CN104571638A - 光标指示器 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种光标指示器，其具有一光学模块与一散射板，利用光学模块的一发光源产生一发射光源，发射光源射至散射板而产生散射光线，散射光线会互相干涉产生光斑，通过移动该散射板可使得散射光线产生的干涉光斑移动，再利用一传感器侦测该光斑移动的方向、速度与距离，进而转换为光标的移动，而用户可经由手指来操控散射板的位移，不需要移动整个光标指示器，即可达成指示光标移动的目的。

Description

光标指示器

技术领域

本发明涉及一种光标指示器，特别是一种可用于控制光标移动的指示器。

背景技术

传统光标指示器采用一发光源照射一反射面，反射面可将该光源反射至一光传感器，当相对该反射面而移动光标指示器时，可通过光传感器侦测反射面的特征变化(例如：表面粗糙产生的阴影)而计算出光标指示器的移动方向、速度与距离，进而移动光标。

传统的光标指示器必须利用一反射面来进行投射光反射，而该反射面又必须设置于一稳固且不透光的表面才能使用，同时光标指示器的精确度与灵敏度会受限于该反射表面的材质与特性，因而造成灵敏度降低或无法感应的结果。

现有的光标指示器，如图1所示，光标指示器10包括有一外壳件11、一壳体111、一底座113、一发光源13、一传感器15、一功能键17及一连接线18。发光源13可发射一发射光源照射至一反射面19，反射面19可将该发射光源反射至传感器15，而该传感器15可侦测反射面19的表面特征。当光标指示器10相对应反射面19而移动时，传感器15可通过侦测该反射面19的表面特征的变化，以计算出光标指示器10的移动方向、速度与距离，并依此而在显示器上显像出光标的移动。

现有的光标指示器10必须搭配一平面且不透光的反射面19方可使用，在使用上有许多不方便。坊间虽然也存在有隔空使用的光标指示器，不需要搭配反射面19，但此种光标指示器却必须设置有成本昂贵的动作传感器及控制器，其制作成本并不利于产品的推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种光标指示器，可通过制作成本相对便宜的光学模块及散射板，不仅不需要外在反射面即可达成指示光标移动的目的，且又可提高指示光标在移动时的准确度与灵敏度。

本发明的又一目的在于提供一种光标指示器，用户可经由手指来操控散射板位移，而不需要利用手腕或手轴来移动整个光标指示器，即可操控光标的移动，不仅可方便使用者的操控性，又可有效降低用户长期使用光标指示器所造成手腕或手肘的伤害。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种光标指示器，其包括：一外壳件，具有一壳体及一底座，该壳体的上方具有一开孔；一散射板，设于该外壳件内的该开孔的下方；一光学模块，设于该外壳件内，并位于散射板的下方；一指示件，设于该散射板的上方，其顶部外露于该开孔上，且可用以控制该散射板相对该光学模块的位移者。

在本发明一实施例中，其中该光学模块包括：一发光源，沿一第一方向发射一发射光源；一第一反射器，设于第一方向上，入射的该发射光源经过第一反射器后将被反射，成为沿一第二方向投射的一反射光线，该反射光线将投射于该散射板，并被散射板散射至一第三方向，成为一散射光线；一第二反射器，设于第三方向上，并位于该散射板的一侧，将被散射板散射的该散射光线反射至一第四方向，其中该散射板可相对于第一反射器及第二反射器位移；一传感器，设于第四方向上，并位于该第二反射器的一侧，用以接收被第二反射器反射的散射光线。

在本发明一实施例中，其中该散射板为一金属板表面。

在本发明一实施例中，其中该散射板具有一凸柱。

在本发明一实施例中，其中该指示件具有一卡合件，并可卡合于散射板的凸柱。

在本发明一实施例中，其中该指示件为一凸柱或一手指放置件。

在本发明一实施例中，包括有一第一功能键，设于该底座的底侧、或该光学模块与该外壳件的底座之间。

在本发明一实施例中，其中该光学模块具有一发光源与一传感器。

在本发明一实施例中，其中该壳体设有一连接头、一连接线或一无线传输模块。

在本发明一实施例中，其中该外壳件内部设有一供电组件。

在本发明一实施例中，其中该散射板与该光学模块之间具有一承载盘或一电容式位置感测载板。

在本发明一实施例中，其中该外壳件的旁侧具有至少一第二功能键。

在本发明一实施例中，其中该第二功能键为一滚轮。

本发明的有益效果是：本发明光标指示器不仅不需要外在反射面即可达成指示光标移动的目的，且又可提高指示光标在移动时的准确度与灵敏度，另外，用户可经由手指来操控散射板位移，而不需要利用手腕或手轴来移动整个光标指示器，即可操控光标的移动，不仅可方便使用者的操控性，又可有效降低用户长期使用光标指示器所造成手腕或手肘的伤害。

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1：现有光标指示器的构造示意图。

图2：本发明光标指示器的光学模块构造示意图。

图3：本发明光标指示器一实施例的构造分解图。

图4：本发明光标指示器一实施例的构造示意图。

图5：本发明光标指示器一实施例的剖面图。

图6：本发明光标指示器另一实施例的构造示意图。

图7：本发明光标指示器的使用立体图。

图8：本发明光标指示器又一实施例的构造分解图。

图9：本发明光标指示器又一实施例的使用立体图。

附图标号：10：光标指示器；11：外壳件；111：壳体；113：底座；13：发光源；15：传感器；17：功能键；18：连接线；19：反射面；21：外壳件；211：壳体；213：底座；215：开孔；23：指示件；24：指示件；235：凸柱；27：散射板；271：第一角度；273：第二角度；275：卡合件；28：电容式位置感测载板；281：孔洞；29：承载盘；291：孔洞；30：光标指示器；31：光学模块；33：支撑架；34：方向感应模块；35：第一功能键；36：第一功能键；37：供电组件；38：连接头；39：无线传输模块；41：第二功能键；42：滚轮；43：第二功能键；51：发光源；53：第一透镜；55：第一反射器；59：第一限光件；61：第二反射器；63：第二透镜；65：第二限光件；67：传感器；A1：第一方向；A2：第二方向；A3：第三方向；A4：第四方向。

具体实施方式

下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式，本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺的人士可以据以完成。相同的符号代表具有相同或类似功能的构件或装置。

首先，请参阅图2，为本发明光标指示器的光学模块一实施例的构造示意图。本发明光学模块31包括有一发光源51、一第一透镜53、一第一反射器55、一散射板27、一第一限光件59、一第二反射器61、一第二透镜63、一第二限光件65及一传感器67。

发光源51沿一第一方向A1可发射一发射光源，第一透镜53设于第一方向A1上，可将该发射光源聚焦成平行光束。第一反射器55设于第一方向A1上，入射的该发射光源经过第一反射器55后将被反射，成为沿一第二方向A2投射的一反射光线。散射板27设于第二方向A2上，可将被第一反射器55反射的反射光线散射至一第三方向A3，成为一散射光线，散射光线会互相干涉而形成光斑。第一限光件59设于第三方向A3上，可滤除多余的杂光。第二反射器61设于第三方向A3上，可将被散射板27散射后通过第一限光件59的散射光线反射至一第四方向A4。第二透镜63设于第四方向A4上，可将被第二反射器61反射的散射光线聚焦成平行光束。第二限光件65设于第四方向A4上，可滤除多余的杂光。传感器67设于第四方向上，可侦测通过第二限光件65的散射光线所产生的干涉光斑。其中，通过第一限光件59与第二限光件65的设置，可控制入射至传感器67的散射光线的入射视角及控制干涉光斑的平均尺寸，并能滤除大角度杂散光及不必要的散射光，使讯号的背景光害降到最低。

散射板27可相对于第一反射器55及第二反射器61位移，当使用者经由手指的操控而推动散射板27位移时，被散射板27散射的散射光线所产生的光斑也会随的移动，传感器67可侦测该干涉光斑的移动的方向、速度与距离，进而换算成光标的移动，因而达成利用光学干涉的方法指示光标移动的目的。

其中该第二方向A2与该散射板27的法线间具有一第一角度271，该第三方向A3与该散射板27的法线间具有一第二角度273，该第一角度271不等于该第二角度273。再配合第一限光件59的限制，以让传感器67只接收到被散射板27散射的光线，而不受被散射板27所反射的光线影响，因而更能准确的侦测该散射光线干涉所产生的光斑的移动，进而可提高指示光标移动的准确度与灵敏度。

在本发明光学模块31的又一实施例中，第一透镜53、第二透镜63、第一限光件59及/或第二限光件65也可舍弃不使用，虽然会影响到指示光标移动的准确度与灵敏度，但还是可以达到无需搭配传统反射面及不使用动作传感器的情况下，就可以指示光标移动的目的。

另外，请参阅图3、4与5，分别为本发明光标指示器一实施例的构造分解图、构造示意图与剖面图。本发明光标指示器30包括有一外壳件21、一壳体211、一底座213、一指示件23、一散射板27、一承载盘29、一光学模块31、一供电组件37、一连接头38与一个或多个第二功能键41。

外壳件21具有壳体211及底座213，壳体211与底座213可相互结合而组成光标指示器30的外壳件21，该壳体211的上方具有一开孔215，该散射板27设于该外壳件21内的该开孔215的下方，并具有一卡合件275，例如图3所示的散射板凸柱或未显示的卡合盘，散射板27的顶部外露于该开孔215。光学模块31设于该外壳件21之内，并位于散射板27的下方，而该承载盘29设于散射板27与光学模块31之间，承载盘29的中央具有一孔洞291，可让散射板27的下表面外露于光学模块31之上。指示件23设于散射板27的上方，并具有一凸柱235，指示件23的顶部外露于壳体211的开孔215上，指示件凸柱235可卡合于散射板27的卡合件275，当移动指示件23的凸柱235时即可移动该散射板27，藉此可控制该散射板27在该承载盘29上滑动，并产生相对于该光学模块31的位移。

请同时参阅图2，当散射板27相对光学模块31产生位移时，光学模块31的传感器67可侦测被散射板27散射的散射光线所产生的干涉光斑的移动，传感器67可侦测并计算干涉光斑移动的方向、速度与距离，进而换算成光标的移动，因此达成移动指示件23以指示光标移动的目的。

连接头38设于该壳体211的一侧，一端外露于壳体211，可连接一连接线以供光标指示器30产生的信号输出，做为有线光标指示器时使用。供电组件37设于光标指示器30的外壳件21内，可提供光标指示器30运作所需的电源。供电组件37可为一一次性电池、一充电式电池或一直接由该连接头38的有线传输而来的工作电力。其中，当供电组件37为一充电式电池时，可由连接头38以有线传输或无线感应产生而来的电力进行充电。

在本发明又一实施例中，连接头38可为一有线连接线或一无线传输模块，均可作为光标指示器30产生的信号输出端。

在本发明又一实施例中，尚可包括有一支撑架33及一第一功能键35。支撑架33设于光学模块31的下方，并相对于该外壳件21可上下移动，光学模块31与承载盘29可固锁于该支撑架33之上。第一功能键35设于底座213与支撑架33之间，当支撑架33相对于该外壳件21移动时即可触动该第一功能键35的开关。按压指示件23时可使散射板27、承载盘29、光学模块31与支撑架33一同相对于外壳件21移动，并触动该第一功能键35的开关，以启动一功能设定的执行，例如移动光标往一特定方向移动。

又，请参阅图6，为本发明光标指示器另一实施例的构造示意图。该光标指示器30包括有一外壳件21、一壳体211、一底座213、一指示件23、一散射板27、一承载盘29、一光学模块31、一供电组件37、一连接头38、一无线传输模块39、一个或多个第二功能键41与一个或多个第二功能键43，其中，光学模块31并未显示于图6上。

与前述图3、4与5所示的实施例不同之处在于：本实施例中更包含一无线传输模块39，以取代前实施例的连接头38。光标指示器30可利用该无线传输模块39进行无线信号传输，将光标移动的方向、速度与距离及第二功能键41与43的开关信号进行无线传输，因而达成无线使用的目的。

又，请参阅图7，为本发明光标指示器的使用立体图。用户可将手握持光标指示器30的外壳件21，并利用手指来操控及推动该指示件23的移动，进而达成指示光标移动的目的。其中，使用者可用手指夹住或推动指示件23的凸柱235，使得操作指示件23的移动更为容易与准确。由于本发明仅需通过使用者手指来操控指示件23及散射板27的位移，即可达到指示光标移动的目的，完全不需要通过使用者手腕及/或手肘来操控整个光标指示器的位移。因此，可有效降低用户因为长期使用光标指示器而容易造成手腕关节或手肘关节受伤的风险。

又，使用者可按压该指示件23以触动第一功能键35的开关(如图5所示)，或可按压第二功能键41与第二功能键43而触动其开关，且因第二功能键41与第二功能键43分别设置于光标指示器30的外壳件21的左右两旁侧，故无论使用者使用左手或右手操作，皆能有相同的操作感受。

在本发明又一实施例中，其中该散射板27为一金属板，例如一铝板或一铜板，但不以此为限。且其下表面可具有独特的纹理，使散射的光线可互相干涉成为明显且具有特征的光斑，相较于现有光标指示器的反射面而言，本发明的光标指示器30可选择能轻易产生明确干涉光斑的散射板27，通过选择合适的材料与表面纹理，让光学模块31的传感器67感测干涉光斑的移动时能有极高的分辨率(可达微米等级)，并使光标的移动有很高的分辨率(实作中可达3300dpi)，且能不受反射面的限制。

在本发明又一实施例中，其中该散射板27为一直径1～3公分的圆形板。

在本发明又一实施例中，其中该指示件23可为一手指放置件，而不需使用如前述实施例的凸柱，使用者可将手指放置于指示件23上，推动指示件23即可达成移动散射板27及光标的目的。

在本发明又一实施例中，其中该光学模块31的发光源51为一雷射或一发光二极管。当使用雷射做为发光源51时，其发光的高度同调性能使得散射光线的干涉更容易产生明显且具有特征的光斑，更有利于传感器67的侦测与判读，并使得指示光标的移动更为精确与灵敏。发光源51也可使用一可发射窄频光的发光二极管与滤波器的组合，其成本可较雷射低廉，而相较于一般宽带光源，窄频光并经过滤波器后能使散射光更容易产生干涉，有利于传感器67的侦测与判读。

又，请参阅图8，为本发明光标指示器又一实施例的构造分解图。光标指示器30包括有一外壳件21、一壳体211、一底座213、一指示件24、一散射板27、一电容式位置感测载板28、一方向感应模块34、一第一功能键36、一供电组件37、一个或多个第二功能键41、及一个或多个滚轮42。

散射板27设于外壳件21内的开孔215的下方，并具有一卡合件275，例如散射板凸柱或未显示的卡合盘，散射板27的顶部外露于该开孔215。方向感应模块34设于外壳件21内，并位于散射板27的下方，可以是但不限为如图2所示的光学模块(31)。电容式位置感测载板28设于散射板27与方向感应模块34之间，电容式位置感测载板28的中央具有一孔洞281，可让散射板27的下表面外露于方向感应模块34之上。指示件24为一手指放置件，设于散射板27的上方，指示件24的顶部外露于壳体211的开孔215上，指示件24可卡合于散射板27的卡合件275，当移动指示件24时即可移动该散射板27，藉此可控制散射板27在该电容式位置感测载板28上滑动。

其中，该电容式位置感测载板28可侦测该散射板27的位置，计算机系统可根据散射板27相对于电容式位置感测载板28的位置，而决定光标所在一显示器上的显示位置。

又，在此实施例中，第一功能键36设于外壳件21的底座213底下，使用者可直接按压外壳件21，以致使第一功能键36抵触外壳件21的摆置表面而触发第一功能键36的开关。

最后，请参阅图9，为本发明光标指示器又一实施例的使用立体图。用户可将手握持光标指示器30的外壳件21，并用手指按压推动该指示件24使其散射板27移动，而达成指示光标移动的目的，相较于传统的光标指示器需用手腕或手肘移动整个光标指示器，本发明的光标指示器30仅需移动手指即可达成指示光标移动的目的，不仅具有更高的光标移动分辨率，也可降低用户长期使用光标指示器容易造成对手腕或手肘的伤害。

当光标指示器30放置于一表面使用时，使用者可直接按压外壳件21，以致使第一功能键36抵触该表面而触发第一功能键36的开关，或可按压第二功能键41与第二功能键43而触动其开关，并可推动滚轮42。

虽然本发明的实施方式揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当能做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种光标指示器，其特征在于，它包括：

一外壳件，具有一壳体及一底座，该壳体的上方具有一开孔；

一散射板，设于该外壳件内的该开孔的下方；

一光学模块，设于该外壳件内，并位于散射板的下方；

一指示件，设于该散射板的上方，其顶部外露于该开孔上，用以控制该散射板相对该光学模块的位移。

2.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述光学模块包括：

一发光源，沿一第一方向发射一发射光源；

一第一反射器，设于第一方向上，入射的该发射光源经过第一反射器后将被反射，成为沿一第二方向投射的一反射光线，该反射光线将投射于该散射板，并被散射板散射至一第三方向，成为一散射光线；

一第二反射器，设于第三方向上，并位于该散射板的一侧，将被散射板散射的该散射光线反射至一第四方向，其中该散射板相对于第一反射器及第二反射器位移；

一传感器，设于第四方向上，并位于该第二反射器的一侧，用以接收被第二反射器反射的散射光线。

3.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述散射板为一金属板表面。

4.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述散射板具有一凸柱。

5.根据权利要求4所述的光标指示器，其特征在于，所述指示件具有一卡合件，并卡合于所述散射板的凸柱。

6.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述指示件为一凸柱或一手指放置件。

7.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，包括有一第一功能键，设于所述底座的底侧、或所述光学模块与所述外壳件的底座之间。

8.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述壳体设有一连接头、一连接线或一无线传输模块。

9.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述外壳件内部设有一供电组件。

10.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述散射板与所述光学模块之间具有一承载盘或一电容式位置感测载板。

11.根据权利要求1所述的光标指示器，其特征在于，所述外壳件的旁侧具有至少一第二功能键。

12.根据权利要求11所述的光标指示器，其特征在于，所述第二功能键为一滚轮。