CN102955583A

CN102955583A - 光学指标装置

Info

Publication number: CN102955583A
Application number: CN2011102385382A
Authority: CN
Inventors: 陈晖暄; 刘恬嘉
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-03-06

Abstract

一种光学指标装置，用以侦测与工作表面的相对位移，并产生位移信号以移动指标。光学指标装置包括包装体、发光元件以及感光元件。包装体具有位于同一侧的透光部及出光孔。出光孔用以使来自发光元件的光束自出光孔透出后，可以经工作表面反射后穿过透光部。感光元件设置于包装体内，其中透光部位于感光元件与工作表面之间，用以遮盖感光元件。感光元件的感光面用以接收来自工作表面的反射光束，且感光元件透过包覆体与工作表面保持稳定的间隔距离。包装体或至少部份透光部用以界定出光孔。相较现有技术，本发明的光学指标装置可以避免光束被透光部反射而传递至感光元件，进而确保感光元件感测时的精确性。

Description

光学指标装置

技术领域

本发明是有关于一种指标装置，且特别是有关于一种光学指标装置。

背景技术

随着电子科技的发展与进步，各式各样的人机界面已广泛地应用于电子装置中，以利于使用者操作电子装置。在现今众多的人机接口中，鼠标尤较其它人机接口普及且符合使用者操作习惯。又，光学鼠标因具有不易磨损、不需常清理且不随使用时间增长而降低其精确度等优点，所以取代了滚轮鼠标成为市场主流。

图1是现有的一种光学鼠标的示意图。请参照图1，现有的光学鼠标100包括包装体110、发光元件120以及感光元件130。包装体110的底部设有透光板112，且发光元件120提供穿过透光板112的光束122。当光学鼠标100放置在工作表面50上时，发光元件120提供的光束122穿过透光板112后，会被工作表面50反射，而被工作表面50反射的光束122’会穿过透光板112并传递至感光元件130。感光元件130可以根据所感测到的光束122’判断光学鼠标100移动的方向与距离。

上述工作表面50用以反射光束122，而感光元件130与工作表面50之间需保持适当的距离，以确保被反射的光束122’能正确投射至感光元件130的感光面132上。换言之，若是工作表面50有异物伸入包装体110内，则光束122会被异物反射至感光元件130，导致感光元件130感测的准确度变差。

在现有光学鼠标100中，透光板112可以防止工作表面50上的异物经由包装体110的底部伸入包装体110内，而影响整体的感测结果。然而，透光板112的设置却会导致部分光束（如光束123）被透光板112反射并传递至感光元件130，进而影响感光元件130的感测结果。

图2是另一现有的光学鼠标的示意图。请参照图2，现有的光学鼠标200与光学鼠标100相似，差别处仅在于光学鼠标200设置了挡光片211。挡光片211位于发光元件120与感光元件130之间，以遮挡透光板112所反射的光束123，进而避免光束123影响感光元件130的感测结果。

发明内容

本发明提供一种光学指标装置，以提高感测时的精确性。

本发明提出一种光学指标装置，用以侦测与工作表面的相对位移，并产生位移信号以移动指标。此光学指标装置包括包装体、发光元件以及感光元件。包装体具有位于同一侧的透光部及出光孔。出光孔用以使来自发光元件的光束自出光孔透出后，经工作表面反射后穿过透光部。感光元件设置于包装体内，其中透光部位于感光元件与工作表面之间，用以遮盖感光元件。感光元件的感光面用以接收来自工作表面的反射光束，且感光元件透过包覆体与工作表面保持一稳定的间隔距离。包装体或至少部份透光部用以界定出光孔。

在本发明一实施例中，上述的光学指标装置为光学鼠标。

在本发明一实施例中，上述的包装体具有盖板。此盖板与透光部及出光孔位于同一侧，盖板具有开孔，透光部设置于开孔内，以部份遮盖开孔，出光孔为开孔未被透光部遮盖的部分。

在本发明一实施例中，上述的光学指标装置为光学鼠标，盖板朝向包装体外部的表面与透光部朝向包装体外部的表面位于同一参考平面。

在本发明一实施例中，上述的包装体具有盖板。此盖板与透光部及出光孔位于同一侧，盖板具有开孔，透光部依照开孔的周缘设置于开孔内，而出光孔位于透光部中。

在本发明一实施例中，上述的透光部为包装体的盖板，且盖板连接包装体的多个侧壁，而出光孔设置于透光部中。

在本发明一实施例中，上述的光学指标装置更包括导光元件以及聚光元件。导光元件设置于包装体内且位于发光元件与出光孔之间，导光元件用以导引光束至出光孔。聚光元件配置于透光部与感光元件之间，聚光元件用以将被工作表面反射的光束汇聚至感光面。

在本发明一实施例中，上述的导光元件与聚光元件相互连接或一体成型。

在本发明的光学指标装置中，由于发光元件所提供的光束是经由出光孔而传递至包装体外，所以可以避免光束被透光部反射而传递至感光元件，进而确保感光元件感测时的精确性。此外，由于包装体的透光部遮盖感光元件，所以可以避免异物进入包装体内而将光束反射至感光元件的感光面，所以本发明的光学指标装置的环境适应性较佳。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是现有的一种光学鼠标的示意图。

图2是另一种现有的光学鼠标的示意图。

图3A是本发明一个实施例的光学指标装置的剖面示意图。

图3B是图3A的光学指标装置的盖板及透光部的仰视示意图。

图4是本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图。

图5是图4的光学指标装置的盖板及透光部的仰视示意图。

图6A是本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图。

图6B为图6A的光学指标装置的透光部的仰视示意图。

图7A是本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图。

图7B是图7A的光学指标装置的俯视示意图。

图8A是本发明另一个实施例的光学指标装置的示意图。

图8B是图8A的光学指标装置的俯视示意图。

具体实施方式

图3A是本发明一个实施例的光学指标装置的剖面示意图，图3B是图3A的光学指标装置的盖板及透光部的仰视示意图，为求图式清晰简化，在此省略了部分固定元件，元件的尺寸与比例也为参考用，并非代表真实产品的尺寸与比例。请参照图3A与图3B，本实施例的光学指标装置300用以侦测与工作表面50的相对位移，并产生位移信号以移动指标。此光学指标装置300包括包装体310、发光元件320以及感光元件330。包装体310具有位于同一侧的透光部311及出光孔312。发光元件320与感光元件330设置于包装体310内。出光孔312用以使来自发光元件320的光束325自出光孔312透出后，可以自工作表面50反射后穿过透光部311。包装体310的透光部311位于感光元件330与工作表面50之间，用以遮盖感光元件330，且感光元件330的感光面332大致面向包装体310的透光部311。

具体而言，发光元件320可以是发光二极管、雷射二极管或其它合适的发光元件，且感光元件330例如是互补式金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS）感光元件或电荷耦合元件（Charge Coupled Device, CCD）其中之一，但不以此为限。此外，透光部311可以选择具有滤光效果的材质，并依据发光元件320所提供的光束325的光谱来决定透光部311的材质，以过滤光束，避免周遭的环境光源影响感光元件330的感测结果。例如，当发光元件320是红外光发光二极管时，透光部311则选用红外光可以通过的滤光材质。

除此之外，光学指标装置300可以进一步包括导光元件380以及聚光元件390。导光元件380例如是导光柱，其设置于包装体310内且位于发光元件320与出光孔312之间。聚光元件390可以为凸透镜或其它具有聚光功能的透镜，其配置于透光部311与感光元件330之间。导光元件380用以导引光束325至出光孔312，聚光元件390用以将被工作表面50反射的反射光束325’汇聚至感光面332。此外，导光元件380面向发光元件320的表面381可以为聚光面，以汇聚光线，增加光使用效率。另外，本实施例的导光元件380与聚光元件390为一体成型的架构，但在另一个实施例中，导光元件380与聚光元件390也可以为相互连接的两个独立的元件。特别注意的是，图式中所示的光束，为示意光线的概要行进路径，并非透镜的成像。在其它的实施方式当中，为配合透镜设计，感光面332可以相对于工作表面具倾斜角度的方式摆放。

在本实施例中，光学指标装置300是以光学鼠标为例。详细来说，光学指标装置300的包装体310具有盖板313，盖板313、透光部311及出光孔312位于同一侧。部份盖板313形成开孔314，透光部311设置于开孔314内，以部份遮盖开孔314。透光部311例如是透光板，且出光孔312例如是开孔314未被透光部311遮盖的部分。此外，盖板313朝向包装体310外部的表面316与透光部311朝向包装体310外部的表面317例如是位于同一参考平面。当光学指标装置300放置于工作表面50进行操作时，工作表面50遮盖出光孔312。发光元件320所提供的光束325穿过出光孔312并经由工作表面50反射，且被工作表面50反射的反射光束325’穿过透光部311并被感光面332接收。由于发光元件320所提供的光束325是经由出光孔312而传递至包装体310外，所以并不会发生部分光束325被透光部311反射至感光元件330的情形，如此能避免对感光元件330的感测结果造成不良影响。而且，包装体310的透光部311遮盖感光元件330，可以避免异物进入包装体310内，而将光束325反射至感光元件330的感光面332。同时，通过透光部311的遮盖，感光元件330可以与工作表面50保持一稳定的间隔距离。上述的优点皆可以进一步避免对感光元件330的感测结果造成不良影响；因此，光学指标装置300可以在工作表面不平整的操作环境（如毛毯）使用，故环境适应性较现有技术为佳。

图4是本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图，而图5是图4的光学指标装置的盖板及透光部的仰视示意图。请参照图4与图5，本实施例的光学指标装置300a与上述的光学指标装置300相似，差别处在于出光孔。在本实施例中，透光部311a例如是依照开孔314的周缘设置于开孔314内并占据盖板313的整个开孔314，而供光束325通过的出光孔312a是设置于透光部311a中，亦即出光孔312a是透光部311a的开口。本实施例的光学指标装置300a与上述的光学指标装置300的优点相似，在此将不再重述。

虽然上述各实施例的盖板与透光部为分开的部件，但在本发明一实施例中，盖板与透光部亦可以为同一部件。图6A为本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图，而图6B为图6A的光学指标装置的透光部的仰视示意图。光学指标装置300b的透光部311b是作为包装体310b的盖板，且盖板连接包装体310b的多个侧壁319，而出光孔312b设置于透光部311b中。也就是说，盖板的材质是可以透光的材料，如压克力材料，且盖板具有出光孔312b。

值得一提的是，虽然上述各实施例的光学指标装置是以光学鼠标为例来阐述本发明的设计概念，但其并非用以限定本发明的光学指标装置的种类与使用方式。图7A是本发明另一个实施例的光学指标装置的剖面示意图，而图7B是图7A的光学指标装置的俯视示意图。请参照图7A与图7B，本实施例的光学指标装置400的包装体410一侧设有开孔411，透光部413设置于开孔411内，而开孔411的未被透光部413遮盖的部分为出光孔414。物体60与该包装体410设有透光部413与开孔411的一侧的表面接触。光学指标装置400可以进一步包括图3A的导光元件380以及聚光元件390，其中导光元件380的表面381例如为聚光面。

当物体60遮挡出光孔414时，物体60面向出光孔414的表面62即为工作表面，而发光元件320所提供的光束325被导光元件380导引至表面62后，被表面62反射而穿过透光部413并经由聚光元件390而传递至感光元件330的感光面332。当物体60移动时，光束325被表面62反射至感光面332的位置会发生改变，由此可以判断物体60相对于光学指标装置的移动方向与移动距离。

请参照图8A与图8B，本实施例的光学指标装置400a与光学指标装置400相似，其差别处在于光学指标装置400a的出光孔414是设置于透光部413a中。也就是说，出光孔414是透光部413a的一个孔。

另外，在前述所有实施例中，导光元件与该聚光元件可以相互连接或一体成型，亦可以分别设置于包装体内，并不影响其导引光线与汇聚光线的作用。

综上所述，在本发明的光学指标装置中，由于发光元件所提供的光束是经由出光孔而传递至包装体外，所以可以避免光束被透光部至感光元件，进而确保感光元件感测时的精确性。此外，由于包装体的透光部遮盖感光元件，所以可以避免异物进入包装体而使来自工作表面的光束无法顺利地被感光元件所接收，进而对感测结果造成不良影响。因此，本发明的光学指标装置可以在工作表面不平整的操作环境（如毛毯）使用，故环境适应性较佳。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种光学指标装置，用以侦测与工作表面的相对位移，并产生位移信号以移动指标，其特征在于：该光学指标装置包括发光元件、包装体和感光元件；该包装体具有位于同一侧的透光部及出光孔，其中该出光孔用以使来自该发光元件的光束自该出光孔透出后，经该工作表面反射后穿过该透光部；该感光元件设置于该包装体内，该透光部位于该感光元件与该工作表面之间，用以遮盖该感光元件，该感光元件的感光面用以接收来自该工作表面的该反射光束，且该感光元件透过该包装体与该工作表面保持一稳定的间隔距离；该包装体或至少部份该透光部用以界定该出光孔。

2.如权利要求1所述的光学指标装置，其特征在于：该光学指标装置为光学鼠标。

3.如权利要求1所述的光学指标装置，其特征在于：该包装体具有盖板，该盖板与该透光部及该出光孔位于同一侧，该盖板具有一个开孔，该透光部设置于该开孔内，以部份遮盖该开孔，该出光孔为该开孔未被该透光部遮盖的部分。

4.如权利要求3所述的光学指标装置，其特征在于：该光学指标装置为光学鼠标，该盖板朝向该包装体外部的一个表面与该透光部朝向该包装体外部的一个表面位于同一参考平面。

5.如权利要求1所述的光学指标装置，其特征在于：该包装体具有盖板，该盖板与该透光部及该出光孔位于同一侧，该盖板具有一个开孔，该透光部依照该开孔的周缘设置于该开孔内，而该出光孔位于该透光部中。

6.如权利要求5所述的光学指标装置，其特征在于：该光学指标装置为光学鼠标，该盖板朝向该包装体外部的一个表面与该透光部朝向该包装体外部的一个表面位于同一个参考平面。

7.如权利要求1所述的光学指标装置，其特征在于：该透光部为该包装体的盖板，且该盖板连接该包装体的侧壁，而该出光孔位于该透光部中。

8.如权利要求1所述的光学指标装置，其特征在于：该光学指标装置进一步包括导光元件和聚光元件；该导光元件设置于该包装体内，且位于该发光元件与该出光孔之间，该导光元件用以导引该光束至该出光孔；该聚光元件配置于该透光部与该感光元件之间，该聚光元件用以将被该工作表面反射的该光束汇聚至该感光面。

9.如权利要求8所述的光学指标装置，其特征在于：该导光元件与该聚光元件相互连接或一体成型。