專利名稱：光學傳感器組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學傳感器組件，該光學傳感器組件4企測從發(fā) 光二極管(LED)入射的光線的移動，使得移動電子設備的按鍵功 能可以在非4妻觸方式下實施。
背景技術：
通常，包括移動電話在內(nèi)的小型移動電子設備的字符輸入是通 過按壓或觸摸^t盤實現(xiàn)的。
使用這種鍵盤的輸入方法主要用在小型移動電子設備中，其原 因在于其它輸入方法中所使用的傳感器組件的厚度受到限制。而 且，當使用具有相對較大厚度的傳感器組件時，在減小包括移動電 話在內(nèi)的小型電子設備的尺寸方面存在困難。
在其中一個其它輸入方法中，諸如凄t字或字符外反或計算才幾窗口 的圖形用戶界面(GUI)環(huán)境顯示在LCD屏幕上。然后，光標移動 以豐lr入H字或字符，或者以點擊圖標，乂人而實現(xiàn)菜單輸入。
在這種方法中，當手指(物體)在光學傳感器組件上移動以便 在屏幕上移動光標時，就輸入特定的數(shù)字或圖標。因此，手指(物 體)在光學傳感器組件上移動，以便點擊特定的數(shù)字、字符、或圖 標。當手指(物體)離開時，就執(zhí)行所選數(shù)字、字符、或圖標的輸 入或取消。
這種光學傳感器組件應用于向計算機傳遞輸入信號的光學鼠 標。在應用于光學鼠標的光學傳感器組件中，物體表面朝下。因此， 來自光源的光向下照射。而且，透4竟位于光學圖^f象傳感器的下部， 4吏得屏幕上的光標隨著光學鼠標的移動而移動。
為了將這種光學傳感器組件應用于諸如移動電話的小型電子 設備，手指(物體)應該從物體表面的上方移動使得其移動可以被 才全測到。因此，光學傳感器組件的表面應該朝上，并且透4竟應該位 于圖像傳感器表面上。
但是，在這種結(jié)構(gòu)中，定位有物體的物體表面、透4竟系統(tǒng)以及 圖像傳感器應該與光軸的方向豎直對齊。因此，由于透鏡焦距的限 制，光學傳感器組件的高度不可避免地增加。所以，難以將光學傳 感器組件應用于諸如尺寸逐漸減小的移動電話的小型電子設備。
為了解決這個問題，韓國專利公開出版物第2006-34735號公開 了一種傳統(tǒng)的光學傳感器組件(題為"Ultra-slim Optical Joystick using Micro Array Lens Structure")。
圖1是傳統(tǒng)光學傳感器組件的橫截面視圖。該傳統(tǒng)光學傳感器 組件包括防護玻璃罩ll、光源(LED) 12、光波導器(照明系統(tǒng)) 13、平凸透鏡14、圖像傳感器17、印刷電路板(PCB) 18、以及鏡 筒19。 在該傳統(tǒng)光學傳感器組件中，當將手指(物體)19》丈置在防護 玻璃罩11的表面上時，照射到防護玻璃罩11上的光線被該物體反 射以便可以主要由平凸透鏡14集中。然后，光線次要由微透鏡陣 列15集中，使得圖像形成在圖像區(qū)16的像素中。
在該傳統(tǒng)光學傳感器組件中，用于固定透4竟14的#:筒(未示 出)和用于固定鏡筒的殼體是分開使用的。而且，用于調(diào)整從上部 入射的光量的保持件在殼體內(nèi)的透鏡14的上部中是必需的。因此， 減小組件的高度受到限制。而且，難以將該光學傳感器組件應用于 諸如尺寸逐漸減小的移動電話等的小型電子設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點在于提供了一種光學傳感器組件，該光學傳感器 組件一企測乂人LED入射的光線的移動，z使得移動電子"i殳備的4妄4建功 能可以在非沖妄觸方式下實施。
本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的其它方面和優(yōu)點部分將在隨后的描述中 部分地闡述，并且部分將/人描述中顯而易見，或者可以通過總發(fā)明 構(gòu)思的實踐而獲知。
根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種光學傳感器組件包括印刷電路板 (PCB)，具有襯墊，該襯墊在其中央部分形成有穿孔部；透鏡，設 置在襯墊的頂表面上，以〗更可以蓋住穿孔部； 一個或多個光源，i殳 置在透鏡周圍；圖像傳感器，緊密地附著于襯墊的底表面；以及殼 體，安裝成環(huán)繞圖像傳感器的外周，該殼體具有的高度與圖像傳感 器的高度相同，并且殼體具有的尺寸與襯墊的尺寸相同。
優(yōu)選地，PCB是柔性印刷電路板(FPCB ),該FPCB在其一端 設置有襯墊，而在其另一端設置有基板連接部，該基板連接部在其 上安裝有連4妄件。而且，該FPCB為單面或雙面FPCB。
優(yōu)選地，光源包括垂直向上發(fā)射紅外光的紅外線發(fā)光二極管 (LED )。
優(yōu)選地，在該紅外線LED中，依靠外部環(huán)境穿過透4竟入射的 光線進入圖像傳感器，光線的強度由單獨設置在圖像傳感器內(nèi)部或 外部的光量檢測部來檢測，并且通過設置于基板中的電路來調(diào)整電 壓，/人而調(diào)整紅外線LED的照明強度。
優(yōu)選地，透4竟由晶片狀態(tài)下制成的+〉弛透4竟(sag lens)制成。 而且，該光學傳感器組件被制成為具有0.7-2.0 mm的高度。


本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其它方面和優(yōu)點乂人以下結(jié)合附 圖對實施例的描述中將變得更顯而易見且更容易理解，附圖中
圖1是傳統(tǒng)光學傳感器組件的橫截面^L圖2是^t艮據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的分解透^L圖3是根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的組裝后的透視圖4是根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的平面圖5是根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的側(cè)視圖；以及
透鏡的制造方法的框圖。
具體實施例方式
下面將詳細描述本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的實施例，本發(fā)明的實例在 附圖中示出，附圖中相同的參考標號始終表示相同的元件。下面為 了解釋本發(fā)明的總發(fā)明構(gòu)思，將參照附圖描述這些實施例。
以下，將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的分解透視圖。圖3是根 據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件的組裝后的透視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明 的光學傳感器組件的平面圖。圖5是才艮據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件 的側(cè)一見圖。
如圖中所示，根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件100包括PCB 110、 設置在PCB 110的襯墊111上的透鏡120、設置在透鏡120周圍的 多個光源130、以及具有圖像傳感器140的殼體150,該圖像傳感 器緊密地附著于^H"墊111的底表面。
PCB 110由單面或雙面柔性印刷電路板(FPCB)制成，在該柔 性印刷電路板中，襯墊111和基板連接部113分別形成為從柔性材 料制成的基板112的兩側(cè)延伸。
在PCB 110中，插座型連4妄器114安裝在基4反連4妻部113上， 使得PCB 110連接于外部裝置。可替換地，基板連接部113包括滑 動型側(cè)部連接器。而且，PCB 110的襯墊111具有形成于其中的電 路圖案，使得包括設置于襯墊111之上和之下的器件的組件可以電連接。
而且，以薄膜形式延伸的襯墊111具有設置于其上的透4竟120 和光源130，光源130朝向物體發(fā)射光線，該物體的移動是4寺4企測的。
透鏡120緊密地附著于襯墊111的頂表面，使得形成于襯墊111 中央的穿孔部llla被透鏡120蓋住。至少一個或多個光源130設置 在透鏡120附近(包括透4竟120的各個側(cè)部)。
在這種情況下，透鏡120在晶片狀態(tài)下制造。優(yōu)選地，透鏡120 由焦距極短的松馳透鏡形成。而且，透鏡120通過模制工藝制造。 將在下面詳細描述透鏡的制造方法。
而且，設置在透鏡120周圍的光源130包括垂直向上發(fā)射紅外 光的紅外線發(fā)光二極管(LED)。
此夕卜，通過下面的過程來調(diào)整包括紅外線LED的光源130的 照明強度。首先，穿過透鏡120入射的光線進入圖^f象傳感器140, 并且檢測光的強度。然后，當通過置于基板110中的電路調(diào)整電壓 時，調(diào)整照明強度。
在這種情況下，在圖傳_傳感器140的內(nèi)部或外部"i殳置有單獨的 光量檢測單元(未示出)，以便檢測穿過透鏡120入射的光量。
殼體150連接于其上面設置有透鏡120的襯墊111，以便可以 固定并保護緊密地附著于襯墊111底表面的圖像傳感器140。
也就是i兌，以圖l象傳感器140的光4妻收部141 一皮暴露于襯墊111 的穿孔部llla的方式，安裝圖像傳感器140。在這種情況下，光接 收部141面對透4竟120，而襯墊111介于二者之間。而且，圖4象傳 感器140被插入到形成于殼體150中央部分的通孔150a中，以便 可以更可靠i也固定于坤于墊111的底表面。
殼體150形成為具有的尺寸與襯墊111的尺寸相同，且具有的 高度與圖像傳感器140的高度相同。因此，根據(jù)襯墊lll的尺寸，
可以使組件的尺寸最小化。
在以這種方式構(gòu)造的光學傳感器組件100中，當圖像傳感器 140和透鏡120通過利用PCB 110的倒裝芯片結(jié)合方法緊密地附著 時，圖像傳感器140緊密地附著于PCB 110的襯墊111的底表面， 同時，焦距極短的松馳透鏡120被設置在襯墊111上。因此，可以 制造超小型光學傳感器組件100。
也就是說，由于圖像傳感器140與透鏡120之間的焦距^皮最小 化并且透4竟120直4妄i殳置在4于墊111的頂表面上，所以用于固定透 鏡120所需的單獨的鏡筒結(jié)構(gòu)不再是必需的。因此，盡管要考慮堆 疊在一起的圖像傳感器140、基板IIO、以及紅外線LED的整體高 度，但可以制造高度在0.7-2.0 mm范圍內(nèi)的超小型光學傳感器組件 100。
在該光學傳感器組件100中，安裝在村墊111頂表面上的至少 一個或多個紅外線LED 130垂直向上照射光。由于乂人紅外線LED 130照射的光而產(chǎn)生的手指(物體)等的影子被圖像傳感器140檢 測到。于是，通過物體位置的檢測來實施按鍵功能。
乂人紅外線LED 130照射的光而產(chǎn)生的物體影子穿過透4竟120凈皮 垂直照射到圖〗象傳感器140上。通過利用穿過透4竟120的短焦3巨而 由圖像傳感器140的光接收部141集中的光線，圖^f象傳感器140實 時地計算物體的移動距離和方向。于是，物體的位置被檢測到。
同時，下面進4亍附著于襯墊111的透4竟120的制造方法。
透4竟的制造方法的沖匡圖。
首先，將聚合物注入到其中形成有多個凹槽的模具中，然后通 過紫外線固化該聚合物，以便可以形成透鏡陣列。然后，將基板粘 合到該透鏡陣列的后表面。
進一步，將模具與透鏡陣列分離，并將透鏡陣列切成多個單元 松馳透鏡120。
當將聚合物注入到模具中時，在聚合物的表面暴露于空氣的狀 態(tài)下通過紫外線固化該聚合物。當重復進行該過程時，就形成了透 鏡陣列。
而且，當將基板與透鏡陣列的后表面形成一體時，使用透明基 板。當穿過透明基板照射紫外線時，聚合物被固化，從而透鏡陣列 ^皮一體地附著于基才反。
在+〉馳透鏡120中，由于聚合物收縮造成的變形不會發(fā)生在透 鏡表面上，而是發(fā)生在透4竟的暴露表面上。因此，對于透鏡表面失 真形狀的補償不是必需的。因而，可以制造具有高質(zhì)量且具有才及短 焦3巨的透4fe。
才艮據(jù)本發(fā)明的光學傳感器組件，多個紅外線LED安裝在緊密 附著于PCB頂表面的透鏡周圍，并且被殼體環(huán)繞的圖像傳感器緊密 地附著于襯墊的底表面。因此，可以制造置于小尺寸電子設備(諸 如移動電話)中的超小型光學傳感器組件。而且，增加了晶片狀態(tài) 下制造的透鏡的位置選擇的自由度。
盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的幾個實施例，但本 領域技術人員可以理解，在不背離總發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的前提 下，可以對這些實施例進行變化，總發(fā)明構(gòu)思的范圍由所附權(quán)利要 求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種光學傳感器組件，包括印刷電路板(PCB)，具有襯墊，所述襯墊在其中央部分形成有穿孔部；透鏡，設置在所述襯墊的頂表面上，以便可以蓋住所述穿孔部；一個或多個光源，設置在所述透鏡周圍；圖像傳感器，緊密地附著于所述襯墊的底表面；以及殼體，安裝成環(huán)繞所述圖像傳感器的外圍，所述殼體具有的高度與所述圖像傳感器的高度相同，并且所述殼體具有的尺寸與所述襯墊的尺寸相同。
2. 4艮據(jù)^又利要求1所述的光學傳感器組件，其中，所述PCB是 柔性印刷電路板(FPCB ),所述FPCB在其一端設置有所述襯 墊，而在其另一端"i殳置有基板連"l妄部，所述基才反連4妄部在其上 安裝有連接件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學傳感器組件，其中，所述FPCB為 單面或雙面FPCB。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器組件，其中，所述光源包括 垂直向上發(fā)射紅外光的紅外線發(fā)光二極管(LED)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學傳感器組件，其中，在所述紅外線 LED中，根據(jù)外部環(huán)境穿過所述透鏡入射的光線進入所述圖 像傳感器，所述光線的強度由單獨設置在所述圖像傳感器內(nèi)部 或外部的光量檢測部來^r測，并且通過置于所述基板中的電路 來調(diào)整電壓，從而調(diào)整所述紅外線LED的照明強度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器組件，其中，所述透鏡由晶 片狀態(tài)下制造的水>弛透4竟形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學傳感器組件，其中，所述光學傳感 器組件一皮形成為具有0.7至2.0 mm的高度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學傳感器組件，包括具有襯墊的印刷電路板(PCB)，該襯墊在其中央部分形成有穿孔部；透鏡，設置在襯墊的頂表面上，以便可以蓋住穿孔部；一個或多個光源，設置在透鏡周圍；圖像傳感器，緊密地附著于襯墊的底表面；以及殼體，安裝成環(huán)繞圖像傳感器的外周，該殼體具有的高度與圖像傳感器的高度相同，并且殼體具有的尺寸與襯墊的尺寸相同。
文檔編號G06F3/042GK101183288SQ20071018711
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者金好兼 申請人:三星電機株式會社