CN100480768C - 光感测装置及具有该装置的指针信号产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光感测装置及使用该装置的指针信号产生装置，该光感测装置用以感测一工作表面的影像，包括：一光源用以产生照射该工作表面的光线；一影像传感器，用以产生该工作表面的影像的电子信号；一透镜，用以聚焦该工作表面反射的光线，且该透镜与该影像传感器具有同一中心轴；以及一分光镜，用以将该光源产生的至少一部份光线偏移至该工作面并往该中心轴的方向反射而让该透镜接收。

Description

光感测装置及具有该装置的指针信号产生装置

技术领域

本发明涉及一种光感测装置，尤其是涉及一种在指针信号产生装置中所使用的光感测装置。

背景技术

指针信号产生装置，例如鼠标，是计算机不可或缺的外围控制装置。其目的在于让使用者可以控制计算机屏幕上的光标。

一般鼠标的使用方式是将鼠标放置在工作面上，例如放置在桌面上，然后使用者只要在桌面上移动鼠标就可以使光标往鼠标移动的方向移动。

公知有许多的方式被用以产生鼠标的指针信号，最常见的是使用滚球带动光栅轮的半光学式鼠标以及近年逐渐普及的光学鼠标。

滚球式鼠标在使用上最大的缺点在于，由于滚球和桌面的磨擦会使一些灰尘附着在滚球表面上，时间久了会使滚球无法准确地带动产生指针信号的光栅轮产生转动，因此产生错误的指针信号。

基于滚球式鼠标的缺陷，因此有了光学鼠标的产生。光学鼠标主要是利用镜片组合以及影像信号传感器来感测桌面纹路的变化，进而产生指针信号。

请参照图1，其为一种公知光学鼠标的光学组件的示意图。图1中示出了一光源1，一般是发光二极管，一取像透镜2以及一光传感器3，这些光学组件是为了读取桌面T的影像信号。由光源1发出的光线A以和桌面T倾斜的方位照射桌面，这些光线被桌面T反射后经过取像透镜2聚焦后由光传感器3接收以产生影像信号。由于光源1的光线是以倾斜的角度照射在桌面T上，因此光源发出的光线A在经桌面反射后，有一部份B会偏移而无法让透镜2接收，仅有一部份C反射至透镜2所在的方向。

此种公知的光学鼠标最常带给使用者的问题在于，此种光学鼠标在某些特殊材质的桌面上无法感测到信号，例如在透明材质的桌面上。请参照图2。图2表示图1的光学组件使用在透明桌面T’的情况。桌面T’包括T1’与T2’，其中T1’与T2’之间是透明的，而T1’上有桌面T’的纹路。光源1的光线A同样倾斜地照射在桌面T’，但由于T2’是透明的，因此光线A将穿透T2’而到达T1’，再由T1’反射给透镜2。在此种情况下，由于光线A行进的长度改变，因此由桌面T1’反射的光C’和图1的反射光C不同，很容易造成T1’所反射的光C’仅有一小部份能被透镜2所接收，因此造成光传感器3无法接收到充份的桌面上的影像信号，造成光学鼠标无法被使用的情况。

再者，如果桌面T是高反射面的材质，例如镜面，图1的光束A照射到桌面T时将会产生大角度的反射，也就是大部份的光线会聚集到光线B的部份，因此光束C所具有的光量会变得非常少，让传感器3无法接收到足以产生桌面影像信号的光量，因此也无法产生指针信号。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种光感测装置，用以正确地感测多种材质的工作面的影像信号，以产生正确的指针信号。

为实现上述目的，本发明提供了一种光感测装置用以感测一工作表面的影像，包括：

一光源，用以产生照射该工作表面的光线；

一影像传感器，用以产生该工作表面的影像的电子信号；

一透镜，用以聚焦该工作表面反射的光线，且该透镜与该影像传感器具有同一中心轴；

一分光镜，用以将该光源产生的至少一部份光线偏移至该工作面并往该中心轴的方向反射而让该透镜接收。

根据本发明的技术构思，本发明的的光感测装置还包括一棱镜，用以将该光源生的光线偏移约九十度后由该分光镜接收。该棱镜包括一第一穿透面，一反射面以及一第二穿透面，其中该光线穿过该第一穿透面至该反射面后，由该反射面反射以产生该约九十度的偏移，之后再穿透该第二穿透面。

根据本发明的另一个方案，本发明的光感测装置适用于一指针信号产生装置。

本发明的优点和有益效果在于，本发明的光感测装置使用分光镜使桌面反射的光和透镜及传感器为同轴，与公知的光感测装置相比，本发明的传感器能够接收到从桌面反射的光束的角度不会因不同的桌面材质有太大的变化，因此使用本案光感测装置的光学鼠标在多种材质的桌面都能产生正确的指针信号。且因为反射光束与透镜及传感器同轴的关系，透镜及传感器能接收到的光量也不会因桌面材质的不同而有大幅度的变化，故与公知的光感测装置相比，本发明可使用功率较小的发光二极管做为光源。

附图说明

图1为公知的光学鼠标的光感测装置在第一种桌面上的光路径示意图。

图2为图1的光学鼠标的光感测装置在第二种桌面上的光路径示意图。

图3为本发明光感测装置在第一种桌面的光路径示意图。

图4为本发明光感测装置在第二种桌面的光路径示意图。

其中，附图标记说明如下：

1  光源       2 透镜                  3 光传感器

30 光源       31 棱镜                 32 分光镜

33 透镜       34 光传感器             311 第一穿透面

312 反射面    313 第二穿透面

具体实施方式

请参照图3，其为本光感测装置的较佳实施例示意图。本发明的光传感器包括一光源30，一棱镜31，一分光镜32，一透镜33以及一影像传感器34。其中透镜33以及影像传感器34具有同一中心轴X。这些光学组件用以感测桌面T的影像信号。光源30在垂直于桌面的方向，即第一方向，发出光线A，光线A穿过棱镜31的第一穿透面311抵达棱镜31的反射面312，由反射面312将光线A偏移约九十度之后再穿过第二穿透面313，此时离开棱镜31的光线形成大致平行于桌面T的平行光束D，光束D接着抵达分光镜32，通过分光镜32使光束D的部份光束E被偏移九十度而垂直地反射至桌面T，而其它部份则穿过分光镜32，垂直桌面T的光线E再垂直地反射至透镜33，由影像传感器34接收。

由于分光镜32将光线反射至中心轴X的方向，因此透镜33及传感器34是处于可以接收到最大光量的位置。又因为光线从桌面被反射的方向与透镜33及传感器34的中心轴X相同，因此透镜33及传感器34所能接收到的光线不会因为桌面材质的不同而有不同的偏移角度。请参照图4，由图4可以看出，即使是透明的桌面T’，透镜33还是会接收到垂直的光束，而不会有光束偏移的现象产生。

特别说明的是，棱镜31并非本案必要的组件。棱镜31的目的在于调整光源30的位置。在没有棱镜31的情况下，光源30位于和桌面T平行的方向，且其光线直接照射到分光镜32。

基于以上描述可知，本发明的光感测装置使用分光镜使桌面反射的光和透镜及传感器为同轴，与公知的光感测装置相比，本发明的传感器能够接收到从桌面反射的光束的角度不会因不同的桌面材质有太大的变化，因此使用本案光感测装置的光学鼠标在多种材质的桌面都能产生正确的指针信号。且因为反射光束与透镜及传感器同轴的关系，透镜及传感器能接收到的光量也不会因桌面材质的不同而有大幅度的变化，故与公知的光感测装置相比，本发明可使用功率较小的发光二极管作为光源。

Claims (4)

1.一种光感测装置，用以感测一工作表面的影像，包括：

一光源，用以产生照射该工作表面的光线；

一影像传感器，用以产生该工作表面的影像的电子信号；

一透镜，用以聚焦该工作表面反射的光线，且该透镜与该影像传感器具有同一中心轴；其特征在于该光感测装置还包括：

一分光镜，位于该工作表面与该透镜之间，用以将该光源产生的至少一部份光线偏移至该工作面并往该中心轴的方向反射而让该透镜接收。

2.如权利要求1所述的光感测装置，其还包括一棱镜，该棱镜用以将该光源产生的光线偏移约九十度后由该分光镜接收。

3.如权利要求2的光感测装置，其中该棱镜包括一第一穿透面，一反射面以及一第二穿透面，其中该光线穿过该第一穿透面至该反射面后，由该反射面反射以产生该约九十度的偏移，之后再穿透该第二穿透面。

4.一种使用权利要求1所述的光感测装置的指针信号产生装置。

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