CN1881159A - 光学鼠标以及用于消除光学鼠标中的污垢的方法 - Google Patents

Abstract

光学设备以及用于清洗光学设备上的光学表面的方法。光学设备具备设备主体和在上述设备主体上的至少一个光学表面。在上述设备主体上的至少一个接入端口在上述设备主体上的与上述至少一个光学表面侧面隔开的位置上。至少一个引导通道从上述至少一个接入端口通过上述设备主体延伸至上述至少一个光学表面，用于把通过上述至少一个接入端口注入上述设备主体的清洗液通过上述设备主体引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面。上述光学设备可以是光学点击设备，例如光学计算机鼠标，或其他具备待清洗光学表面的设备。

Description

光学鼠标以及用于清除光学鼠标中的污垢的方法

背景技术

光学点击设备，例如光学计算机鼠标，通过跟踪例如鼠标垫或桌面之类的导航表面与上述光学点击设备中的电子图像感测器之间的相对运动，将运动信息传送至计算机的图形用户界面(GUI)。在上述光学点击设备中，还存在发射光线至上述导航表面的光源，并且基于照射上述导航表面，利用上述电子图像感测器获得图像。特别地，上述电子图像感测器典型地包含以一种模式排列的光电探测器阵列。在上述阵列中的每个光电探测器产生与照射在上述光电探测器上的光强度成比例的输出信号。处理来自上述光电探测器阵列中的单独光电探测器的输出信号，就生成上述导航表面的图像。随着时间的推移，通过比较一系列的这些图像，上述光学点击设备产生关于上述设备相对于上述导航表面的运动信息。处理之后，该运动信息使指针在上述计算机图形用户界面上做出相应运动。

一些光学点击设备使用相干光源，例如激光，来照射上述导航表面。尽管相干光源通常实现了较低的能耗以及更加正确和精确的光学导航，但是相干光照系统也容易对污垢的出现更加敏感，例如灰尘、尘土、食物及其他物质的微粒。相反地，使用例如发光二极管(LED)之类的非相干光源的光学点击设备相对地不受污垢的影响，因为它们采用散射光模式，该模式使上述污垢留在上述图像的焦点之外。

在相干照明光学点击设备中，一旦污垢附着到上述设备的光学表面，例如，照明透镜或成像透镜的表面，并且被相干照射，上述污垢就会在上述导航表面的图像上变成固定的图案。举例来说，随着污垢的出现，上述光电探测器阵列的一个或多个光电探测器会产生具有与上述导航表面上的实际表面特征或光模式不相应的亮度或位置的固定输出信号。这个固定的图案表现为噪声、失真的图像对比并且因此抑制了上述光学点击设备相对于上述导航表面运动的正确跟踪。

不幸地，本质上在正常环境下，例如在家中或在办公室，这些可能用到光学计算机鼠标的地方，污垢是不可避免的；并且由于光学计算机鼠标对灰尘和其他污垢的敏感，需要定期地清洗上述鼠标上的光学表面，例如，在上述鼠标上的照明和成像透镜的表面。一种用于清洗光学鼠标上的透镜表面的公知方法是使用装有清洗液的容器，上述清洗液主要为了清洗摄影用光片的目的被售卖。上述容器包括从上述容器末端延伸的导管并且该导管能够对准上述鼠标上的透镜以将灰尘从上述透镜表面除去。

然而，光学鼠标上的上述光学部件通常被定位在延伸至上述鼠标主体内的凹处，因而，经常导致难于清洗。特别地，使上述容器的导管正确地对准上述透镜而不碰到上述透镜表面或者不损坏上述透镜是很困难的。除此之外，由于上述透镜是凹进的，所以必须经常将上述清洗液以大致垂直于上述透镜表面的方向送至上述透镜。事实上，这就不能很有效地清洗上述透镜而且会导致从上述周围空气中吸入灰尘到上述鼠标中。

发明内容

根据本发明，提供了一种光学设备以及用于清洗光学设备上的光学表面的方法。光学设备具备至少一个接入端口，该端口在上述设备主体上的一个与待清洗光学表面侧面隔开的位置上。为了通过上述至少一个接入端口把被注入上述设备主体的清洗液引导至上述光学表面以清洗上述光学表面，至少一个引导通道从上述至少一个接入端口通过上述设备主体延伸至上述光学表面。上述光学设备可以是光学点击设备例如光学计算机鼠标，或其他具有待清洗光学表面的设备。

附图说明

更进一步地，除了上述讨论到的那些之外或代替上述讨论到的那些，本发明提供了实施例以及其他特征与优点。参考以下附图，从下面的描述中，很多这些特征与优点是显而易见的。

图1是本领域公知的为了有助于解释本发明的光学计算机鼠标的示意性的横截面侧视图；

图2描述了图1的光学计算机鼠标以及为了有助于解释本发明的公知的用于清洗上述光学计算机鼠标上的光学表面的方法；

图3是依照根据本发明典型实施例的光学计算机鼠标的示意性横截面侧视图以及用于清洗上述光学计算机鼠标上的光学表面的方法；

图4是在图3中描述的光学计算机鼠标的底视图；

图5是依照根据本发明更进一步实施例的光学计算机鼠标的示意性的横截面侧视图；

图6是依照根据本发明更进一步实施例的光学计算机鼠标的示意性的横截面侧视图；以及

图7是依照根据本发明更进一步典型实施例的描述用于清洗光学设备上的至少一个光学表面的流程图。

具体实施方式

根据本发明的实施例提供了一种光学设备以及用于清洗上述光学设备上的光学表面的方法。

图1是本领域公知的为了有助于解释本发明的光学计算机鼠标的示意性横截面侧视图。通常上述光学计算机鼠标被编号为100，并且包括包含光源104、照明透镜106、图像感测器108和成像透镜110的鼠标主体102，它们都在鼠标主体102内部在鼠标主体102内形成的凹处112支撑。正如本领域技术人员会了解的那样，光学鼠标100也包括其他部件，这些部件对于完全理解本发明并不是必需的，并且，因此，没有在图1中描述并且在这里没有说明。

通过跟踪例如鼠标垫或桌面之类的导航表面120与图像感测器180之间的相对运动，光学鼠标100完成将运动信息送到计算机图形用户界面(GUI)的功能。如通过在图1中的虚线所示，经照明透镜106和鼠标主体102底表面116的光通道孔114，光源104可见地发射光线至导航表面120照亮导航表面120。导航表面120反射上述发射至导航表面120上的光线，并且由成像透镜110在图像感测器108上成像。图像感测器108典型地包含以一模式排列的光电探测器阵列。在上述阵列中的每一个光电探测器产生与照射在上述光电探测器上的光强度成比例的输出信号。处理上述来自光电探测器阵列中每个光电探测器的输出信号以产生上述导航表面的图像。随着时间的推移，通过比较一系列的这些图像，光学鼠标100产生关于上述光学鼠标相对于上述导航表面运动信息。处理之后，这个运动信息使上述计算机的计算机图形用户界面上的指针进行相应的运动。

特别地，当光源104是相干光源时，例如激光，如果例如灰尘之类的污垢附着到上述光学鼠标上的光学表面，例如在照明透镜106或成像透镜110的表面，上述污垢会成为在图像感测器108上形成的上述导航表面的图像上的固定图案。例如，随着污垢出现，图像感测器108的光电探测器阵列的一个或多个光电探测器会产生具有与在导航表面120上实际的表面特征或光模式不一致的强度或位置的固定输出信号。这个固定图案表现为噪声、失真的图像对比并因此抑制上述光学鼠标相对于上述导航表面的运动的正确跟踪。

由于光学鼠标对灰尘和其他污垢的敏感，需要定期地清洁上述鼠标上的光学表面，例如照明和成像透镜106和110的表面。在图2中示意性地描述一种公知的清洁光学鼠标的光学表面灰尘的方法。特别地，图2描述了图1的光学计算机鼠标100以及为了有助于解释本发明的公知的用于清洁上述光学计算机鼠标上的光学表面的方法。

如图2中所示，装有清洗液的容器230，举例来说，一罐液体，例如1，1，1，2-四氟乙烷，具备比室温低的沸点，上述清洗液主要为了清洗摄影用光片的目的被售卖，正在被用于从成像透镜110的表面清除污垢。特别地，为了清除上述透镜表面的灰尘和其他污垢，窄导管232从容器230的末端延伸并被使用者(未示出)对准图像透镜110。

如图2中所示，因为透镜106和110被定位在鼠标主体102中的凹处112内，为了将上述清洗液送到透镜110的表面，导管232必须经光通道孔114被插入至凹处112。然而，通过插入上述导管至鼠标主体中，适当地将上述导管对准上述透镜而没有擦伤上述透镜表面或者不损坏上述透镜变得很困难。

此外，由于透镜106和110凹陷在鼠标主体102中，如图2中所示从罐230分配的上述清洗液经导管232通常必须以大致垂直于上述透镜表面的方向被送往上述透镜。这样不能让上述透镜表面被很有效地清洗，并且，实际上，可能会导致从周围空气中引入灰尘和其他污垢至上述鼠标中。

图3是根据本发明依照典型实施例的光学计算机鼠标的示意性横断面侧视图以及用于清洁上述光学计算机鼠标上的光学表面的方法。上述光学计算机鼠标被编号为300，并且通常与在图1中的光学计算机鼠标100相似，在其中它包括包含光源304、照明透镜306、图像感测器308和成像透镜310的鼠标主体302，它们都在内部被凹处312支撑，上述凹处从上述鼠标主体底表面316的光通道孔314延伸至鼠标主体302内。

然而，光学鼠标300与光学鼠标100不同，在其中它还包括从底表面316延伸至鼠标主体302内的接入端口340。如图3和图4中所示，图4是在图3中描述的光学计算机鼠标300的底视图，接入端口340在被定位在鼠标主体302底表面316上的一个位置处，该位置是与光通道孔314及与透镜306和310侧面隔开的。如图3中所示，接入端口340的大小被限定为接收从压缩气体容器230末端延伸的导管232的末端。

此外，在光学鼠标主体302中形成通道350，该通道从接入端口340延伸至凹处312。特别地，如图3中所示，通道350分裂成两个通道部分350A和350B。通道部分350A在照明透镜306的附近朝向凹处312并且通道部分350B在成像透镜310附近朝向凹处312。为了清除上述表面的污垢从而清洁上述表面，改造通道350适合于接收经接入端口340从容器230注入至鼠标主体302中的清洗液并且引导上述清洗液通过上述鼠标主体至透镜306和310的表面上。

在图3中描述的上述清洗步骤提供了超出例如在图2中描述的清洁步骤之类的公知清洁方法的优点。最初，在图3中描述的清洁步骤中，在清洁操作期间定位导管232的末端远离透镜306和310的表面。因此，避免了上述导管的末端接触上述透镜的表面，确保上述透镜表面在清洁期间不会被擦伤或者不被损坏。

除此之外，在光学鼠标300中，通道部分350A和350B以对上述透镜表面大致横切的方向将清洗液送至并覆盖透镜表面306和310。因此，在冲击上述透镜后，上述清洗液会以大致横切的方向偏离上述透镜表面，以至于有效地从上述透镜带走污垢。另一方面，在图2中描述的清洗步骤中，如之前描述的那样，通常将上述清洗液以大致垂直于上述透镜表面的方向送至上述透镜，这不能让上述透镜被完全清洗，并且，实际上，可能会导致从周围空气中带入污垢至上述鼠标中。

如在图3中所示，接入端口340包括：在内部的锥形部分342，该部分从鼠标主体302的底表面316延伸；以及圆柱形部分344，该部分从锥形部分342延伸至鼠标主体内。锥形部分342帮助引导导管232的末端至圆柱形部分344以使导管232与引导通道350完全平行。在平时使用上述光学鼠标和清洗操作期间，在接入端口340放置橡胶或其他合适材料的环形灰尘密封部分346以阻止污垢从接入端口340进入上述鼠标。

通常，可以以多种方式设计根据本发明的光学设备以最好地适合用户和上述设备的特定设计。举例来说，尽管在图3中的光学鼠标300包括单独的接入端口和被定位以把清洗液引导至两个透镜表面上的引导通道，根据本发明的其他典型实施例可能包括多个从多个接入端口延伸的以引导清洗液至光学表面的被定位在上述光学设备中不同位置处的引导通道。此外，如果需要或适合于特定的设备设计，可以定位上述接入端口在表面上而不是在上述光学设备的下表面。

图5是根据本发明依照更进一步典型实施例的光学计算机鼠标的示意性的横断面侧视图。上述鼠标被编号为500，并且通常与图3中的鼠标300相似，并且使用相应的编号来标识相应的部件。然而，光学鼠标500与光学鼠标300的不同在于，它包括在其上表面562上的第二接入端口560，该端口亦在鼠标主体502上的一个与光通道孔514及与透镜506和510侧面隔开的位置上。引导通道570具备从接入端口560延伸的引导通道部分570A和570B并且会以基本上与从引导通道540A和540B流出液体的方向相反的方向把清洗液引导至透镜506和510的表面上。

通过从不同方向实现将清洗液送至覆盖透镜506和510的表面，光学鼠标500特别满足对于不能被从一个单独方向送来的清洗液完全清洗的光学表面形状。在根据本发明的其他典型实施例中，能够定位分开的引导通道以引导清洗液流至光学设备上的不同光学表面。

在图3中的光学鼠标300和在图5中的光学鼠标500是为了有助解释本发明的光学鼠标的高度示意性的描述。可以以很多不同的设计和形状实现光学鼠标，并且可以以很多不同的方式构造清洁通道以适合不同的鼠标设计。

图6是根据本发明依照另一个典型实施例的光学计算机鼠标的横断面侧视图。上述计算机鼠标被编号为600，并且通常描述公知光学鼠标的几何图形。光学鼠标600包括光源604、照明透镜606、图像感测器608和成像透镜610，它们都在内部被凹处612支撑，上述凹处从其底表面616延伸至鼠标主体602内。鼠标600亦包括在这里提供的向凹处612开口的通道620。

根据本发明的典型实施例，在光学鼠标600中提供接入端口640，该端口从其底面616延伸至鼠标主体602内并且开口于通道620内。此外，在通道620中放置一个小的、楔形的具备倾斜表面682的元件680，用于引导清洗液从接入端口640流过通道620覆盖透镜606和610的表面。因此，当清洗液容器230的导管232插入接入端口630并且通过接入端口630注入清洗液时，上述液体会被引导通过通道620，经楔形680的倾斜表面682并覆盖透镜606和610的表面。亦如在图6中所示，楔形元件680也完成使通道620稍微缩小的功能以增加液体流过上述通道的速度以至于更有效地清洗上述透镜表面。在清洗上述透镜表面之后，上述清洗液会经光通道孔614被送出鼠标主体，以把上述透镜表面清洗出的污垢清除出上述鼠标主体外。

在图6中的光学鼠标600倾向于描述怎样能够容易地修改现有光学鼠标设计来结合透镜清洁能力。然而，我们应该理解不同的光学鼠标设计可能需要不同的修改，并且我们并不倾向于把本发明限制到任何特定的光学鼠标设计中。

图7是根据本发明依照另一个典型实施例描述用于清洗光学设备上的至少一个光学表面的方法的流程图。上述方法通常被编号700指定，并且由与上述设备上的至少一个光学表面的侧面隔开的位置处注射清洗液至光学设备内开始(步骤702)。于是引导上述清洗液经上述光学设备至上述至少一个光学表面上，以清洗上述至少一个光学表面(步骤704)。

由于已经描述了构成根据本发明典型实施例的内容，应该认识到能够以很多方式变化本发明而不脱离其范围。举例来说，尽管主要地结合光学计算机鼠标描述了本发明，但是应该明白本发明并不仅限于此。也可以利用本发明来清洗例如照相机、幻灯片夹等等之类的各种光学设备上的光学表面。此外，尽管主要地结合清洁透镜表面描述了本发明，但是也能够利用本发明来清洁例如镜子、图像感测器表面等等之类的其他类型的光学表面。更进一步地，我们应该理解，在这里使用的术语“光学设备”与“光学表面”并不是意图限制用于可见光的设备和表面，而是能够包含用于结合任何形式的电磁辐射中的设备和表面。然而更进一步地，尽管主要地结合利用例如1，1，1，2-四氟乙烷之类的具备比室温低的沸点的清洗液清洁光学表面描述本发明，但是其他清洗液，例如洁净的干压缩的空气也可以被使用，并且本发明并不限于使用任何特定的清洗液。由于根据本发明的实施例可以以多种方式变化，我们应该理解本发明仅应该被限制在如下权利要求所要求的范围之内。

Claims (22)

1、一种光学设备，包括：

设备主体；

在上述设备主体上的至少一个光学表面；

在上述设备主体上的至少一个接入端口，该端口在上述设备主体上的一个与上述至少一个光学表面侧面隔开的位置上；以及

在上述设备主体中的至少一个引导通道，该通道从上述至少一个接入端口延伸至上述至少一个光学表面，用于把通过上述至少一个接入端口注入上述设备主体的清洗液通过上述设备主体引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面。

2、根据权利要求1的光学设备，其中上述至少一个引导通道引导上述清洗液基本横向地跨过上述至少一个光学表面。

3、根据权利要求1的光学设备，其中上述至少一个引导通道中的至少一个包括通道缩小结构，用于缩小上述引导通道的一部分，以增加被引导通过上述引导通道的上述清洗液的速度。

4、根据权利要求1的光学设备，其中上述至少一个接入端口包括多个接入端口，上述多个端口在上述设备主体上的与上述至少一个光学表面侧面隔开的不同位置上，并且其中上述至少一个引导通道包括多个引导通道，每一个引导通道从上述多个接入端口中的一个延伸至上述至少一个光学表面中的至少一个。

5、根据权利要求4的光学设备，其中上述多个引导通道从不同方向把清洗液从上述多个接入端口引导至上述至少一个光学表面中的至少一个。

6、根据权利要求1的光学设备，其中上述至少一个光学表面包括至少一个透镜表面。

7、根据权利要求6的光学设备，其中上述光学设备包括光学点击设备。

8、根据权利要求7的光学设备，其中上述光学点击设备包括光学计算机鼠标。

9、根据权利要求8的光学设备，其中上述至少一个光学表面包括照明透镜和成像透镜中的至少一个。

10、根据权利要求1的光学设备，并且进一步地包括密封部分，一般用于封闭至少一个接入端口的每一个。

11、根据权利要求8的光学设备，其中上述光学计算机鼠标更进一步包括在上述鼠标主体底表面的光通道孔，并且其中上述至少一个接入端口中的至少一个在上述光学计算机鼠标底表面的与上述光通道孔侧面隔开的位置上。

12、一种用于清洗光学设备上的光学表面的方法，包括：

在至少一个设备上的与至少一个光学表面侧面隔开的位置处注入清洗液至上述设备内；以及

把上述清洗液从上述至少一个位置通过上述光学设备引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面。

13、根据权利要求12的方法，其中把上述清洗液从上述至少一个位置通过上述光学设备引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面包括：

把上述清洗液从上述至少一个位置通过上述光学设备以基本横向地向着上述至少一个光学表面的方向引导至上述至少一个光学表面。

14、根据权利要求12的方法，其中在至少一个与至少一个光学表面侧面隔开的位置处注入清洗液至上述设备内包括：

注入1，1，1，2-四氟乙烷至上述设备内。

15、根据权利要求12的方法，其中上述光学设备包括光学计算机鼠标，并且其中把上述清洗液从上述至少一个位置通过上述光学设备引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面包括：

引导上述清洗液基本横向地跨在上述光学鼠标上的至少一个透镜表面以清洗上述至少一个透镜表面。

16、一种光学计算机鼠标，包括：

鼠标主体；

在上述鼠标主体上的至少一个光学表面；

在上述鼠标主体内的至少一个接入端口，该端口在上述鼠标主体上的与至少一个光学表面侧面隔开的位置上；以及

在上述鼠标主体内的至少一个引导通道，用于把通过上述至少一个接入端口注入上述鼠标主体内的清洗液通过上述鼠标主体引导至上述至少一个光学表面以清洗至少一个光学表面。

17、根据权利要求16的光学计算机鼠标，其中上述至少一个光学表面包括至少一个透镜表面。

18、根据权利要求16的光学计算机鼠标，其中上述至少一个透镜表面包括照明透镜和成像透镜中的至少一个。

19、根据权利要求16的光学计算机鼠标，其中上述至少一个引导通道包括用于增加被引导通过上述引导通道的上述清洗液速度的缩小部分。

20、根据权利要求16的光学计算机鼠标，其中上述光学计算机鼠标进一步包括在上述设备主体的底表面上的光通道孔，并且其中上述至少一个接入端口中的至少一个在上述光学计算机鼠标底表面的与上述光通道孔侧面隔开的位置上。

21、一种用于清洗在光学设备表面上的系统，包括：

光学设备，包括：

设备主体；

在上述设备主体上的至少一个光学表面；

在上述设备内的至少一个接入端口，该端口在上述设备主体上的与至少一个光学表面侧面隔开的位置上；以及

在上述设备主体中的至少一个引导通道，该通道从上述至少一个接入端口延伸至上述至少一个光学表面，用于把通过上述至少一个接入端口注入上述设备主体的清洗液通过上述设备主体引导至上述至少一个光学表面以清洗上述至少一个光学表面；以及

装有清洗液的容器，用于通过上述至少一个接入端口注入清洗液至上述至少一个引导通道。

22、根据权利要求21的系统，其中上述装有清洗液的容器包括1，1，1，2-四氟乙烷。

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