專利名稱：光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種通過發(fā) 光體與目標(biāo)表面間設(shè)有一透鏡，恰使光束通過該透鏡時，產(chǎn)生折射現(xiàn) 象，進(jìn)而調(diào)整投射路徑，使發(fā)光體的光束向下集中于目標(biāo)表面上，從 而使光感測單元清晰地偵測到目標(biāo)表面上的影像。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人類生活中所不可或缺
的一部份，而輸入裝置是計(jì)箅機(jī)必備的接口設(shè)備，為配合計(jì)算機(jī)日新
月異的功能，輸入裝置(諸如鼠標(biāo)、鍵盤等等)也在不斷更新研發(fā)
以求更為合于實(shí)用，以鼠標(biāo)、鍵盤為例，除了大量的文字輸入以外，
鼠標(biāo)的使用頻率更勝于鍵盤，由于鼠標(biāo)具有絕佳的自由度與操控性，
可輔助并替代體積龐大的鍵盤，特別是對多媒體以及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的操控， 鼠標(biāo)更具有無可替代的地位。
目前市面上所販?zhǔn)鄣氖髽?biāo)的種類，大致上可以分為機(jī)械鼠標(biāo)與光 學(xué)鼠標(biāo)，機(jī)械鼠標(biāo)雖然技術(shù)門檻低、價(jià)格便宜，惟其缺點(diǎn)則是軌跡球 在滾動的過程中易磨損、吸入灰塵，導(dǎo)致機(jī)械鼠標(biāo)精確度降低。
光學(xué)鼠標(biāo)的技術(shù)原理在于利用發(fā)光體(通常為紅色發(fā)光體)將光照 射到目標(biāo)表面上，在一定時間內(nèi)擷取傳回的反射光束，靠著每秒多次 的掃描擷取，經(jīng)由比對，即可算出鼠標(biāo)移動的方向，并決定鼠標(biāo)移動 了多少距離。
目前市場上現(xiàn)有的光學(xué)鼠標(biāo)，請參閱圖1，現(xiàn)有一種光學(xué)鼠標(biāo)的
剖視圖，其鼠標(biāo)在一平面上移動，啟動發(fā)光元件a將發(fā)光體投射至導(dǎo)
光板b的第一反射面b l時，即會將此發(fā)光體反射至第二反射面b 2 上，經(jīng)由該第二反射面b 2的反射，發(fā)光體會穿過底座c的開口，投 射在一非透明接口形成的目標(biāo)表面d ，當(dāng)目標(biāo)表面d是非透明接口時，
目標(biāo)表面d與第一影像軸I重疊，使影像擷取元件e恰可擷取目標(biāo)表 面d上發(fā)光體所投射對象第一影像軸I上的影像，使該影像擷取元件
e可持續(xù)擷取正確的影像，進(jìn)而通過電路控制單元(圖未示)準(zhǔn)確地 計(jì)算出該鼠標(biāo)的移動距離及方向。
據(jù)上述，該光學(xué)鼠標(biāo)的擷取影像結(jié)構(gòu)，需使投射的光束D與擷取 影像的光束R要在目標(biāo)表面d的第一影像軸I上相交于一點(diǎn)，方能使 影像擷取元件e正確擷取到第一影像軸I的影像訊號。
但是，如圖2，若該目標(biāo)表面d為一透明介質(zhì)材料(如:玻璃) 所制成，由于目標(biāo)表面d與第一影像軸I不重疊，當(dāng)投射光入射至目 標(biāo)表面d，若不計(jì)入折射率時，投射的光束D會透射目標(biāo)表面d與其 下方的第二影像軸I l相交點(diǎn)，意即，該投射的光束D與擷取影像的 光束R無法相交于第一影像軸I ，故而造成該光學(xué)鼠標(biāo)不能在目標(biāo)表 面d上作用，換言之，該光學(xué)鼠標(biāo)在透明介質(zhì)層上將失去作用。
為改善上述問題，目前業(yè)界生產(chǎn)有另一現(xiàn)有的光學(xué)鼠標(biāo)，請參閱 圖3所示，由圖中可知，當(dāng)鼠標(biāo)在一平面上移動時，透過發(fā)光元件a 所投射的光束D傳遞至導(dǎo)光板b的第一反射面b l時，恰會將此投射 的光束D沿垂直方向反射至一分光鏡f (beamsplitter)的表面，該分 光鏡f為一可將該投射的光束D的一部分反射，而另一部分透射的光 學(xué)對象。經(jīng)該分光鏡f反射，使該投射的光束D向下垂直透射至一透 明介質(zhì)層(玻璃)下方的目標(biāo)表面d，使該目標(biāo)表面d反射一擷取影 像的光束R至分光鏡f的內(nèi)面，使得擷取影像的光束R與經(jīng)該分光鏡 f反射的該投射的光束D重疊，并與透明介質(zhì)層下方的目標(biāo)表面d的
第二影像軸I l相交。經(jīng)該分光鏡f反射該擷取影像的光束R至一透 鏡，供一影像擷取元件e擷取經(jīng)該透鏡作用的影像。
然如上述構(gòu)造于實(shí)際使用時，由于該發(fā)光元件a投射出的發(fā)光體 信號要經(jīng)導(dǎo)光板b反射，再經(jīng)由分光鏡f分光反射，方能傳抵至目標(biāo) 表面d上，尤其分光過程中，有大部分光能量已自分光鏡f透射散失， 相對使得光能量有效使用率偏低。尤其，為了能使透過透明介質(zhì)層， 而傳抵至目標(biāo)表面d的光束達(dá)到足以目標(biāo)表面d的影像，必須增強(qiáng)該 發(fā)光元件a的發(fā)光功率，將相對耗費(fèi)光能源，在能源短缺的今日，實(shí) 為一極不環(huán)保、不經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷,提出一 種光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，通過發(fā)光體與目標(biāo)表面間設(shè)有一透鏡單元， 恰使光束通過透鏡單元時，產(chǎn)生折射現(xiàn)象，進(jìn)而調(diào)整投射路徑，使發(fā) 光體的光束集中于目標(biāo)表面上，從而使光感測單元清晰地偵測到目標(biāo) 表面上的影像。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，
其包含 一發(fā)光體，提供投射的光束； 一透鏡單元，其底面形成有一
調(diào)整光束斜率的聚光面，恰位于光束的投射路徑上，且該透鏡單元的 聚光面法線垂向目標(biāo)表面，使光束聚焦于該透鏡單元底端，進(jìn)而透射 至目標(biāo)表面，且影像擷取路徑恰自目標(biāo)表面通過該透鏡單元，，束集于
該透鏡單元上端；以及一光感測單元，相對位于該透鏡單元上端，用 以擷取目標(biāo)表面的影像。
如上述構(gòu)造，本實(shí)用新型的有益效果在于，通過該透鏡單元的聚 光面使光束聚焦目標(biāo)表面，使光感測單元清楚讀取目標(biāo)表面的影像， 并根據(jù)移動時目標(biāo)表面的影像變化來對應(yīng)判斷輸入裝置本體于目標(biāo)表 面的位移方向以及位移距離資料。
為使能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以'下 有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明 用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。


圖1為現(xiàn)有光學(xué)結(jié)構(gòu)的剖視示意圖； 圖2為現(xiàn)有光學(xué)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例示意圖； 圖3為另一現(xiàn)有光學(xué)結(jié)構(gòu)的剖視示意圖； 圖4為本實(shí)用新型光束通過透鏡單元的光束路徑示意圖； 圖4A為本實(shí)用新型光束通過透鏡單元進(jìn)入透明介質(zhì)層的光束路 徑示意圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的剖視示意圖； 圖6為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的剖視示意圖； 圖7為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的剖視示意圖； 圖8為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的剖視示意圖。
圖中符號說明現(xiàn)有技術(shù)a發(fā)光元件
b導(dǎo)光板
b 1第一反射面
b 2第二反射面
c底座
d目標(biāo)表面
影像擷取元件
f分光鏡
R擷取影像的光束
D投射的光束
I第一影像軸
I 1第二影像軸
本實(shí)用新型
1發(fā)光體
2基座本體
21空間
22透鏡單元
22 1聚光面
22 2導(dǎo)光棱鏡
24聚光透鏡
25導(dǎo)光鏡
3光感測單元
4目標(biāo)表面
5透明介質(zhì)層
1光束入射路徑
2影像擷取路徑
A第一影像軸
B第二影像軸
具體實(shí)施方式
首先，請參閱圖4所示，本實(shí)用新型設(shè)于輸入裝置本體內(nèi)，其包
含 一發(fā)光體l、 一透鏡單元2 2以及一光感測單元3;其中，
該發(fā)光體l可為可見發(fā)光體l或不可見發(fā)光體l ，且該發(fā)光體l 的具體構(gòu)造采用激光或發(fā)光二極管，其主要用以提供一投射的光束， 且該發(fā)光體的投射方向?yàn)樗椒较蛲渡洹?br> 該透鏡單元2 2對應(yīng)該發(fā)光體1的光束入射路徑L 1以及影像擷 取路徑L2，且該透鏡單元2 2為一凸透鏡，于該透鏡單元2 2其底 面形成有一聚光面2 2 1恰位于光束入射路徑L l上，用以調(diào)整光束 的斜率，于該透鏡單元2 2頂部相對該聚光面2 2 l上方兩側(cè)分別形 成有一導(dǎo)光棱鏡2 2 2恰位于該發(fā)光體所發(fā)射光束的光束入射路徑L 1上，用以導(dǎo)引光束反射入該透鏡單元2 2的聚光面2 2 1 ，使光束 聚焦于該透鏡單元2 2底端，即目標(biāo)表面4，且該透鏡單元22的法
線垂向目標(biāo)表面4，使目標(biāo)表面4的影像沿影像擷取路徑L 2通過該 透鏡單元2 2 ,束集于該透鏡單元2 2上端。
該光感測單元3，架設(shè)于上述透鏡單元2 2上端，用以擷取自目 標(biāo)表面4影像擷取路徑L 2的影像。
如上述構(gòu)造實(shí)施時，依圖4A所示，通過該透鏡單元2 2周圍所 設(shè)置該導(dǎo)光棱鏡2 2 2位于光束入射路徑L l上，使該發(fā)光體l的光 束入射路徑L l可透過該導(dǎo)光棱鏡2 2 2導(dǎo)引經(jīng)一次或一次以上反射 進(jìn)入該透鏡單元2 2的聚光面2 2 1，從而達(dá)到將光束導(dǎo)引于該聚光 面2 2 l上的功能，再通過該透鏡單元2 2的聚光面2 2 l使光束入 射路徑L l上的光束產(chǎn)生向中心聚焦的折射現(xiàn)象，而集中針對距于一 透明介質(zhì)層5 (玻璃)下方的目標(biāo)表面4，使光束能束集穿透過一透 明介質(zhì)層5 (玻璃)表面的第一影像軸A，投射入下方的目標(biāo)表面4 的第二影像軸B ，使目標(biāo)表面4的影像沿影像擷取路徑L 2穿透過該 透明介質(zhì)層5，通過該透鏡單元2 2，進(jìn)而射入該光感測單元3，使 該光感測單元3清楚讀取目標(biāo)表面4影像，進(jìn)而通過電路控制單元根 據(jù)移動時目標(biāo)表面4的影像變化來對應(yīng)判斷輸入裝置本體于目標(biāo)表面 4的位移方向以及位移距離資料。
本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，如圖5所示，上述構(gòu)造中該發(fā)光體l 可為垂直方向設(shè)置，致使該發(fā)光體1所投射光束的光束入射路徑L 1 無法直接射入該透鏡單元2 2的聚光面2 2 1 ，此時仍通過該透鏡單 元2 2周圍設(shè)有多個該導(dǎo)光棱鏡2 2 2，其中至少有一該導(dǎo)光棱鏡2 2 2恰位于光束入射路徑L 1，至少二個該導(dǎo)光棱鏡相互反射。使光 束經(jīng)由多個該導(dǎo)光棱鏡2 2 2的反射轉(zhuǎn)傳，而射入該透鏡單元2 2的 聚光面2 2 1。
如上述構(gòu)造，該發(fā)光體1的光束先射入位于該發(fā)光體1下方的該 導(dǎo)光棱鏡2 2 2,使該發(fā)光體1的光束入射路徑L 1可透過該導(dǎo)夾棱
鏡2 2 2導(dǎo)引，而水平反射入該另一導(dǎo)光棱鏡2 2 2，使該光束入射 路徑L l可透過該另一導(dǎo)光棱鏡2 2 2導(dǎo)引，垂直射入該透鏡單元2 2的聚光面2 2 1，從而達(dá)到將光束導(dǎo)引于該聚光面2 2 l上的功能。
本實(shí)用新型的第三實(shí)施例，如圖6所示，上述構(gòu)造中，該發(fā)光體 1以及該透鏡單元2 2容設(shè)于一基座本體2中。該基座本體2由透明 物質(zhì)一體成型構(gòu)成，并于該發(fā)光體l的光束入射路徑L 1以及光束反 射路徑L 2上設(shè)有一空間2 1，于該空間2 l中設(shè)置該透鏡單元2 2。
本實(shí)用新型的第四實(shí)施例，如圖7所示，上述構(gòu)造中，該基座本 體2中，于該光感測單元3與該透鏡單元2 2間的影像擷取路徑L2 上設(shè)有至少一具調(diào)整影像效果的聚光透鏡2 4，用以調(diào)整影像的清晰 度，使該光感測單元3獲得更佳的影像擷取。
如上述構(gòu)造，透過設(shè)于影像擷取路徑L 2上的該聚光透鏡2 4將 目標(biāo)表面4影像做進(jìn)一步的調(diào)整，再射入該光感測單元3，可使該光 感測單元3所擷取的影像更明亮清晰。
本實(shí)用新型的第五實(shí)施例，如圖8所示，上述構(gòu)造中，該基座本 體2的空間2 l上方，于該光感測單元3與該透鏡單元2 2間設(shè)有至 少一導(dǎo)光鏡2 5恰位于影像擷取路徑L 2上，用以將影像導(dǎo)引至該光 感測單元3 。
如上述構(gòu)造，該光感測單元3可不必位于與該透鏡單元2 2的聚 光面2 2 l位于相同法線上，而能透過該導(dǎo)光鏡2 5改變影像擷取路 徑L2，使影像擷取路徑L 2對應(yīng)射入該光感測單元3。
綜上所述，本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)
1 、本實(shí)用新型通過該透鏡單元2 2的聚光面2 2 1對進(jìn)入的光 束產(chǎn)生束集聚焦的作用，使光束入射路徑L l調(diào)整束集，而能穿i過
正下方的透明介質(zhì)層5 (玻璃)表面，投射入位于透明介質(zhì)層5下方 的目標(biāo)表面4上，使目標(biāo)表面4的影像能清晰地被擷取。
2、 本實(shí)用新型由于透過該聚光面2 2 l將光束做束集聚焦，從 而減少光束能量的耗損，使相等發(fā)光功率的發(fā)光體1于本結(jié)構(gòu)上能發(fā) 揮到最大的光束強(qiáng)度，使目標(biāo)表面4的影像能清晰地被擷取，從而相 對節(jié)約光功率輸出，充分利用光能源，在能源短缺的今日，實(shí)為既環(huán) 保且經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。
3、 本實(shí)用新型的光束射入目標(biāo)表面4呈集中包圍，且該透鏡單 元2 2的法線垂向目標(biāo)表面4 ，故光束入射路徑L 1與影像擷取路徑 L 2近乎重疊，從而避免光束往來通過透明介質(zhì)層5所造成折射的物 理影響，使目標(biāo)表面4的影像能順利、清晰地被擷取。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，非因此局限本實(shí)用 新型的專利范圍，故舉凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所為之等 效技術(shù)變化，均包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，設(shè)于輸入裝置本體內(nèi)，其特征在于，其包含一發(fā)光體，提供投射的光束；一透鏡單元，其底面形成有一調(diào)整光束斜率的聚光面，恰位于光束的投射路徑上，使光束聚焦于該透鏡單元底端，進(jìn)而透射至目標(biāo)表面，且影像擷取路徑恰自目標(biāo)表面通過該透鏡單元，束集于該透鏡單元上端；一光感測單元，相對位于該透鏡單元上端，用以擷取自目標(biāo)表面的影像。
2. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā) 光體為不可見發(fā)光體。
3. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā) 光體為可見發(fā)光體。
4. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā) 光體為激光。
5. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā) 光體為發(fā)光二極管。
6. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透 鏡單元的周圍，于該發(fā)光體的投射路徑上設(shè)有至少一導(dǎo)光棱鏡用以導(dǎo) 引光束經(jīng)一次或一次以上的反射入該透鏡單元的聚光面。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透 鏡單元相對該聚光面上方至少一側(cè)設(shè)有至少一該導(dǎo)光棱鏡。
8. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透 鏡單元相對該聚光面上方兩側(cè)分別設(shè)有至少一該導(dǎo)光棱鏡。
9. 如權(quán)利要求6、 7或8所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在 于，該透鏡單元周圍至少有二該導(dǎo)光棱鏡相互反射，使光束經(jīng)一次或 一次以上反射，而射入該聚光面。
10. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 透鏡單元為一凸透鏡，并于該透鏡單元底面形成有該聚光面。
11. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 光感測單元與該透鏡單元位于相同法線上。
12. 如權(quán)利要求l l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該光感測單元與該透鏡單元間的影像擷取路徑上設(shè)有至少一用以調(diào)整 影像的清晰度的聚光透鏡。
13. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 光感測單元與該透鏡單元間設(shè)有至少一用以將影像反射至該光感測單 元的導(dǎo)光鏡，恰位于影像擷取路徑上。
14. 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，輸 入裝置本體內(nèi)設(shè)有一基座本體，該基座本體內(nèi)具有一空間恰位于光束 的投射路徑以及影像擷取路徑上，該空間中設(shè)置有該透鏡單元。
15. 如權(quán)利要求l 4所述的光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該空間中相對該透鏡單元頂部設(shè)有該聚光透鏡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)鼠標(biāo)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，包含一發(fā)光體，用以提供投射的光束；一透鏡單元，其底面形成有一聚光面恰位于光束的投射路徑上，用以調(diào)整光束的斜率，且該透鏡單元的聚光面的法線垂向目標(biāo)表面，使光束聚焦于該透鏡單元底端，進(jìn)而透射至目標(biāo)表面，且影像擷取路徑恰自目標(biāo)表面通過該透鏡單元，進(jìn)入該透鏡單元上端；以及一光感測單元，相對位于該透鏡單元上端，用以擷取目標(biāo)表面的影像；如上述構(gòu)造，通過透鏡單元使光束聚焦目標(biāo)表面，使光感測單元清楚讀取目標(biāo)表面的影像，并根據(jù)移動時目標(biāo)表面的影像變化來對應(yīng)判斷輸入裝置本體于目標(biāo)表面的位移方向以及位移距離資料。
文檔編號G02B27/00GK201007821SQ200620147490
公開日2008年1月16日 申請日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者呂淑芬 申請人:培新科技股份有限公司