺寸相对较小，从而减小了或不产生缺陷。如果结构容许误差以一定程度产生，焦点的大小不会大于图像传感器的像素尺寸。因此，在传统的光学鼠标结构中，因为防护玻璃罩、透镜以及图像传感器沿光轴方向布置，而使得基本设备的高度受到限制，光学系统的焦点深度也受到限制。技术方案为了解决上述问题，本专利技术提供了光学操纵杆和个人便携式设备，其中，当使用个人便携式设备的GUI时，数字和字母不需要例如鼠标的额外输入模块就能输入。本专利技术提供了光学操纵杆和个人便携式设备，其中，根据手指在操纵杆上的移动移动，屏幕上的指针光标随之移动，而且光学操纵杆的高度减少更多，并且具有足够的焦点深度。本专利技术提供了光学操纵杆和可以加工得小而且易于安装和组装的个人便携式设备。根据本专利技术的实施例，光学操纵杆包括用于折射和汇聚从物体反射的光的第一波导管，用于汇聚和折射穿过第一波导管的光的第二波导管，以及接收从第二波导管折射的光的图像传感器。第一波导管包括位于用于感测物体移动的读取区域下方的第一反射表面和第一平凸透镜部分。同时，面对第一波导管的第二波导管包括面对第一平凸透镜部分的第二平凸透镜部分、以及用于反射在第二平凸透镜部分折射的光的第二反射表面。从光源发射到物体上的光因为物体而反射。被物体反射的光在第一反射表面反射，在第一反射表面反射的光穿过第一和第二平凸透镜部分而汇聚。穿过第一和第二平凸透镜部分的光在第二反射表面反射并在图像传感器上成像。因此，被物体反射的光折射两次，从而具有足够的焦点深度。因为第一和第二波导管包括反射表面和透镜部分，光学操纵杆的高度可以减小到大约2mm。同时，因为反射表面和透镜部分为一体的，因而可以方便地加工波导管，装配流程也可以简单地批量化。根据另一实施例，光学操纵杆包括用于折射和汇聚从物体反射的光的第一波导管，用于汇聚穿过第一波导管的光的第二波导管，以及接收穿过第二波导管的光的图像传感器。如在前的实施例，第一波导管包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学操纵杆，包括：第一波导管，第一波导管包括位于用于感测物体移动的读取区域下方的第一反射表面、以及汇聚从第一反射表面反射的光的第一平凸透镜部分，其中，第一反射表面和第一平凸透镜部分构成单一体；第二波导管，第二波导管包括面对第一平凸透镜部分的第二平凸透镜部分、以及用于反射在第二平凸透镜部分折射的光的第二反射表面，其中，第二平凸透镜部分和第二反射表面构成单一体；以及位于第二反射表面下方的图像传感器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2004-8-20 20-2004-0023760;KR 2004-10-5 10-2004-1.一种光学操纵杆，包括第一波导管，第一波导管包括位于用于感测物体移动的读取区域下方的第一反射表面、以及汇聚从第一反射表面反射的光的第一平凸透镜部分，其中，第一反射表面和第一平凸透镜部分构成单一体；第二波导管，第二波导管包括面对第一平凸透镜部分的第二平凸透镜部分、以及用于反射在第二平凸透镜部分折射的光的第二反射表面，其中，第二平凸透镜部分和第二反射表面构成单一体；以及位于第二反射表面下方的图像传感器。2.一种光学操纵杆，包括第一波导管，第一波导管包括位于用于感测物体移动的读取区域下方的第一反射表面、以及汇聚从第一反射表面反射的光的第一平凸透镜部分，其中，第一反射表面和第一平凸透镜构成单一体；第二波导管，第二波导管包括面对第一平凸透镜部分的第二平凸透镜部分、以及用于使在第二平凸透镜部分折射的光通过的出口表面，其中，第二平凸透镜部分和出口表面构成单一体；以及与出口表面相邻设置的图像传感器。3.根据权利要求1和2中任一项所述的操纵杆，其特征在于，第一平凸透镜部分和第二平凸透镜部分中的一个或两个形成球形或非球形透镜形状。4.根据权利要求1和2中任一项所述的操纵杆，其特征在于，包括透镜或透镜部分中的一个的另一波导管设置在第一波导管与第二波导管之间。5.根据权利要求1和2中任一项所述的操纵杆，其特征在于，第一和第二波导管对称地设置。6.根据权利要求1和2中任一项所述的操纵杆，其特征在于，第一和第二波导管对称地设置。7.根据权利要求1和2中任一项所述的操纵杆，其特征在于，防护玻璃罩形成在第一波导管的第一反射表面上方，防护玻璃罩与第一波导管成一体或与第一波导管分开地形成。8.根据权利要求7所述的操纵杆，其特征在于，光源单元与防护玻璃罩相邻地安装，所述光源单元包括光发射模块，所述光发射模块发射光以便直接或间接地将光扫掠到防护玻璃罩。9.根据权利要求8所述的操纵杆，其特征在于，光源单元位于第一波导管的第一反射表面下方，使得从光发射模块产生的光穿过第一波导管的第一反射表面并扫掠到防护玻璃罩的顶面。10.根据权利要求8所述的操纵杆，其特征在于，光源单元包括反射镜，反射镜引导从光发射模块产生的光以使得光以高入射角照射到防护玻璃罩项面。11.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：安建俊，朴哲，金载东，裵宰勋，
申请(专利权)人：顶点科技有限公司，GNC有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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