[发明专利]在光学导航装置中利用内反射表面对侧光进行反射和准直

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及光学导航装置。

背景技术

光学导航装置(例如光学鼠标)，传统地使用经封装的发光二极管(LED)来将光发射到工作表面上。通常，来自LED的光经过准直透镜行进并离开工作表面向传感器反射。光的反射产生了由传感器捕捉的图案。传感器可以包括例如互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器阵列。随着光学导航装置相对于工作表面运动(或后者相对于光学导航装置运动)而迅速地对连续的图像(帧)进行捕捉和比较以测量运动量。连续图像之间的差异表明了运动量。

由于各种原因，终端用户可能想要一种小体积的光学导航装置。在一种情况下，终端用户可以是喜欢紧凑装置的流动性专业人士。在另一种情况下，终端用户可以是小孩，较小的光学导航装置可能更适合他们。在再一种情况下，终端用户可以只是因为外观而喜欢小体积的光学导航装置。

通常，光学导航装置体积减小的一个限制因素是LED组件的尺寸。通常的LED组件(例如LED封装)除了LED裸片之外，还包括反射器锥体，用于将来自LED的侧光重定向到所需方向。但是，采用反射器锥体只会增大尺寸。此外，LED封装比LED裸片大约贵三倍。

此外，可能难以对来自光源的侧光和杂散光进行完全捕捉和/或重定向，这样可能造成光学导航装置的性能下降。具体地说，杂散光噪声可能对传感器检测光学导航装置运动的能力造成干扰。此外，由于光源向全部方向而不是仅仅朝向工作表面发射光，所以如果一些光未受到重定向，就会造成照明效率降低。

发明内容

本发明的实施例涉及光学导航装置和方法，其利用内反射表面对来自光源的侧光进行反射和准直。在一种实施例中，光源设置为发射光。来自光源的侧光由内反射表面朝向工作表面反射和准直。用传感器接收到的光来测量光学导航装置相对于工作表面的运动。

根据本发明的一种实施例，一种光学导航装置包括：光源，设置成发射光；传感器，设置成接收从工作表面反射的光，其中，所述传感器接收的光用于测量所述光学导航装置相对于所述工作表面的运动；杂散光调节装置，用于降低到达所述传感器的杂散光量，其中，所述杂散光调节装置包括槽形设计和内反射楔形结构。

根据本发明的另一种实施例，一种光学导航方法，包括：用光源发射光；由工作表面反射所述光；在传感器处接收从所述工作表面反射的所述光，其中，所述传感器处接收到的所述光用于测量光学导航装置相对于所述工作表面的运动；以及用杂散光调节装置减少到达所述传感器的杂散光，其中，所述杂散光调节装置包括槽形设计和内反射楔形结构。

在阅读下面图示于各幅附图中的详细说明之后，可以更好地理解本发明的这些以及其他的特征、方面和优点。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的光学导航装置的剖视图，该光学导航装置包括设置来对来自光源的侧光进行反射和准直的内反射表面。

图2是根据本发明一个实施例的光学导航装置的剖视图，该光学导航装置包括杂散光调节装置以减小到达传感器的杂散光的量。

图3是根据本发明一个实施例的集成光学块的剖视图，该集成光学块利用表面安装技术。

图4是根据本发明一个实施例的光学导航方法的流程图，该光学导航方法包括对来自光源的侧光进行反射和准直。

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细说明，这些实施例的示例图示于附图中。尽管将结合这些实施例来说明本发明，但是应当理解，它们并不意在将本发明局限于这些实施例。相反，本发明应当涵盖其替代、变更和等效的形式，这些形式可以包括在由权利要求限定的本发明的精神和范围内。此外，在下面对本发明的详细说明中，阐述了多个具体细节以便对本发明有更完整的理解。但是显然，本发明所属领域的普通技术人员可以不采用这些具体细节来实施本发明。在其他情况下，并未对公知的方法、过程、元件和电路进行详细说明以免不必要地使本发明的那些方面淡化。

图1是根据本发明一种实施例的光学导航装置100的剖视图。光学导航装置100可以是光标控制装置或定向装置，例如光学鼠标。光学导航装置100可以包括除了此处所述和所示之外的元件。

在本实施例中，光学导航装置100包括光源108、内反射表面112、工作表面102、传感器104、第一光线106、第二光线110、非球面124和反射表面114。在一种实施例中，内反射表面112是全内反射表面。此外，在另一种实施例中，光源108是发光二极管(LED)裸片。在再一种实施例中，光源108是经封装的LED。在再一种实施例中，光源108是激光器，例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)。