(57)【要約】【課題】発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールを提供することにある。【解決手段】発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールは、チップユニット１、カバーユニット２ａおよび導光ユニット３ａを含む。チップユニット１は、回路基板１０および回路基板１０にそれぞれ電気的に接続された発光チップ１１及び画像検出チップ１２を備える。カバーユニット２ａは、発光チップ１１及び画像検出チップ１２の収容空間２１ａと、発光チップ１１を露出させる第１の開孔２２ａと、画像検出チップ１２を露出させる第２の開孔２３ａとを有する。導光ユニット３ａは、カバーユニット２ａの下方に設けられ、第１の屈折面３１ａと、第２の屈折面３２ａと、第３の屈折面３３ａと、第４の屈折面３４ａと、反射面３５ａとを備える。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回路基板および前記回路基板にそれぞれ電気的に接続された発光チップ及び画像検出チップを備えるチップユニットと、
前記発光チップ及び前記画像検出チップを覆い、かつ、前記発光チップ及び前記画像検出チップの収容空間、前記発光チップを露出させる第１の開孔、及び前記画像検出チップを露出させる第２の開孔を備えるカバーユニットと、
前記カバーユニットの下方に設けられ、かつ、少なくとも、第１の屈折面、第２の屈折面、第３の屈折面、第４の屈折面、及び反射面を備える導光ユニットと、を含み、
前記発光チップが投射するビームは、前記第１の屈折面、前記反射面及び前記第２の屈折面の組み合わせにより、ある表面へ投射する第１の反射ビームに変換され、前記第１の反射ビームは、前記表面の反射により第２の反射ビームに変換され、最後に、前記第２の反射ビームは、前記第３の屈折面及び前記第４の屈折面の組み合わせにより、前記画像検出チップに転送されることを特徴とする発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【請求項２】
前記カバーユニットの外縁は、上向きに延伸して前記発光チップ及び前記画像検出チップを覆うカバー本体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【請求項３】
前記カバーユニットの外縁は、上向きに延伸して前記発光チップ及び前記画像検出チップを覆う上層カバー本体、および下向きに延伸して前記導光ユニットを覆う下層カバー本体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【請求項４】
前記導光ユニットは、全反射型導光素子であり、かつ、前記全反射型導光素子は、エアの屈折率より高い材料であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【請求項５】
前記第１の屈折面は、凹面構造、平面構造または凸面構造であり、前記第２の屈折面は、凹面構造、平面構造または凸面構造であることを特徴とする請求項１に記載の発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【請求項６】
前記第３の屈折面は、凹面構造、平面構造または凸面構造であり、前記第４の屈折面は、凹面構造、平面構造または凸面構造であることを特徴とする請求項１に記載の発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、運動検出モジュールに関わり、特に、発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュール(motion-detecting module)に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の画像検出装置を示す図である。図１から分かるように、従来の画像検出装置は、メイン回路基板１ａ、発光素子２、光源固定機構３、画像検出素子４ａ、及びパッケージケース５ａを含む。
【０００３】
そのうち、発光素子２は、光源固定機構３上に固定され、ボンディングワイヤ２０によりメイン回路基板１ａに電気的に接続される。また、画像検出素子４ａは、メイン回路基板１ａに設けられ、複数のボンディングワイヤ４０ａによりメイン回路基板１ａに電気的に接続される。また、パッケージケース５ａは、画像検出素子４ａをパッケージするもので、開孔５０ａを有する。よって、発光素子２により表面ＳにビームＢ１を投射し反射ビームＢ２が発生され、その後、反射ビームＢ２は、パッケージケース５ａの開孔５０ａを通過して画像検出素子４ａに投射され、表面Ｓの画像を検出する。
【０００４】
しかしながら、発光素子２および画像検出素子４ａは別々の素子であるので、画像検出素子４ａが該反射ビームＢ２を正確的に検出できるため、発光素子２および画像検出素子４ａの相対位置が正確に位置決めなければならないため、プロセス上の複雑性および取付上の誤差の要因となる。また、光源固定機構３およびパッケージケース５ａは、別々の素子であるので、コストが向上することになる。
【０００５】
言い換えれば、従来の画像検出装置の発光素子２と画像検出素子４ａは、メイン回路基板１ａ上に位置決めし難く、或いは、従来の画像検出装置の導光装置（図示せず）は、その位置決め、取付誤差が大きいため、従来の画像検出装置の判断結果に影響してしまう。
上記から分かるように、従来の画像検出装置には、不便や欠点が明らかに存在しており、改善が求められている。
【０００６】
そのため、本考案者は、前記欠点が改良できるのを感心して、長年以来この領域で積み立てた経験により、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、やっと合理な設計且つ前記の欠点を有効に改良できた本考案を提案した。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案が解決しようとする課題は、発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールを提供することにある。本考案は、発光チップ及び画像検出チップを同一の回路基板にそれぞれ嵌め込み、全反射型導光素子により前記発光チップが発する光ビームを前記画像検出チップに導入する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術課題を解決するため、本考案に係る一態様は、チップユニット、カバーユニットおよび導光ユニットを含む発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールを提供した。
【０００９】
そのうち、前記チップユニットは、回路基板(PCB)および前記回路基板にそれぞれ電気的に接続された発光チップ及び画像検出チップを備える。前記カバーユニットは、前記発光チップ及び前記画像検出チップを覆い、かつ、前記カバーユニットは、前記発光チップ及び前記画像検出チップに連通する収容空間と、前記発光チップを露出させる第１の開孔と、及び前記画像検出チップを露出させる第２の開孔とを含む。前記導光ユニットは、前記カバーユニットの下方に設けられ、かつ、前記導光ユニットは、少なくとも、第１の屈折面、第２の屈折面、第３の屈折面、第４の屈折面、及び反射面を備える。
【００１０】
よって、前記発光チップが投射するビームは、前記第１の屈折面、前記反射面及び前記第２の屈折面の配合により、ある表面へ投射する第１の反射ビームを発生し、かつ、前記第１の反射ビームは、前記表面の反射により第２の反射ビームを発生し、最後に、前記第２の反射ビームは、前記第３の屈折面及び前記第４の屈折面の配合により、前記画像検出チップまでに転送される。
【００１１】
そのため、本考案は、前記発光チップ及び前記画像検出チップを同一の回路基板にそれぞれ嵌め込み、前記全反射型導光素子により前記発光チップが発する光ビームを前記画像検出チップに導入するので、本考案は、コストを低下させるだけではなく、組立の歩留まりも大幅に向上できる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案は、発光チップ及び画像検出チップを同一の回路基板にそれぞれ嵌め込み、全反射型導光素子により発光チップが発する光ビームを画像検出チップに導入するので、コストを低下させるだけではなく、組立の歩留まりも大幅に向上できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案の特徴及び技術内容を、以下の本考案に関わる詳しい説明及び添付図面を参照することにより、深く且つ具体的な了解を得られるが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本考案の請求の範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。
【００１４】
図２は、本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第１実施例を示す図である。図２から分かるように、本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールは、チップユニット１、カバーユニット２ａおよび導光ユニット３ａを含む。
【００１５】
そのうち、チップユニット１は、回路基板１０、発光チップ１１、画像検出チップ１２、運動検出演算チップ(ASIC)１３、および外部と通信するためのインターフェース制御チップ１４を含む。かつ、発光チップ１１、画像検出チップ１２、運動検出演算チップ１３、およびインターフェース制御チップ１４は、回路基板１０にそれぞれ電気的に接続される。
【００１６】
また、カバーユニット２ａは、チップユニット１の回路基板１０上に位置決められ、カバーユニット２ａの外縁は、上向きに延伸して発光チップ１１及び画像検出チップ１２を覆うカバー本体２０ａを有する。そのため、カバーユニット２ａは、カバー本体２０ａにより発光チップ１１及び画像検出チップ１２を覆う。また、カバーユニット２ａは、発光チップ１１及び画像検出チップ１２の収容空間２１ａと、発光チップ１１を露出させる第１の開孔２２ａと、画像検出チップ１２を露出させる第２の開孔２３ａとを含む。
【００１７】
また、導光ユニット３ａは、カバーユニット２ａの下方に設けられ、かつ、導光ユニット３ａは、複数の位置決め部材３０ａを有するため、導光ユニット３ａは、これらの位置決め部材３０ａによりチップユニット１の回路基板１０上に位置決められる。また、導光ユニット３ａは、少なくとも、第１の屈折面３１ａ、第２の屈折面３２ａ、第３の屈折面３３ａ、第４の屈折面３４ａ、及び反射面３５ａを備える。
【００１８】
また、第１実施例を言えば、該導光ユニット３ａは、全反射型導光素子であり、かつ、該全反射型導光素子は、エアの屈折率より高い材料である。また、第１の屈折面３１ａ、第２の屈折面３２ａ、第３の屈折面３３ａ、第４の屈折面３４ａは、いずれも凸面構造である。
【００１９】
よって、発光チップ１１が投射するビームＬ１は、第１の屈折面３１ａ、反射面３５ａ及び第２の屈折面３２ａの組み合わせにより、ある表面Ｓへ投射する第１の反射ビームＬ２に変換され、かつ、第１の反射ビームＬ２は、表面Ｓの反射により第２の反射ビームＬ３に変換され、最後に、第２の反射ビームＬ３は、第３の屈折面３３ａ及び第４の屈折面３４ａの組み合わせにより、画像検出チップ１２に転送される。
【００２０】
図３は、本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第２実施例を示す図である。図３から分かるように、第２実施例と第１実施例との最も大きな違いは、第２実施例では、導光ユニット３ｂは、複数の位置決め部材３０ｂを有するため、導光ユニット３ｂは、これらの位置決め部材３０ｂによりカバーユニット２ｂ上に位置決められる点である。よって、発光チップ１１が投射するビームＬ１’は、第１の屈折面３１ｂ、反射面３５ｂ及び第２の屈折面３２ｂの組み合わせにより、ある表面Ｓへ投射する第１の反射ビームＬ２’に変換され、かつ、第１の反射ビームＬ２’は、表面Ｓの反射により第２の反射ビームＬ３’に変換され、最後に、第２の反射ビームＬ３’は、第３の屈折面３３ｂ及び第４の屈折面３４ｂの組み合わせにより、画像検出チップ１２に転送される。
【００２１】
図４は、本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第３実施例を示す図である。図４から分かるように、第３実施例と第２実施例との最も大きな違いは、第３実施例では、カバーユニット２ｃの外縁は、上向きに延伸して発光チップ１１及び画像検出チップ１２を覆う上層カバー本体２０ｃおよび下向きに延伸して導光ユニット３ｃを覆う下層カバー本体２１ｃを有する点である。よって、発光チップ１１が投射するビームＬ１”は、第１の屈折面３１ｃ、反射面３５ｃ及び第２の屈折面３２ｃの組み合わせにより、ある表面Ｓへ投射する第１の反射ビームＬ２”に変換され、かつ、該第１の反射ビームＬ２”は、該表面Ｓの反射により第２の反射ビームＬ３”に変換され、最後に、該第２の反射ビームＬ３”は、第３の屈折面３３ｃ及び第４の屈折面３４ｃの組み合わせにより、該画像検出チップ１２に転送される。
また、第３実施例の下層カバー本体２１ｃは、導光ユニット３ｃをカバーする機能を有するため、発光チップ１１が投射するビームＬ１”が、画像検出チップ１２まで転送される過程において、外部光線の影響を受けず、本考案に係る運動検出モジュールの検出品質を向上できる。
【００２２】
図５は、本考案の第４実施例に係る導光ユニット３ｄの斜視図である。図５から分かるように、第４実施例と第１実施例との最も大きな違いは、第４実施例では、導光ユニット３ｄは、第１の屈折面３１ｄ、第２の屈折面３２ｄ、第３の屈折面３３ｄおよび第４の屈折面３４ｄを備える点である。そのうち、第１の屈折面３１ｄは平面構造、第２の屈折面３２ｄは凸面構造、第３の屈折面３３ｄは平面構造、第４の屈折面３４ｄは凸面構造である。
【００２３】
図６は、本考案の第５実施例に係る導光ユニット３ｅの斜視図である。図６から分かるように、第５実施例と第１実施例との最も大きな違いは、第５実施例では、導光ユニット３ｅは、第１の屈折面３１ｅ、第２の屈折面３２ｅ、第３の屈折面３３ｅおよび第４の屈折面３４ｅを備える点である。そのうち、第１の屈折面３１ｅは凹面構造、第２の屈折面３２ｅは凸面構造、第３の屈折面３３ｅは凹面構造、第４の屈折面３４ｅは凸面構造である。
【００２４】
図７は、本考案の第６実施例に係る導光ユニット３ｆの斜視図である。図７から分かるように、第６実施例と第１実施例との最も大きな違いは、第６実施例では、導光ユニット３ｆは、第１の屈折面３１ｆ、第２の屈折面３２ｆ、第３の屈折面３３ｆおよび第４の屈折面３４ｆを備える点である。そのうち、第１の屈折面３１ｆは凸面構造、第２の屈折面３２ｆは凹面構造、第３の屈折面３３ｆは凸面構造、第４の屈折面３４ｆは凹面構造である。
【００２５】
図８は、本考案の第７実施例に係る導光ユニット３ｇの斜視図である。図８から分かるように、第７実施例と第１実施例との最も大きな違いは、第７実施例では、導光ユニット３ｇは、第１の屈折面３１ｇ、第２の屈折面３２ｇ、第３の屈折面３３ｇおよび第４の屈折面３４ｇを備える点である。そのうち、第１の屈折面３１ｇは凸面構造、第２の屈折面３２ｇは平面構造、第３の屈折面３３ｇは凸面構造、第４の屈折面３４ｇは平面構造である。
【００２６】
そのため、上記第１実施例及び上記第４〜第７実施例から分かるように（図１、及び図５〜図８に示すように）、第１の屈折面と第２の屈折面の組合せは、平凸、凹凸、凸凸、凸凹、凸平などの５種類で、かつ、第３の屈折面と第４の屈折面の組合せは、平凸、凹凸、凸凸、凸凹、凸平などの５種類でよい。上記の５種の異なる組合せによって、集光の機能に達する。
【００２７】
以上のように、本考案は、発光チップ１１及び画像検出チップ１２を同一の回路基板１０にそれぞれ嵌め込み、全反射型導光素子（例えば、導光ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ）により発光チップ１１が発する光ビーム（例えば、Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”）を画像検出チップ１２に導入するので、コストを低下させるだけではなく、組立の歩留まりも大幅に向上できる。
【００２８】
しかし、以上は単に本考案の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家は、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の請求の範囲内に納まるべきことは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の画像検出装置を示す側面図である。
【図２】本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第１実施例を示す図である。
【図３】本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第２実施例を示す図である。
【図４】本考案に係る発光及び検出機能を整合するための運動検出モジュールの第３実施例を示す図である。
【図５】本考案の第４実施例に係る導光ユニットの斜視図である。
【図６】本考案の第５実施例に係る導光ユニットの斜視図である。
【図７】本考案の第６実施例に係る導光ユニットの斜視図である。
【図８】本考案の第７実施例に係る導光ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ  メイン回路基板
２    発光素子
３    光源固定機構
４ａ  画像検出素子
５ａ  パッケージケース
２０    ボンディングワイヤ
４０ａ  ボンディングワイヤ
５０ａ  開孔
Ｓ    表面
Ｂ１  ビーム
Ｂ２  反射ビーム
１    チップユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ  カバーユニット
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ  導光ユニット
１０    回路基板
１１    発光チップ
１２    画像検出チップ
１３    運動検出演算チップ
１４    インターフェース制御チップ
２０ａ  カバー本体
２１ａ  収容空間
２２ａ  第１の開孔
２３ａ  第２の開孔
３０ａ，３０ｂ  位置決め部材
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ  第１の屈折面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ  第２の屈折面
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ  第３の屈折面
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ  第４の屈折面
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ  反射面
２０ｃ上層カバー本体
２１ｃ下層カバー本体３５ｃ反射面
Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”ビーム
Ｌ２，Ｌ２’，Ｌ２”第１の反射ビーム
Ｌ３，Ｌ３’，Ｌ３”第２の反射ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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