[实用新型]集成传感模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成传感模块，更具体地，涉及一种具有耦合光学元件的集成传感模块。 

背景技术

目前，触摸屏作为一种输入装置得到了很大的发展。触摸屏允许使用者通过接触具有被动式媒介的触摸表面产生点位置数据。光学触摸传感技术是多种触摸传感技术中的一种，该技术采用光学传感器来探测物体的存在和消失。对于触摸传感技术而言，除了光学触摸传感技术，还有多种其他触摸传感技术，例如电阻、表面声波、电容和红外传感技术。在这些技术中，光学触摸传感技术是最适合应用于大尺寸显示的，例如将其应用于液晶监测器、平板显示器和电子白板。同时，在光学触摸传感技术中，由于没有使用覆盖物，相比于其他传感技术，其光学透过率高并且对外部冲击具有很强的耐受性。 

然而，在光学触摸传感技术中，监测器的体积通常是很庞大的。而边框尺寸受到光学传感模块尺寸的限制，这对于系统或产品设计而言是最具决定性的尺寸。光学传感模块的尺寸是由探测所需的图像传感器和光源的视角来限定。其中有两个光学传感模块位于有效触摸区的两个角落，该光学传感模块用于红外照明和影像捕捉，这两个光学传感模块应该至少有90度的覆盖范围。 

如图1所示，在现有的利用光学触摸传感技术的触摸屏中，两个传感模块位于有效触摸区A的两个不同的位置，例如相对的角落处，其中有效触摸区A和触摸屏边缘间隔的宽度为边界宽度a。在每个传感模块中主要包括两个部分：照明部分和影像捕捉器。对于照明部分，光束的角度等于 或者大于90度，以使光束能覆盖整个有效触摸区域，并且图像传感器应该也能够捕捉等于或者大于90度视角范围内的图像。 

在已有的技术中，光源和图像传感器会被各自地封装。整个模块的尺寸受到了这两个关键部件的尺寸的限制。对于传感模块最关键的尺寸是它的厚度，它将限定监测器的边界厚度b，并且一旦边界厚度b增加，监测器将看起来很庞大。 

因此，对于目前的光学触摸技术而言，急需一种能够提供更紧凑的尺寸的传感模块。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有紧凑尺寸的集成传感模块。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成传感模块，其包括：至少一个光源，用于向有效触摸区发出光线；图像传感器；耦合光学元件，用于将有效触摸区反射的光线成像到图像传感器上；其特征在于：所述耦合光学元件包括用于照明的第一部分和用于成像的第二部分，所述至少一个光源发出的光线经过所述第一部分照射至有效触摸区，所述反射的光线经过所述第二部分成像到图像传感器上。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块还包括基板，所述图像传感器和所述光源位于所述基板上。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块还包括机械外壳，所述基板和所述耦合光学元件与所述机械外壳结合。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述至少一个光源位于所述图像传感器的上部或下部。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述至少一个光源为两个光源，所述第一部分的出射面具有对应于每个光源的两个区域，每个区域用于向有效接触区提供至少45度的照明。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述至少一个光源为分别位于所述图像传感器的两侧的两个光源。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述第一部分为两个分开的、分别对应于两个光源的透镜，并且每个透镜的出射面仅有一个用于提供至少90度照明的单一区域。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述至少一个光源为分别位于所述图像传感器的两侧的两对光源。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述第一部分为两个分开的、分别对应于两对光源的透镜，并且每个透镜的出射面具有对应于每对光源的两个区域，每个区域用于向有效接触区提供至少45度的照明。 

作为本实用新型的一种优选结构，该集成传感模块中的所述出射面具有非对称的轮廓。 

采用上述结构的集成传感模块，由于耦合光学元件具有特殊的光学设计，可将图像传感器和光源封装在同一个基板上，因而该集成传感模块具有非常紧凑的尺寸。相比于将图像传感器和光源分别封装的传统的设计，本实用新型能使装置的尺寸更小。同时，该集成传感模块具有与耦合光学元件和基板结合的机械外壳，能够更大地降噪以得到更加清晰的图像。 

附图说明