專利名稱：耐污染光電鼠標及托座的制作方法
技術領域：
本發(fā)明概言之涉及與計算機相關的光導航裝置，更具體而言涉及對影響光導航的污染物進行補償。
背景技術：
光電指示裝置，例如光電鼠標，可通過追蹤一導航表面(例如一鼠標墊)與光電指示裝置內一圖像傳感器之間的相對運動而將運動信息傳送至一計算機的圖形用戶界面。一諸如光電二極管或激光的光源以光學方式將光線照射到導航表面上。使用電子圖像傳感器可基于導航表面的照射而獲得圖像，其中電子圖像傳感器通常包括一以圖案形式布置的光電檢測器陣列。陣列中的每一光電檢測器皆產生一與入射至該光電檢測器上的光線的強度成正比的輸出信號。來自光電檢測器陣列的輸出信號經處理后產生一導航表面圖像。通過比較一段時間內的一系列此等圖像，光電鼠標可產生關于鼠標相對于導航表面運動的運動信息。此運動信息經處理后能夠使指針在計算機的圖形用戶界面上進行相應運動。
某些光電指示裝置使用一相干光源(例如，激光)來照射導航表面。盡管相干光源可達成更低的功率消耗及更準確及精確的光導航，但這些相干照射導航系統(tǒng)對諸如灰塵顆粒、污物、食物、頭發(fā)及其它物質等污染物的存在要敏感得多。相反，使用非相干光源的光電指示裝置(例如，發(fā)光二極管)相對而言較不受污染物(例如污物及灰塵)的影響，這是因為其采用散射光圖案，因而可使污染物仍保持于圖像焦點之外。
然而，對于受相干照射的指示裝置而言，當污染物固定于光電指示裝置的一個光學表面(例如，一成像透鏡，照射透鏡等)且受到相干照射時，此污染物將成為導航表面圖像上的固定圖案。例如，當存在一污染物時，圖像傳感器的光電檢測器陣列中的一或多個光電檢測器將產生一個固定輸出信號，該輸出信號的強度或位置并不對應于導航表面上的實際表面特征或光線圖案。該固定圖案起噪聲的作用，其歪曲圖像比較并由此妨礙準確追蹤光電指示裝置相對于導航表面的運動。遺憾的是，污染物在運輸或在灰塵環(huán)境中使用過程中是無法避免的。
因此，盡管相干光源能夠改良光電指示裝置的光導航，但仍需要改良受相干照射的指示裝置的耐污染性。
發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面是提供一種污染中和托座。該托座包括一底座及一支承表面以及一中和元件。該底座及支承表面構造為以可移動方式容納一受到相干照射的鼠標。該中和元件設置于該支承表面上以對準該鼠標中一光學模件的至少一個暴露表面，并構造為可中和該至少一個暴露表面上的污染所產生的光電效應。
本發(fā)明的另一方面是提供一種中和光電鼠標污染的方法，該方法包括提供一包含一光學模件的鼠標，該光學模件的至少一個表面暴露于該鼠標的一開口；及，在該鼠標中一污染物與該至少一個暴露表面之間插入一阻擋層。
本發(fā)明的再一方面是提供一種檢測光電鼠標污染的方法，該方法包括對準一鼠標的一光學模件與一成像表面；通過將來自該光學模件的相干照射施加于該成像表面來獲得該成像表面的一第一圖像；分析該第一圖像以鑒別一與污染相關的干涉圖案；及，若該干涉圖案的一個參數超過一閾值，則將此干涉圖案鑒別為一污染物。
圖1是本發(fā)明一實施例之光電鼠標、鼠標墊及托座的立體圖。
圖2是本發(fā)明一實施例之光電鼠標的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明再一實施例之光電鼠標的剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明又一實施例之光電鼠標的剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明再一實施例之光電鼠標的剖面示意圖。
圖6是本發(fā)明又一實施例之光電鼠標的部分剖面示意圖。
圖7是本發(fā)明再一實施例之光電鼠標的剖面示意圖。
圖8是本發(fā)明一實施例之光電鼠標及一已知成像表面的剖面示意圖。
圖9是本發(fā)明一實施例之污染檢測方法的流程圖。
圖10是本發(fā)明一實施例之光電鼠標及導航表面的剖面示意圖。
圖11是本發(fā)明一實施例之污染檢測方法的流程圖。
圖12是本發(fā)明一實施例之光電鼠標及托座的剖面示意圖。
圖13是本發(fā)明一實施例之使用鼠標托座來檢測污染的方法的流程圖。
圖14是本發(fā)明一實施例之光電鼠標及具有一清潔機構的托座之剖面示意圖。
圖15是本發(fā)明另一實施例之光電鼠標及具有一清潔機構的托座之剖面示意圖。
圖16是本發(fā)明一實施例之光電鼠標及具有一清潔機構的托座之剖面示意圖。
具體實施例方式
下文參照作為本發(fā)明一部分的附圖來詳細說明本發(fā)明，且通過可實施本發(fā)明的具體實施例來闡釋本發(fā)明。因此，所使用的表示方向的術語(例如，“前面”、“后面”等)皆指所述圖中的方位。由于本發(fā)明實施例中的部件可位于多個不同方位，因此，所述表示方向的術語僅用于闡釋目的，而非用于限制目的。應了解，亦可采用其它實施例且可進行結構上及邏輯上的改變，此并不背離本發(fā)明的范疇。因此，不應將下述說明視為具有限制意義，且本發(fā)明范疇系由隨附權利要求界定。
當使用受到相干照射的鼠標時，本發(fā)明的實施例可對存在污染物(例如灰塵顆?；蛭畚?的情況加以補償。在某些實施例中，將一或多個阻擋結構納入鼠標空腔中以防止污物到達暴露的光學表面，例如一成像透鏡或照射透鏡的表面。在一實施例中，該些阻擋結構可包含主動及/或被動機構，且可跨越光學路徑延伸或僅沿光學路徑延伸。在其它實施例中，該些阻擋結構進一步包含可吸引及捕獲污染物以防止其遷移至暴露光學表面的元件以及可排拒污染物使之遠離暴露光學表面的元件。在另一些實施例中，所述阻擋結構通過優(yōu)化暴露光學表面相對于鼠標空腔開口(光線可透過此開口)的位置而使用間隔作為一回避機構。該些阻擋結構的一或多個實施例可組合用于一單一鼠標中。
本發(fā)明的其它實施例通過使用光源、成像表面及檢測算法的各種組合來檢測相干照射鼠標中的污染物。在某些實施例中只存在一種類型的光源(例如，相干光源)，而在另一些實施例中則使用兩種類型的光源(例如，相干光源及非相干光源)來檢測污染物。成像表面可包括一導航表面、一已知成像表面或一反射性表面(例如一第一鏡面)中任何之一。該等光源及成像表面用于產生一或多個可供分析的圖像以鑒別圖像中的干涉圖案，此等干涉圖案可指示存在污染的可能性。當此等干涉圖案超出一閾值時，用戶會接到相關通知。
在另一些實施例中，一托座或服務站構造為以可移動方式容納一鼠標并使用一清潔機構將污染物自鼠標的暴露光學表面及/或毗鄰該等暴露光學表面的鼠標表面去除。此等清潔機構包括一力施加器，該力施加器包括一可以機械方式自暴露光學表面去除污染物的靜止或活動刷，或一用于將污染物吹離暴露光學表面的壓力氣體機構。
本發(fā)明實施例可使用一或多個任一種補償機構，例如阻擋機構、檢測機構及清潔機構，其彼此組合以提高中和污染物對受相干照射光電鼠標的效應的可能性。
圖1展示系統(tǒng)20的一實施例，該系統(tǒng)包括光電鼠標22、具有導航表面25的墊24及托座26。鼠標22包括主體30，該主體容納有光學模件32及中和元件34且其亦界定底面36。光學模件32包括一相干光源、一照射透鏡、一成像表面及一圖像傳感器之組合，下文將結合圖2進一步對此加以說明及闡釋。
光電鼠標22用作一計算機(未圖示)的指示裝置，其基于光電鼠標22的底面36相對于導航表面25之間的滑動運動來工作。具體而言，在鼠標22相對于導航表面25運動的時間內，光學模件32可獲得導航表面25的一系列圖像。在一段時間內獲得的圖像之間的差別被轉換成運動信息，用于使一指針在一計算機或其它裝置的圖形用戶界面上運動。
托座26包括容納腔40、中和元件42及電接觸墊44。托座26的容納腔40之形狀及尺寸適于容納一鼠標以將一鼠標存儲于其中或適于充電(例如當鼠標20容納有可充電電池時)。電接觸墊44的位置適于以導電方式接觸鼠標22上的往復式接觸墊(未圖示)以便對鼠標22進行充電或達到其它目的。托座26包括下述任何之一且可用于無繩或有繩鼠標無繩可充電鼠標的充電座、擴展插口、存儲托座、鼠標清潔站或鼠標服務站。
鼠標22的中和元件34可體現為一用來補償污染物50(此等污染物會影響鼠標22的光學模件32)的機構且包括一個預先確定的阻擋結構或檢測機構。托座26的中和元件42可體現為一用來補償污染物50(此等污染物可影響鼠標22的光學模件32)的機構且包括一個預先確定的清潔機構或一個檢測機構之一部分。因此，用于補償污染物50的本發(fā)明實施例可分別構建為僅位于鼠標22或托座26之一或位于二者中的中和元件34、42，并于圖2至16之實施例中加以詳細描述。
圖2為本發(fā)明一實施例之一光電鼠標60的剖面視圖。如圖2所示，鼠標60包括殼體62，該殼體用于界定空腔63、頂面64及帶有開口68的底面66。鼠標60亦包括光學模件80，此模件包括相干光源82、傳感器84、具有表面87的照射透鏡86及具有表面89的成像透鏡88。透鏡表面87、透鏡表面89及表面90皆通過鼠標60的底面66中的開口68暴露于環(huán)境中。在另一實施例中，開口68形成于殼體62之一不同表面(例如頂面、側面)上，且光學模件80被布置為可透過開口68及相關導航表面25或另一與開口68對準用于光導航的導航表面發(fā)出及接收光。
相干光源82可產生至少部分相干的光。在一實施例中，相干光源82包括一激光光源，且可產生實質上相干的光，其中相干長度允許一傳感器(例如傳感器84)檢測出干涉圖案。傳感器84包括一集成電路，此集成電路包括一或多個數字輸入/輸出電路、處理電路、模/數信號轉換裝置、光源驅動器及光電檢測器陣列。照射透鏡86以聚焦圖案的形式將來自光源82的相干光照射至導航表面25上，而成像透鏡88則接收反射自導航表面25的光線圖案并將此圖案傳送至傳感器84中。
光學模件80亦可包括控制器85，此控制器具有控制光源82及傳感器84之運作的邏輯、用于存儲在傳感器84處所獲得圖像的存儲器及用于將來自光學模件80的運動信息傳送至一外部裝置(例如一計算機)的邏輯，以引導一指針在一用戶圖形界面上運動。在某些實施例中，控制器85包括在傳感器84中。
在一實施例中，照射透鏡86的每一表面87及成像透鏡88的每一表面89皆分別包括一透明的污染排拒涂層94、95，此等涂層由抗靜電材料、導電材料或其它可排拒污染物的物質制成。圖2中的方向箭頭指示污染物50受到排拒遠離該等表面的狀況。
在一些實施例中，光學模件80包括透明表面90，此表面可將光學模件80密封以與鼠標60的開口68及周圍環(huán)境隔離。在一實施例中，透明表面90連接至透鏡86、88的表面87、89，形成一整體或單體結構。表面90可防止污染物50透入表面90之外的空腔63中。為進一步增強表面90在中和污染物效應方面的有效性，在一些實施例中，表面90亦包括一由抗靜電材料、導電材料或其它污染物排拒材料制成的透明涂層96。在一些實施例中，涂層96實質上覆蓋整個表面90。在另一些實施例中，涂層96僅覆蓋表面90之一部分。此外，在其它實施例中，涂層94、95及96系形成作為光學模件80之一或多個暴露光學表面上的單一涂層。
涂層94、95及96作為一阻擋結構，其通過最大程度地減少或防止污染物附著于暴露光學表面上(例如分別為透鏡86、88的表面87、89，及表面90)來增強相干光導航的效果。
圖3是本發(fā)明另一實施例之光電鼠標100的剖面視圖。如圖3所示，鼠標100包括殼體62及光學模件80，二者具有與圖2所示實施例中鼠標60的對應元件實質相同的特征及屬性。
然而，鼠標100可進一步包括光學模件80之透鏡86及88在鼠標100之空腔63中的最佳位置，以便中和污染物對通過光學模件80產生的導航表面25之圖像的影響。透鏡86位于距鼠標100之開口68一固定距離(D1)處，透鏡88位于距鼠標100之開口一固定距離(D2)處。因此，此最佳透鏡位置對應于透鏡表面87與導航表面25及透鏡表面89與導航表面25之間的一相對固定距離處。由于衍射圖案在產生后會因污染物而發(fā)生變化，因此，實質上最大化透鏡86之暴露外表面87與鼠標100之開口68之間的距離(同時考慮其它光學設計限制)可能會最大程度地減少污染物引起的任何干涉圖案對透鏡86之表面87的影響。同樣地，實質上最大化透鏡88之暴露外表面89與傳感器84之間的距離(同時考慮其它光學設計限制)(即，最大程度地減小透鏡88之表面89與鼠標100之開口68之間的距離)可能會最大程度地減少污染物引起的任何干涉圖案對透鏡88之表面89的影響。表面89與傳感器84之間的間隔距離增加將允許一由污染物產生的干涉圖案在到達傳感器84之前充分變化，由此最大程度地減小干涉圖案所產生的影響。因此，此結構上的間隔系作為一阻擋層以阻擋原本可影響相干照射光導航的污染物。
圖4是本發(fā)明一實施例之光電鼠標120的剖面視圖。如圖4所示，鼠標120包括殼體62及光學模件80，二者除了省略涂層94、95及96之外具有與圖2所示實施例中鼠標60的對應元件實質相同的特征及屬性。然而，鼠標120可進一步包括阻擋結構122，此結構包括外壁124及內壁126。在一實施例中，壁124、126實質上分別沿開口68與透鏡86、88之間的整個長度延伸。在其它實施例中，一或多個壁124、126僅沿鼠標120之開口68與透鏡86、88之間的一部分長度延伸。
阻擋結構122的每一壁124、126皆界定開口68與透鏡86、88之間的一路徑邊界。每一壁124、126皆包括一或多種吸引劑以吸引并保持污染物，由此作為一阻擋層來防止污染物到達透鏡86、88。在一實施例中，一或多個壁124、126包括一具有一粘著表面130的構件以吸引及保持污染物。在另一實施例中，一或多個壁124、126包括一其上沉積有一粘著或粘性涂層132的構件以吸引及保持污染物。
最后，壁124、126并不局限于圖中所示的形狀、長度或位置。相反，壁124、126可沿開口68與各透鏡86、88之間的光學路徑布置成任何構造，其中一粘著表面或吸引劑表面系作為阻擋層以防止污染物分別遷移至透鏡86、88之表面87、89上。
圖5為本發(fā)明一實施例之光電鼠標150的剖面視圖。如圖5所示，鼠標150包括殼體62及光學模件80，二者除了省略涂層94、95及96之外具有與圖2所示實施例中鼠標60的對應元件實質相同的特征及屬性。如圖5所示，鼠標150可進一步包括接觸墊154及透明的污染物阻擋層156。接觸墊154設置于鼠標150的底面66上用于保持與導航表面25間的滑動接觸且其厚度大體上可將開口68保持于導航表面25之上一較小距離處。透明阻擋層156設置于開口68之內以防止污染物進入空腔63及透鏡86、88之表面87、89上。透明阻擋層156包括上表面158、下表面160、中央部分162及翼部164，其中翼部164自中央部分162延伸。翼部164之厚度大體上等于接觸墊154之厚度，以使窗口156之下表面160亦處于與導航表面25滑動接觸之位置。在另一實施例中，透明阻擋層156省略翼部164且僅包括中央部分162，此中央部分之厚度(如圖所示)設置為可使下表面160實質上與接觸墊154之底面共平面，以便與導航表面25接觸。
透明阻擋層156由具有上表面及下表面158、160材料制成且此等表面為硬且光學光滑的表面。在一實施例中，透明阻擋層156由藍寶石材料制成。此構造使得下表面160能夠在鼠標150越過導航表面25上的污染物移動時自下表面160排拒污染物。換言之，透明阻擋層156的下表面160構造為可將污染物自透明阻擋層156上擦除以便最大程度地減小透明阻擋層156下面的污染物的存在，由此最大程度地減小污染物對鼠標150之光導航的影響。
圖6是本發(fā)明一實施例之鼠標150的局部剖面視圖，其中透明阻擋層156以透明阻擋層170代替且省略了接觸墊154。透明阻擋層170亦界定一上表面171及一下表面172，其皆具有硬且光學光滑的表面。透明阻擋層170之厚度大體上與鼠標150之殼體62的底部部分的厚度相同，因此其下表面172實質上與鼠標150之底面66共平面，且作為抵靠導航表面25的接觸表面以擦除下表面172上的污染物。在另一實施例中，透明阻擋層170與接觸墊154共同存在(如圖5所示)于鼠標150之底面66上，因而下表面172不作為抵靠導航表面25的接觸表面。
圖7是本發(fā)明一實施例之光電鼠標180的剖面視圖。如圖7所示，鼠標180包括一殼體62及光學模件80，二者除了省略涂層94、95、96之外具有與圖2所示實施例中鼠標60之對應元件實質相同的特征及屬性。如圖7所示，鼠標150可進一步包括透明阻擋層182，此阻擋層可防止污染物進入空腔63及光學模件80的部件上。透明阻擋層182實質上跨越鼠標180之整個底面66延伸，因此亦替代通?？商峁┧龌瑒咏佑|功能的傳統(tǒng)接觸墊(例如圖5中的接觸墊154)。
透明阻擋層182由諸如藍寶石等具有上表面及下表面184、186的材料制成，且此等表面為硬且光學光滑的表面。此構造使得下表面186能夠在鼠標180越過導航表面25上的污染物移動時自下表面186排拒污染物。換言之，阻擋層182的下表面186構造為可將污染物自層182上擦除以最大程度地減小層182下面的污染物的存在，由此最大程度地減小污染物對光導航的影響。最后，透明阻擋層182亦可提供一物理邊界，以防止污染物透入其中包括有光學模件80的空腔63中。
圖8是本發(fā)明一實施例之光電鼠標200及一已知成像表面202的剖面示意圖。如圖8所示，鼠標200包括一殼體62，其除了省略涂層94、95、96之外具有與圖2所示實施例中鼠標60之對應元件實質相同的特征及屬性。鼠標200可進一步包括光學模件210，此模件包括相干光源212(例如光源A)、非相干光源214(例如光源B)、第一照射透鏡216、第二照射透鏡217、第一傳感器220、第二傳感器222、第一成像透鏡226及第二成像透鏡228。光學模件210亦可包括控制器240，此控制器具有控制光源212、214及傳感器220、222之運作的邏輯、用于存儲在傳感器220、222處所獲得圖像的存儲器及用于運作一比較模件以評價圖像間差別的邏輯。在某些實施例中，外部控制器250包括一用于存儲及運作一比較模件的存儲器及邏輯以便評價圖像間差別，并與控制器240之間進行通訊以進行此評價。外部控制器250可與控制器240之間進行有線或無線電氣連接。
相干光源212可產生至少部分相干的光，而非相干光源214包括一發(fā)光二極管(LED)。在一實施例中，相干光源82包括一激光光源并產生實質上相干的光，其中相干長度允許一傳感器(例如傳感器84)檢測出干涉圖案。傳感器84包括一集成電路，此集成電路包括一或多個數字輸入/輸出電路、處理電路、模/數信號轉換裝置、光源驅動器及光電檢測器陣列。
光學模件210可提供兩條獨立的成像路徑，一條用于相干照射，一條用于非相干照射。一第一相干照射路徑由相干光源212、第一照射透鏡216、第一成像透鏡226及第一傳感器220提供。一第二非相干照射路徑由非相干光源214、第二照射透鏡217、第二成像透鏡228及第二傳感器222提供。
在一實施例中，這些獨立的路徑允許同時獲得圖像以進行污染檢測。此外，提供獨立的光學路徑允許針對每一類型的光源對透鏡屬性(例如位置、厚度、曲率、材料等)進行最優(yōu)化。在其它實施例中，相干照射圖像及非相干照射圖像可依序每次獲得一個，由此允許兩個光源使用一個照射透鏡、兩個光源使用一個成像透鏡及兩個光源使用一個傳感器。換言之，第一照射透鏡216及第二照射透鏡217系組合成一個透鏡，第一成像透鏡226及第二成像透鏡228系組合為一個成像透鏡，且第一傳感器220與第二傳感器222系組合為一個傳感器。亦可設計使用元件216、217、226、228中某些元件之組合的其它實施例，例如，包括第一照射透鏡216及第二照射透鏡217、單一成像透鏡及單一傳感器的光學模件210。
已知成像表面202包括一成像表面，此成像表面具有已知構形及反射特性以便當向已知成像表面202施加非相干照射時(通過非相干光源214)，污染物不會因非相干照射的擴散性質或無規(guī)相位而在一通過傳感器222獲得的圖像中產生可檢測得到的干涉圖案。另一方面，當相干照射施于此已知成像表面202時，污染物會由于相干光的聚焦性質而在通過傳感器220獲得的已知成像表面202之圖像中產生可辨別的干涉圖案。通過比較這些所獲得的已知成像表面202的圖像中是否具有干涉圖案即可檢測出是否存在污染物?？刂破?40或外部控制器250中可存儲各種比較模件，以對已知成像表面202的圖像進行比較。
在一實施例中，控制器240或外部控制器250將一相干光源及/或一非相干光源產生的導航表面圖像的預期特性存儲于存儲器中。
在一實施例中，已知成像表面202包括于圖1所示的托座26中作為中和元件42，此使得在以可移動方式將鼠標200插入托座26之后，已知成像表面202與鼠標200的光學模件210對準，實質上如圖8所示。
在使用時，通過相干照射獲得已知成像表面202的一第一圖像，通過非相干照射獲得已知成像表面202的一第二圖像。比較這兩個圖像中是否存在與污染物相關的干涉圖案。當干涉圖案的一參數(例如圖像中干涉強度或干涉量的值)超過閾值時，會通知用戶在光學模件210的一暴露光學表面上已檢測到一污染物。
圖9是展示方法280的一實施例之流程圖。方法280使用圖8所示實施例中的鼠標200以及其它適宜光導航裝置來實施。在方框282中，一鼠標的光學路徑與一已知成像表面對準。在方框284中，該已知成像表面獨立受一相干光源及一非相干光源的照射。該相干光源產生至少部分相干的光或實質相干的光。在方框286中，傳感器基于每一光源產生的反射圖案分別獲得圖像。在方框288中，方法280包括比較兩個圖像以確定圖像中由污染物引起的干涉區(qū)域。在方框290中，當此干涉圖案的一參數超過閾值時鑒別出一污染物。隨后，此污染物鑒別可被傳送至用戶處以清潔鼠標從而改善其性能，或可根據此鑒別采取其它糾正措施。
圖10是本發(fā)明一實施例之光電鼠標300及導航表面301的剖面視圖。如圖10所示，鼠標300包括一殼體62及光學模件210，二者具有與圖8所示實施例中鼠標200之對應元件實質相同的特征及屬性。導航表面301包括一供鼠標300在正常使用中滑動于其上的共用導航表面，例如鼠標墊表面、桌面等。
在使用中，可在一定時期內定期自相干照射(通過相干光源212)及非相干照射(通過非相干光源214)二者獲得導航表面301之圖像。對通過不同類型的光源產生的一系列此等圖像進行比較能夠辨別出圖像上由污染物所致的干涉圖案，這是因為污染物可針對每一類型的照射產生不同的作用。用于進行此比較的比較模件存儲于控制器240及/或外部控制器250中。當干涉圖案的一參數(例如一強度或量)超過閾值時，此干涉被鑒別為一污染物，因此會通知用戶在鼠標300的一或多個暴露光學表面上已檢測到污染物，或可采取其它糾正措施。
圖11是污染檢測方法310之一實施例的流程圖，其中系使用圖10所示鼠標300的光學模件210或其它適宜光導航裝置來檢測污染物。在方框302處，光電鼠標運作于一導航表面上。在方框304處，該導航表面定期通過光電鼠標受來自一相干光源及來自一非相干光源的照射。在方框306處，通過一或多個傳感器自每一類型的照射獲得導航表面的定期圖像，并在一定時期內通過平均來比較這些自不同類型照射所獲得的圖像以檢測這些圖像中是否存在由污染物所致的干涉圖案。在方框308處，當干涉圖案的一參數(例如一數量值或出現頻率)超過閾值時將此干涉鑒別為一污染物。隨后，此鑒別可被發(fā)送至用戶或可采取其它糾正措施。
圖12是一包括光電鼠標352及托座354的系統(tǒng)350之一實施例的剖面視圖。如圖12所示，鼠標352包括一殼體62及光學模件80，二者除了省略涂層94、95、96之外具有與圖2所示實施例中鼠標60之對應元件實質相同的特征及屬性。托座354包括底座370、容納腔372、支承表面374及具有反射性表面378的反射元件376。
在一實施例中，反射元件376包括一第一鏡面，其中反射性表面378界定該鏡面的第一表面，其可反射光且不會使光線透過此鏡面的任何玻璃部件。此構造實質上在反射光時僅產生最低的散射、吸收、衍射等現象。在其它實施例中，反射元件376可包括其它反射材料，其中反射性表面378可提供一實質上具反射性的圖案，其對一光源的相干照射(例如光學模件80的相干光源82)具有最低光散射、光吸收或光衍射。
對于相干照射而言，此類型的反射性表面378可產生一圖像(此圖像通過傳感器84獲得)，其中，當與來自無污染物反射性表面378的預期反射圖案相比較時，可易于檢測出干涉圖案中一與污染物相關的參數(例如強度及/或量)。
光學模件80亦可包括控制器85，此控制器具有與圖2所示實施例中鼠標60之控制器85實質相同的特征及屬性，且其另外可存儲并運作一評價模件以通過評價產生于反射元件376的圖像來檢測污染。當檢測到一污染物時，控制器85會向用戶發(fā)出建議清潔光學模件80的通知。在某些實施例中，外部控制器362用于存儲一比較模件以評價自反射性表面378獲得的圖像并獨立于控制器85或與控制器240一起進行評價。外部控制器362與控制器85之間進行有線或無線電氣連接。
具有反射性表面378的反射元件376對應于圖2中托座26的中和元件42，其中反射性表面378與光學模件80共同用于檢測光學模件80的暴露表面上是否存在污染物。
圖13是一用于光電鼠標的污染物檢測方法400之一實施例的流程圖。方法400使用圖12所示實施例中托座354的反射性表面378或其它適宜反射性表面來實施。在方框402處，一鼠標的光學模件所產生的光學路徑與一托座的反射性表面對準。在方框404處，一反射性表面視情況可受相干光的照射。在方框406處，該相干光通過該反射性表面受到反射，此反射具有最低散射。在方框408處，根據所獲得的托座反射性表面圖像上一干涉區(qū)域的強度或大小來檢測光學模件80之一表面或一部分上的污染物。在方框410處，當此干涉區(qū)域的一參數超過一閾值時，此干涉被鑒別為一污染物。當鑒別出一污染物時，用戶會接到通知或可采取其它糾正措施。
圖14是一由光電鼠標452及托座454構成的系統(tǒng)450之一實施例的剖面視圖，其中此托座用于將污染物自光電鼠標452清除。如圖14所示，光電鼠標452包括一底面460及光學模件462。在一實施例中，光學模件462除了省略涂層94至96之外具有與圖2所示實施例中的光學模件80實質相同的特征及屬性。在其它實施例中，鼠標452的光學模件462具有結合圖2至8、10、12中的實施例所述的光電鼠標的一或多個特征。
托座454除了省略反射元件376且另外包括清潔元件468之外包括與圖12所示實施例中的托座354實質相同的特征及屬性，其中清潔元件468具有適于清潔光學表面的顆粒清除器470。
使用時，鼠標452以滑動方式進入托座454的接收器372中，以使暴露于鼠標452的底面460上的光學模件462經過清潔元件468的顆粒清除器470，由此將污染物自光學模件462的一或多個表面清除掉。顆粒清除器470與光學模件462之間的此相對運動產生一刮擦或掃除動作，從而將污染物自光學模件462的暴露光學表面清除。在此實施例中，顆粒清除器470固定于支承表面374(其處于一靜止位置)上，由此提供一被動的清潔機構。在一實施例中，顆粒清除器470包括一墊或其它非研磨性表面。
圖15是一由光電鼠標452及托座502構成的系統(tǒng)500之一實施例的剖面視圖，其中此托座用于將污染物自光電鼠標452清除。如圖15所示，除了托座502另外包括凹槽510及用以替代清潔元件468的清潔機構520之外，光電鼠標452及托座502具有與圖14所示實施例中的光電鼠標452及托座454實質相同的特征及屬性。如圖15所示，清潔機構520包括可運動的顆粒清除器522、連桿524、致動器526、機械觸發(fā)器530及電觸發(fā)器532。顆粒清除器522包括一適于清潔光學表面的非研磨表面且包括一圓柱形刷子、圓柱形墊或適于清潔光學表面的具有其它表面的元件。機械觸發(fā)器530包括一可按壓凸起或桿，當鼠標452滑入或置入托座502中時其通過與鼠標452的底面460間的機械接觸而受到按壓。在一實施例中，電觸發(fā)器532包括一導電接觸墊，其中，當鼠標452滑入或置入托座502中時，可通過鼠標452的底面460上的導電接觸墊464建立電氣連接。在另一實施例中，電觸發(fā)器532包括一非接觸式傳感器，此傳感器通過反射或其它機理檢測鼠標452之底面460的存在。
當鼠標452存在于托座502中時，致動器526在通過機械觸發(fā)器530或電觸發(fā)器532觸發(fā)后使可運動顆粒清除器522抵靠光學模件462運動以進行清潔。在其中顆粒清除器522為一刷子的實施例中，致動器526通過連桿524而使刷子522轉動。刷子522可連續(xù)轉動，或進行不連續(xù)數量的全周或半周轉動(例如一刮擦或掃除動作)以使刷子522的表面刷過鼠標452中光學模件462的暴露光學表面，由此將任何污染物自此等暴露光學表面上清除。在其它實施例中，致動器526通過連桿524驅動刷子522以非轉動方式運動，例如多個周期的間歇按壓接觸或其它非轉動接觸。因此，托座502可提供一活動清潔機構以將污染物自相干光學部件的表面清除，由此中和污染物所產生的效應。
圖16是一由光電鼠標452及托座552構成的系統(tǒng)550之一實施例的剖面視圖，其中此托座用于將污染物自光電鼠標452清除。如圖16所示，除了托座552另外包括端口560及用以替代清潔元件468的清潔機構570之外，光電鼠標452及托座552包括與圖14所示實施例中的光電鼠標452及托座454實質相同的特征及屬性。如圖16所示，清潔機構570將壓力氣體561(例如空氣或其它適宜氣體)的快速沖擊氣流發(fā)射于鼠標452的光學模件462上。清潔機構570包括裝設于托座552中的四個氣源之一。此四個氣源包括內部壓縮機571、可移動/可充填式容器572、熱沖擊氣流發(fā)生器574或一外部氣源580。外部氣源580通過外部源連接器582連接，此連接器可使外部氣源580及端口560之間的氣體通過控制閥584建立流體連接。在一實施例中，熱沖擊氣流發(fā)生器574包括一流體噴射裝置，例如此項技術中所熟知的熱感按需滴墨式噴墨打印頭。清潔機構570亦可包括致動器576、電觸發(fā)器578及機械觸發(fā)器579，其各具有與圖15所述的對應致動器526及觸發(fā)器530、532實質相同的特征及屬性。
使用時，將鼠標452置于托座552中，并使底面460抵靠托座552之支承表面374，以使鼠標452的接觸墊464與托座552的電觸發(fā)器578之間發(fā)生電接觸，或使電觸發(fā)器578通過反射性或其它非接觸性構件來檢測鼠標452之底面460的存在，或通過與鼠標452的底面460之間的機械接觸來觸發(fā)機械觸發(fā)器579。使用這些觸發(fā)器中的任何一個皆可通過清潔機構570啟動一清潔循環(huán)。在此觸發(fā)后，致動器576命令一氣源(內部壓縮機571、可移動/可充填式容器572、熱沖擊氣流發(fā)生器574或一通過連接器582連接的外部氣源580中之任何一個)通過端口560將一氣體的快速沖擊氣流(例如空氣或其它適宜氣體)發(fā)射至光學模件462上，由此將污染物自光學模件462的一或多個表面上清除掉。因此，清潔機構570可提供一活動清潔機構以中和存在于受到相干照射的指示裝置環(huán)境中的污染物。
本發(fā)明實施例提供用于檢測受相干照射光學指示裝置的暴露光學表面上的污染物以及將污染物自此等暴露光學表面上清除，并用于防止污染物到達此等暴露光學表面。通過采用這些抗污染措施，可更好地實現手動指示裝置的相干照射光導航的性能優(yōu)點。
盡管本文為闡釋本發(fā)明之較佳實施而闡述及說明了若干實施例，但熟習此項技術的人員應了解，可以多種替代性及/或等效實施方案來替代所展示的及所描述的具體實施例且不背離本發(fā)明之范疇。那些熟習機械、機電、電氣及計算機技術的人員將易于了解，可以多種實施例的形式來實施本發(fā)明。本申請案意欲涵蓋對本文所討論的較佳實施例的任何改進或修改。因此，很明顯，本發(fā)明僅受權利要求及其等效內容的限制。
權利要求
1.一種中和光電鼠標污染的方法，該方法包括提供一包含一光學模件的鼠標，所述光學模件包括一至少部分相干的光源，且所述光學模件的至少一個表面暴露于所述鼠標的一開口；及在所述鼠標中一污染物與所述至少一個暴露表面之間插入一阻擋層。
2.如權利要求1的方法，其中插入一阻擋層包括使用所述光學模件的所述至少一個暴露表面之一部分上的涂層來排拒污染物，其中所述光學模件具有至少一個抗靜電涂層作為一抗靜電表面。
3.如權利要求1的方法，其中插入一阻擋層包括將一透明元件置于所述鼠標的開口中，所述鼠標具有一與所述光學模件的所述至少一個暴露表面間隔并與之面對的一第一表面及一設置為面對一導航表面的第二表面；將所述透明元件界定為具有一厚度，且所述第二表面為一硬且光學光滑的表面，以使所述第二表面以滑動接觸方式沿所述導航表面運動。
4.如權利要求1的方法，其中插入一阻擋層包括在所述鼠標的開口與所述光學模件的所述暴露表面之間界定一路徑，其至少一個壁表面設置為能夠吸引污染物并將污染物保持于所述壁表面上。
5.如權利要求1的方法，其中插入一阻擋層包括將所述至少一個暴露表面界定為所述光學模件的一照射透鏡之外表面及所述光學模件的一成像透鏡之外表面；實質上最大化所述照射透鏡之外表面與一導航表面之間的距離；及實質上最大化所述成像透鏡之外表面與所述光學模件之一成像傳感器之間的距離。
6.一種使用一光電鼠標來檢測污染物的方法，該方法包括使一鼠標的一光學模件對準一成像表面；通過將來自所述光學模件的實質相干照射施加于所述成像表面來獲得所述成像表面的一第一圖像；分析所述第一圖像以鑒別一與污染物相關的干涉圖案；若所述干涉圖案的一個參數超過一閾值，則將所述干涉圖案鑒別為一污染物。
7.如權利要求6的方法，其中對準一光學模件包括將所述成像表面定位于一托座上，其中所述托座設置為以可移動方式容納所述鼠標；及將所述成像表面構建為實質上呈反射性的表面。
8.如權利要求6的方法，其進一步包括通過將來自所述光學模件的非相干照射施加于所述成像表面來獲得所述成像表面的一第二圖像；其中分析所述第一圖像包括比較所述第一圖像與所述第二圖像之間的差別以鑒別所述干涉圖案。
9.如權利要求8的方法，其中對準所述鼠標的光學模件包括將所述成像表面定位于一托座上作為一已知成像表面；以可移動方式將所述鼠標插入所述托座，以便對準所述光學模件之所述至少一個暴露表面與所述已知成像表面。
10.如權利要求8的方法，其中對準所述光學模件與一成像表面包括沿一導航表面運作所述鼠標；其中獲得所述第一圖像包括通過將來自所述光學模件的實質相干照射施加于所述導航表面來定期獲得所述導航表面的一系列第一圖像；其中獲得一第二圖像包括通過將來自所述光學模件的非相干照射施加于所述導航表面來定期獲得所述導航成像表面的一系列第二圖像；其中分析所述第一圖像包括比較所述系列第一圖像與所述系列第二圖像之間的差別以鑒別干涉圖案。
11.一種使用一托座來清潔一光電鼠標的方法，該方法包括以可移動方式將一光電鼠標插入所述托座；及自所述托座施加一力至所述光電鼠標的一光學模件上，以將污染物自所述光學模件的至少一個暴露表面除去。
12.如權利要求11的方法，其中施加一力至一光學模件上包括自所述托座將一壓力氣體流施加于所述光學模件的至少一個暴露表面上。
13.如權利要求12的方法，其中施加一壓力氣體流包括輸送來自下述之一的氣體流一內部氣體壓縮機；一可充填之可移動氣體容器；一熱沖擊氣流發(fā)生器；及一氣體連接器，其可連接至一外部氣源。
14.如權利要求11的方法，其中施加一力至一光學模件包括使所述托座的一顆粒清除器與所述光學模件的所述至少一個暴露表面之間發(fā)生相對運動。
15.如權利要求14的方法，其中使所述托座的顆粒清除器與所述光學模件的所述至少一個暴露表面之間發(fā)生相對運動包括將一靜態(tài)顆粒清除器定位于所述托座的一支承表面上；及沿所述支承表面以滑動方式容納所述鼠標，以使所述鼠標的所述光學模件表面運動經過所述顆粒清除器。
16.如權利要求14的方法，其中使所述顆粒清除器與所述光學模件的所述表面之間發(fā)生相對運動包括將一可運動顆粒清除器定位于所述托座的一支承表面上；及毗鄰于所述支承表面以可移動方式容納所述鼠標，以使所述可運動顆粒清除器抵靠所述光學模件的所述至少一個暴露表面運動。
17.一種耐污染光電鼠標，所述鼠標包括一外殼，該外殼的一表面具有一開口；一光學模件，其包括一實質相干的光源，此光源設置于所述外殼內，且所述光學模件的至少一個表面暴露于所述外殼的所述開口；及一阻擋結構，其位于所述至少一個暴露表面與所述開口外部的環(huán)境之間。
18.如權利要求17的鼠標，其中所述阻擋結構包括一透明的污染物排拒涂層，其位于所述至少一個暴露表面上。
19.如權利要求17的鼠標，其中所述阻擋結構包括至少一壁，其沿所述開口與所述至少一個暴露表面之間的至少一部分距離延伸，所述壁具有設置用于吸引及捕獲污染物的吸引劑。
20.如權利要求17的鼠標，其中所述阻擋結構包括一透明元件，其位于封閉所述外殼的開口之處。
21.如權利要求17的鼠標，其中所述阻擋結構包括一間隔構造，此實質上最大化至少一個所述至少一個暴露表面與一成像傳感器之間的距離；及所述至少一個暴露表面及一導航表面。
22.一種污染中和托座，其包括一底座及一支承表面，其構造為以可移動方式容納一受到實質相干照射的鼠標；及一中和元件，其位于所述支承表面上以對準所述鼠標一光學模件的至少一個暴露表面并構造為能夠中和所述至少一個暴露表面上的污染物所產生的光電效應。
23.如權利要求22的托座，其中所述中和元件包括一顆粒清除器，其包括至少一個靜止的清潔元件及一可運動清潔元件。
24.如權利要求22的托座，其中所述中和元件包括一壓力氣體機構，其構造為能夠將一沖擊氣流施加于所述至少一個暴露光學表面上。
25.如權利要求24的托座，其中所述壓力氣體機構包括至少下述之一一內部氣體壓縮機；一可充填之可移動氣體容器；一熱沖擊氣流發(fā)生器；及一氣體連接器，其可連接至一外部氣源。
26.如權利要求22的托座，其中所述中和元件包括一成像表面，其構造為能夠通過所述鼠標增強由污染物引起的干涉圖案在所述鼠標的所述光學模件之至少一個暴露表面上的成像。
27.一種污染檢測光電鼠標，其包括一外殼，該外殼的一表面具有一開口；一光學模件，其包含于所述外殼內且包括一實質相干的光源及一非相干光源，其布置為能夠獨立自一所述外殼外部的成像表面產生反射光；所述光學模件的至少一個表面暴露于所述外殼的開口；至少一個傳感器，其設置為能夠獲得由所述實質相干的光源產生的反射光之一第一圖像及由所述非相干光源產生的反射光之一第二圖像；及一比較模件，其設置用于評價所述第一圖像及所述第二圖像間的差別以鑒別干涉圖案，此等干涉圖案用于指示在所述光學模件的所述至少一個暴露表面上存在一污染物。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種污染中和托座，其包括一底座及一支承表面，其構造為以可移動方式容納一受到相干照射的鼠標。一中和元件設置于該支承表面上以對準該鼠標一光學模件的至少一個暴露表面并構造為可中和該至少一個暴露表面上的污染所產生的光電效應。本發(fā)明揭示一種中和光電鼠標污染的方法，該方法包括提供一包含一光學模件的鼠標，該光學模件的至少一個表面暴露于該鼠標的一開口；及，在該鼠標中一污染物與該至少一個暴露表面之間插入一阻擋層。本發(fā)明還揭示一種檢測污染的方法，該方法包括使一鼠標的一光學模件與一成像表面對準；通過將來自該光學模件的相干照射施加于該成像表面來獲得該成像表面的一第一圖像；分析該第一圖像以鑒別一與一污染相關的干涉圖案；當該干涉圖案的一個參數超過一閾值時提醒用戶注意。
文檔編號G09G5/08GK1673943SQ2005100001
公開日2005年9月28日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權日2004年3月22日
發(fā)明者文森特·C·莫耶, 馬克·M·巴特沃思, 邁克爾·J·布魯斯南, 魯平德·辛格·格雷瓦爾, 保羅·邁克爾·韋爾奇, 馬歇爾·T·迪普, 謝童 申請人:安捷倫科技公司