[发明专利]具有光导膜的光学手指导航装置

说明书

技术领域

本申请涉及具有光导膜的光学手指导航装置。

背景技术

光学导航装置使用光源来照射导航表面，使得光学成像器可以生成用于计算动作的数字图像。例如，光学成像器可以对表面上的手指成像并且基于连续图像的比较来生成导航信号。然而，随着传统导航装置的尺寸减小，用于对光学导航输入进行检测的成像器的物理空间也减小了。

一些传统的光学导航装置封装具有约2.5mm的厚度或光学高度。光学高度指的是从光学手指界面表面到相应的传感器之间的距离。光学高度也称为光学轨迹。2.5mm的光学轨迹或厚度被认为对于诸如蜂窝电话和小型便携个人计算机(PC)外围装置之类的手持装置的一些实施例而言太厚了。

许多光学导航装置使用称作光导的分立式元件来把光从光源引导至导航表面。来自光源的光传播通过光导，直到其与光导的边界相交。当光与光导的边界相交时，其或者部分地离开光导并且部分地在光导内反射，或者完全从光导的边界反射回来并在光导内沿着新的方向传播。这种类型的反射被称作“全内反射”(TIR)，并且取决于光相对于边界的入射角以及光导和光导外侧的材料的折射率。光导通常是透明塑料的模制件，并且光导元件的厚度直接地增加到光学导航装置的整体厚度上。

发明内容

描述了手指导航装置的实施例。在一个实施例中，手指导航装置包括光导膜(LGF)、光源、传感器和导航模块。LGF的至少一部分表现出全内反射(TIR)，并且光源与LGF光学连通并被配置为将光射入到LGF中。传感器被配置为对从LGF出射的光在从靠近LGF的手指反射之后进行检测，并且导航模块被配置响应于从手指反射并由传感器检测的光来生成横向运动信息，横向运动信息指示手指相对于传感器的横向运动。也描述了手指导航装置的其他实施例。

描述了另一个光学手指导航装置的实施例。在一个实施例中，手指导航装置包括电路板基板、传感器、LGF、光源和导航模块。传感器被安装到电路板基板，传感器包括个体光检测器的阵列。LGF连接到电路板基板，并且被放置成靠近传感器以使得传感器在电路板与LGF的至少一部分之间。光源安装到电路板基板并且被配置为将光射入到LGF的边缘表面中，并且导航模块被配置为响应于从手指反射并且由传感器检测的光来生成运动信息，运动信息指示手指相对于传感器的运动。也描述了光学手指导航装置的其他实施例。

描述了便携式电子系统的实施例。在一个实施例中，便携式电子系统包括显示器、光学手指导航装置、LGF、光源、传感器和导航模块。显示器包括导航标识，并且光学手指导航装置被配置为基于根据手指相对于光学手指导航装置的运动而检测到的光图案的改变、来生成用于移动导航标识的导航信号。光学手指导航装置包括LGF，其中LGF的至少一部分表现出TIR。光源与LGF光学连通，并且被配置为将光射入到LGF中，传感器被配置为对从LGF出射的光在从手指反射之后进行检测。导航模块被配置为响应于由手指反射并且由传感器检测的光来生成横向运动信息，横向运动信息指示手指相对于传感器的横向运动。也描述了便携式电子系统的其他实施例。

根据以下结合附图进行的详细描述、本发明的其他方面和优点将会变得更加明显，其中附图以本发明的原理的示例的方式进行图示。

附图说明

图1描绘了具有光学手指导航装置的形式的用户输入装置的一个实施例的立体图。

图2A描绘了图1的光学手指导航装置的一个实施例的截面图。

图2B描绘了在将手指相对于光导(LGF)放置以改变LGF的全内反射的情况下、图1的光学手指导航装置的一个实施例的截面图。

图3A描绘了在将指纹峰和指纹谷相对于LGF放置以改变LGF的全内反射的情况下、图1的光学手指导航装置的一个实施例的截面图。

图3B是在将指纹峰和指纹谷相对于LGF放置在另一个位置以改变LGF的全内反射的情况下、图1的光学手指导航装置的一个实施例的另一个截面图。

图4A描绘了图1的光学手指导航装置的另一个实施例的截面图，该光学手指导航装置包括在LGF的主表面上的非平面元件。

图4B描绘了关于手指的指纹峰和指纹谷的图4A的截面图。

图5描绘了图1的光学手指导航装置的另一个实施例的截面图，该光学手指导航装置包括不规则的非平面元件的。

图6描绘了包括封装剂的图1的光学手指导航装置的另一个实施例的截面图。

图7描绘了具有光学手指导航的便携式电子系统的一个实施例的框图。

图8是描绘了用于使用LGF的光学手指导航的方法的一个实施例的流程图。