CN1360274A - 光学式鼠标 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学式鼠标,更具体地讲,是关于利用光源发射的、经玻璃传输后在反射面反射的光线的全反射光,并利用三棱镜改变光径聚焦于受光镜以便光感应器感应映象,从而可以在计算机系统的显示屏上移动光标的发明。本发明所涉及光学式鼠标包括:发射光的光源;照射镜;受光镜;全反射三棱镜;以及用于感应经由上述受光镜聚合的光线的光传感器。

Description

光学式鼠标
本发明是关于光学式鼠标的发明，此光学式鼠标所涉及的内容主要是利用一三棱镜将光源发射的光线经玻璃传输后在其反射面进行反射的全反射光，改变光径并聚光于一受光镜上以便光传感器感应映象，从而可以在计算机系统的显示屏上移动光标。
通常，用于计算机主要输入手段的鼠标其机械式移动部分，如带有球的轨迹球鼠标由于灰尘等因素有时会发生误滑动，用户移动轨迹球鼠标时存在不能正确地将其感觉传入计算机系统显示屏的问题。而且，由于球以及与球接触的部件磨损造成不宜长期使用的问题。
为解决上述问题推出了光学式鼠标，此光学式鼠标由多个光传感器组成的传感器阵列、聚合反射到光传感器的光线的光学器件以及机械构件组成。
图1是表示反射面与传感器阵列之间关系的图。参考下面的图1，可以看到从光源如发光二极管(LED)发射的光线在反射面发生反射，而传感器阵列中光传感器的单元将感应这些反射光。
图2是通过位图比较显示轨迹图。参考下面的图2，可以看到由多个光传感器组成的光传感器阵列感应光，并比较生成的位图，将设备移动的量与方向以计算机系统的光标的移动来提供。
此时生成的各个位图以二进制形式(0或1)构成。
图3是依据原有技术的光学式鼠标之结构示意图。
参考下面的附图3，可以看到参考符号11代表可用于用户按压的按钮；符号12代表随着该按钮11的动作被决定为开/关状态的开关；符号13代表支撑该开关12的电路板。
参考符号14代表发射光线的光源；符号15代表聚光的透镜；符号16代表支撑整个结构的机架；符号17代表包括传感器阵列与逻辑电路以及反相器等的透镜集成电路(IC)；符号18代表反射面；符号19代表从反射面18到透镜集成电路17进行导光的导向装置。
以下结合参考图3及图4简单介绍一下采用上述结构的光学式鼠标的工作原理。从光源14发射并在反射面18反射的光由透镜15聚光并传给透镜集成电路(IC)17中的光传感器单元，使光传感器阵列将根据感应到的移动光学映像将光信号转换为电信号，并传送给计算机系统，从而表现为光标在显示屏上的移动。
即，因在普通反射面反射大部分的光，形成传感器能够充分感应到的光量，所以对于光学式鼠标的动作不构成任何问题。
但是，正如图5所示，上述光学式鼠标反射面远离玻璃，经过玻璃的厚度将光线从反射面传给传感器。此时，90％以上的光线将透过玻璃，造成反射光的光量不足使得传感器感应不到光线，因此作为光标控制设备将发生不能正常发挥其效用的问题。
即，上述光学式鼠标是在反射面利用反射的光，如附图5所示，在未透过玻璃等透明介质的光线之中反射光量绝对不足，因此象上述依赖原有技术的光学式鼠标在玻璃反射面上光传感器不能检测到映像，不能移动计算机系统中显示屏的光标，发生不能完成其功能的问题。发生上述问题的根本原因是：光学式鼠标在设计初始，在没有透明介质的情况下其受光端的透镜与传感器的位置被设置为从反射面反射的光径中的特定地点，因此透过透明介质的光的反射光无法射入原先放置的受光透镜与传感器中。
本发明的目的是：提供这样一种光学式鼠标，即利用光源发射的光线经玻璃传输后在反射面反射的全反射光，并利用一三棱镜改变光径使反射光聚光于受光镜，以便光传感器感应映像，从而能够移动计算机系统显示屏上的光标。
为达到上述目的而设计的本发明-光学式鼠标的特征是：包括发射光的光源；用于将由光源发射的光照射至反射面的照射镜；用于将由上述光源发射的光并通过照射镜发射的光聚焦在反射面上并产生全反射的受光镜；用于将发射自光源并通过照射镜照射的光置于通过反射面全反射的路径上，经传输介质如玻璃传输并将入射光通过一反射面反射后聚焦于受光镜的全反射三棱镜；以及用于感应经由上述受光镜聚合的光线的光传感器。
为达到上述目的而设计的本发明-光学式鼠标的另一特征是：上述照射镜、受光镜及全反射三棱镜集成为一体。
本发明的上述目的与具备的多种优点通过参考附图以及本发明的正确实施示例将更加清晰，该附图与示例由谙熟本技术领域的人员所提供。
以下参考附有本发明的实施示例的图形来详细说明。
图1为表示反射面与传感器阵列之间关系的图；
图2为表示通过位图比较轨迹图；
图3为依据原有技术的光学式鼠标的结构示意图；
图4为依据原有技术的光学式鼠标在普通反射面的原理示意图；
图5为依据原有技术的光学式鼠标在玻璃反射面的原理示意图；
图6为本发明的全反射模拟示图；
图7为依据本发明的光学式鼠标的结构示意图；
图8为依据本发明的光学式鼠标在普通反射面上的原理示意图；
图9为依据本发明的光学式鼠标在玻璃反射面上的原理示意图。
以下将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在下述描述中，相同部件在不同图中亦采用相同符号。下述描述中的相关事物如结构和电路元件不限于此。且众所周知的功能或结构亦不再详述。
首先，以附图6为基准说明本发明欲采用的全反射概念。
参照图6，N1、N2分别代表相应介质的折射率，参考符号IC表示临介角，参考符号I1表示光源发射的入射角，参考符号I2表示当入射光经两种不同折射率介质的界面时的折射角。
如图6所示，假设折射角I2大于入射角I1，当相应介质的折射率N1＞N2，折射角为90℃时的入射角I1为临介角，则I1＞IC时入射光在界面全部反射而无折射角存在，此现象称为全反射。
图7为依据本发明的光学式鼠标的结构示意图。
参照附图7，其中参考符号21代表可由用户按下去的按钮；参考符号22代表由上述按钮21的动作决定其开/关状态的开关；参考符号23代表支撑上述开关22的电路板。
又，参考符号24代表发射光的光源；参考符号25代表由聚光的透镜构成的受光镜；参考符号26代表支撑整个结构的机架；参考符号27代表包括传感器阵列与逻辑电路以及反相器等的透镜集成电路；参考符号28代表反射面；参考符号29代表玻璃；参考符号30代表用于入射光全反射的全反射三棱镜。
图8为依据本发明的光学式鼠标在普通反射面上的原理示意图。
发射自光源并经反射面反射的光通过受光镜聚焦于光传感器。从而使光学式鼠标可实现其功能。
图9为依据本发明的光学式鼠标在玻璃反射面上的原理示意图。参照附图9，当光学式鼠标放置于玻璃上，发射自光源的光传至玻璃并在反射面产生反射。且在反射面上发生全反射，以使光径正对全反射三棱镜。聚光于全反射三棱镜的光在全反射三棱镜的界面上产生全反射，反射光再受光镜聚光于光传感器，以便光传感器感应光。从而，光学式鼠标不仅在普通反射面而且可在玻璃反射面上操作，使光标可在计算机系统的显示屏上移动。
此时发光端透镜与受光镜、全反射三棱镜也可为集成为一体的结构。
另外，将附图8或图9中的光源与发光端透镜用同一个参考符号即是图7中的参考符号24表示。
综上所述，本发明所涉及的光学式鼠标具有以下优点：利用全反射三棱镜感应从光源发射并经传输介质在反射面全反射的光，使全反射光能够进入传感器中，因此光传感器在如玻璃般透明的物质上也可以检测到光，从而可移动计算机系统中显示屏上的光标。
在以上的说明中本发明针对特定的实施例做出图示及说明，但是在不脱离专利申请范围所示的发明思想及范围限度之内可以进行多种改造及变化，这是业内稍有常识的人都很清楚的事项。

Claims (3)

1.一种光学式鼠标，其特征在于：包括：
发射光的光源；
用于将由上述光源发射的光并通过照射镜发射的光聚焦在反射面上并产生全反射的受光镜；
用于将发射自光源并通过照射镜照射的光置于通过反射面全反射的路径上，经传输介质如玻璃传输并将入射光通过一反射面反射后聚焦于受光镜的全反射三棱镜；以及
用于感应经由上述受光镜聚合的光线的光传感器。
2.根据权利要求1所述的光学式鼠标，其特征在于：附加了一个用于将上述光源部发射的光照射的照射镜。
3.根据权利要求2所述的光学式鼠标，其特征在于：上述照射镜、受光镜及全反射三棱镜集成为一体。
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