CN1323344C - 光学指示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种光学指示设备。该光学指示设备包括：外壳，具有形成于该外壳底部的开孔部；光源，安装于该外壳中；照明部件，用以将该光源发出的光线通过该外壳开孔部的一侧反射或导引到外部；透镜部件，安装在该外壳内，收集由该照明部件反射后再由外壳的外部经由开孔部的另一侧反射进入的光线；图像传感器，安装在透镜部件上方，接收收集到的光线；和掩蔽部件，紧密地安装在透镜部件的附近并具有暴露透镜部件有效表面的集光孔。

Description

光学指示设备
技术领域
本申请涉及光学指示设备，特别是涉及具有改进的光阑结构的光学指示设备，该光阑覆盖除透镜有效表面之外的其余部分，从而防止杂散光进入透镜。
背景技术
本申请主张2004年3月9日提交的韩国专利申请号2004-15960的优先权，在此全文引用其公开内容。
一般来说，计算机的指示设备属于计算机的外围设备，利用光标指示其位置。指示设备分为利用滚球检测指示设备运动的滚球指示设备和利用安装在检测设备中的发光二极管发出光线的反射来检测指示设备运动的光学指示设备。
如图1所示，普通的光学指示设备包括：发光二极管6，安装于底部形成有开孔部8的外壳9内；棱镜7，用以反射由发光二极管6发出光线；透镜2，收集由棱镜7反射后再被垫子或底面3反射的光线；以及光阑1，其被布置于图像传感器5之下并遮挡杂散光，从而使图像传感器5能够接收透镜2的有效表面上收集的光线。
这里，光阑1被固定于图像传感器5之下。
在上述的普通光学指示设备中，由安装在外壳9内的发光二极管6发出的光线的反射光量被透镜2收集，并且图像传感器5通过光阑1接收的反射光量以检测光学指示设备在x轴和y轴方向的运动。
但是，普通光学指示设备的缺点在于，由于光阑1固定在图像传感器5之下，使用不同形状或不同大小的透镜2时就要重制光阑1。
还有，由于光阑1是与图像传感器5的连接方式是使光阑1和透镜2具有预定的距离”d”，能够通过光阑1射入的光线的光学角度增加与光阑1与透镜2之间的距离“d”相当，使大量的杂散光可通过光阑1进入图像传感器5。
即，光轴角度大到了使图像传感器5可接收到并非由透镜2的有效表面透过的光线，从而增加了光学指示设备在x轴和y轴方向运动的误差。
发明内容
因此，本发明通过提供一种为了防止杂散光进入图像传感器而将光阑安装在邻近透镜位置的光学指示设备来解决前述的问题。
本发明还提供一种光学指示设备，其具有安装在邻近透镜的位置的可拆卸光阑从而能够根据使用者的需要控制透镜和光阑的安装位置和它们之间距离。
在本发明的一个示例性实施例中，光学指示设备包括：在底端形成有开孔部的外壳、安装在外壳内的光源、光源发出的光线经由外壳开孔部一端反射或导引到外部的照明部件、安装在外壳内的透镜收集由照明部件反射后再由外壳的外部经由开孔部的另一侧反射进入的光线、安装在透镜部件之上接收收集到的光线的图像传感器以及安装在透镜部件外表面的至少一掩蔽部件，并且其具有暴露透镜部件有效表面的光线收集孔。
掩蔽部件可以是被可拆卸地安装。
掩蔽部件可以被安装于透镜部件的下方和上方。
掩蔽部件可以被安装于透镜部件的上方。
掩蔽部件可以被安装于透镜部件的下方。
掩蔽部件可以是粘贴到透镜部件之上的带状部件(taping member)。
可在开孔部的一侧和另一侧之间安装遮光板。
掩蔽部件可以形成延伸到透镜部件除集光孔以外的环绕部。
附图说明
图1示出了普通光学指示设备的透视图。
图2示出了本发明一实施例的光学指示设备的示意图。
图3和图4出了示本发明另一实施例的光学指示设备的示意图。
具体实施方式
下面将具体参考本发明的实施例，附图显示了一些实例，所有附图中相同的标记代表相同的部件。为了解释本发明，以下结合附图对实施例进行详细描述。
图2示出了本发明一实施例的光学指示设备的示意图。如图2所示，光学指示设备100包括：外壳10、安装于外壳10内的光源20、照明部件30、透镜部件40、图像传感器50和掩蔽部件60。
外壳10在底部形成有开孔部11，并且由透明材料制成的透镜固定部件41被安装于开孔部11的上方。收集光线用的透镜部件40被安装在透镜固定部件41内，并且照明部件30被安装在透镜固定部件41的一侧，并且光源20(如发光二极管)安装在邻近照明部30的位置。
掩蔽部件60具有安装在透镜部件40内的集光孔61，该孔仅暴露出通过光线的透镜的有效表面。
这里，掩蔽部件60可被紧密地安装在透镜部件40的上方、下方或即安装在上方又安装在下方。
特别地，当透镜固定部件41是由透明材料制成时，为了防止杂散光通过的透镜固定部件41被收集到透镜部件40的一侧，掩蔽部件60可被安装在透镜部件40的下方，形成的掩蔽部件60延伸到覆盖透镜部件40边缘部和透镜固定部件41。
还有，由于掩蔽部件60是可以拆卸安装的，优选的是在透镜40上粘贴一带状部件。
形成于外壳10底部的开孔部11允许照明部件30反射的光线能够经过其一侧通过，并且该光线能被与外壳10底部接触的底面70反射，然后经过其另一侧被透镜部件40收集。
这里，遮光板13安装在其上安装有照明部件30的一侧和其上安装有透镜部件40的开孔部11另一侧之间。
也就是说，遮光板13被安置在开孔部11内安装有透镜部件40的另一侧，环绕着透镜部件40从而遮蔽来自开孔部11另一侧的部分入射光线。
安装在透镜部件40上方的图像传感器50接收通过透镜部件40收集的光线，通过比较光学指示设备在移动前和移动后的图像计算出总光量，并以此检测图象的移动变化。
位于图像传感器50特定区域的印刷电路板53上安装有开关模块55，开关模块55上方安装有水平支架57，并且水平支架57的一侧与固定在外壳10内的转轴59连接在一起。水平支架57的另一侧安装有穿过外壳10上部的按钮15。
水平支架57由于弹性部件(未示出)的作用，当离开开关模块55时具有恢复力。
下面对本发明的光学指示设备的操作和功效进行说明。
光源20产生的光线入射到照明部件30同时并经过外壳10底部表面的开孔部11的一侧被照明部件30反射到外部。
然后，上述反射到外部的光线入射到放置光学指示设备的底面70上，由于底面70不均匀的粗糙度，在底面70上以不同的入射角度被反射，然后经由开孔部11的另一侧进入透镜部件40以便被其收集。
这时，掩蔽部件60被安置在透镜部件40上方、紧靠透镜部件40下方，如图3所示、或如图4所示即在透镜部件40的上方和下方都有安置，从而使光线只能够通过透镜部件40的有效表面被收集。
底面70的部分反射光线被安装在开孔部11的一侧和另一侧之间的遮光板13所遮挡，只有与有效表面对应的光量会经由紧贴透镜部件40安装的掩蔽部件60上形成的集光孔61被收集到透镜部件40。
杂散光被掩蔽部件60挡住，而透镜部件40收集的光线被图像传感器50接收。图像传感器50获取对应感测的底面70表面连续变化的接收光量的变化并计算出移动值，从而检测光学指示设备在x轴和y轴方向的运动并输出结果信号。在计算机的显示设备上，光标对应该输出信号在x轴或y轴方向上移动。
即，每当使用者按动光学指示设备100的按钮15时，水平支架57转动，使开关模块55打开。这样，如果按下按钮15，位于与图像传感器50输出的光学信号对应位置的光标根据光标所在位置的内容激活一个操作。
如上所述，光学指示设备具有安装位置互相靠近的掩蔽部件和透镜部件，以防止杂散光进入掩蔽部件和透镜部件之间的部分，从而减少了由杂散光造成的图像传感器检测到的变化误差范围，并且具有使基于光学指示设备的光标的操作速度变得精确的效果。
还有，由于掩蔽部件是可拆卸地安装在靠近透镜部件附近，能够将其运用于现有的光学指示设备，从而根据透镜部件的高度变化降低了光学指示设备的研发费用。
尽管本发明结合示例性实施例揭示如上，本技术领域专业人员应该明白对本发明做出的其他改变、修饰和等同变化均不脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种光学指示设备，包括：
外壳，具有形成于该外壳底部的开孔部；
光源，安装于该外壳中；
照明部件，用以将该光源发出的光线通过该外壳开孔部的一侧反射或引导到外部；
透镜部件，安装在该外壳内，收集由该照明部件反射后再由外壳的外部经由开孔部的另一侧反射进入的光线；
图像传感器，安装在透镜部件上方，接收收集到的光线；以及
至少一掩蔽部件，紧靠透镜部件的外表面安装并具有暴露透镜部件有效表面的集光孔。
2.权利要求1所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件是可拆卸地安装。
3.权利要求1所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件被安装在透镜部件的上方和下方。
4.权利要求1所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件被安装在透镜部件的上方。
5.权利要求1所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件被安装在透镜部件的下方。
6.权利要求1或2所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件是一个粘贴在透镜部件上的带状部件。
7.权利要求1所述的光学指示设备，其中在开孔部的一侧和另一侧之间安装遮光板。
8.权利要求1所述的光学指示设备，其中该掩蔽部件被延伸到除集光孔以外的环绕透镜部件的周边部分。
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