CN200941193Y

CN200941193Y - 一种光学鼠标及其内部的光学系统

Info

Publication number: CN200941193Y
Application number: CNU2006200630064U
Authority: CN
Inventors: 张督巨
Original assignee: 彭政辉
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2016-08-17

Abstract

一种光学鼠标及其内部的光学系统，包括主壳体、至少一按键、控制电路以及光学系统，其技术要点在于光学系统包括固定座、光源套件、第二透镜以及影像感测及计算模块；固定座又包括第一容纳室、第二容纳室、第三容纳室，第一容纳室中固定有光源套件，第二容纳室中固定有第二透镜，第三容纳室中固定有影像感测及计算模块；上述构造的设置使得入射光束与工作表面所形成的平均入射角为40度至80度之间，而该反射光束与工作表面所形成的平均反射角为40度至80度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至8度之间。本实用新型克服了现有光学鼠标不足，提供了一种制造优良率高、能适用更多种类工作表面、可以使用较低功率光源发射件的光学鼠标。

Description

一种光学鼠标及其内部的光学系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种光学鼠标，尤其是涉及内部的光学系统。

【背景技术】

光学鼠标主要有两个问题。

第一个问题是光学鼠标在使用时对工作表面的要求：一般以LED作为光源的光学鼠标，是利用工作表面上凹凸的阴影来计算光学鼠标的移动，因此不能使用于较光滑的表面，譬如金属、大理石、瓷砖、玻璃、烤漆等较平的物体；

而雷射鼠标与其最大的差别主要是改用LD(雷射二极管：laser diode)，因雷射属于高指向性的同调光源(Coherent light)，能够直接反射出表面的细节无需利用阴影辨识，因此比LED光学式鼠标的表面辨识能力大为提升；但雷射鼠标对于较粗糙的表面则表现较差；

因此如何使光学鼠标能适用更多种类的工作表面是需要改进的；

第二个是制造优良率的问题，由于牵涉高精密的光学检测，因此各组件的组装需要相当精密，因此造成较高的组装成本；因此如何增高制造优良率也是需要改进的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是为了克服现有光学鼠标制造优良率不够的不足而提供的一种制造优良率高的光学鼠标；

本实用新型的又一目的是为了克服现有光学鼠标适应各种不同的工作表面能力差的不足而提供的一种能适用更多种类工作表面的光学鼠标；

本实用新型的再一目的是为了克服现有光学鼠标要选用功率较高的光源发射件的不足而提供的一种可以使用较低功率的光源发射件的光学鼠标。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案：

一种光学鼠标，包括主壳体，至少一按键，一控制电路以及一光学系统，其特征在于该光学系统包括：一光源套件，包括可发射入射光束的光源发射件以及供光束穿过的第一透镜，该光束投射于该工作表面后产生反射光束；聚集该反射光束的第二透镜；接收反射光束并计算该光学鼠标移动的影像感测及计算模块，它设置在该第二透镜的上方；以及固定座，包括：固定光源套件的第一容纳室；固定第二透镜的第二容纳室；以及固定影像感测及计算模块的第三容纳室；

上述构造的设置使得入射光束与工作表面所形成的平均入射角为40度至80度之间，而该反射光束与工作表面所形成的平均反射角为40度至80度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至8度之间；

如上所述的影像感测及计算模块包括多个接脚，所述固定座包括至少一个供接脚穿过的透空区，接脚与控制电路连接；

如上所述的光源套件还包括一定位套环，定位套环装设在光源发射件的外侧，定位套环与光源发射件一起装设在第一容纳室中；

如上所述的入射光束与工作表面所形成的平均入射角为50度至70度之间，而该反射光束与工作表面所形成的平均反射角为50度至70度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至5度之间；

如上所述的固定座包括第一侧固定件以及第二侧固定件，而第一容纳室、第二容纳室以及第三容纳室设置于第一侧固定件；

如上所述的第一透镜设置有一凸缘，而第一容纳室设置有一定位边，第一透镜的凸缘定位于该定位边；

如上所述的第二透镜设置有一凸出外缘，而该第二容纳室设置有一定位槽，该第二透镜的凸出外缘定位于该定位槽；

如上所述的入射光束为不可见光或激光束。

一种用于光学鼠标内的光学系统，该光学鼠标除光学系统之外更包括主壳体，至少一按键以及一控制电路，用于光学鼠标内的光学系统的特征在于包括：一光源套件，包括可发射入射光束的光源发射件以及供光束穿过的第一透镜，该光束投射于该工作表面后产生反射光束；聚集该反射光束的第二透镜；接收反射光束并计算该光学鼠标移动的影像感测及计算模块，它设置在该第二透镜的上方；以及固定座，包括：固定光源套件的第一容纳室；固定第二透镜的第二容纳室；以及固定影像感测及计算模块的第三容纳室；

如上所述的固定座包括第一侧固定件以及第二侧固定件，而第一容纳室、第二容纳室以及第三容纳室设置于第一侧固定件。

如上所述的入射光束为不可见光或激光束。

本实用新型与现有技术相比具有如下的优点：

1、本实用新型当同时满足2个条件：(A)入射光束的平均入射角实质等于或相当接近反射光束的平均反射角，且在40度至80度之间时；(B)光源使用雷射二极管时；则在工作表面不管是较光滑时或较粗糙时表现都非常不错；原因是当工作表面较光滑时，在本实用新型平均入射角与反射角的适当设计之下，雷射光能够直接反射出表面的细节特质；但当工作表面较粗糙时，在本实用新型平均入射角与反射角的适当设计之下，则阴影辨识也可发挥功效；

2、本实用新型制造优良率高，组装方便、容易，组装效率高；

3、本实用新型可以使用较低功率的光源发射件，减少耗电，并能减少或消除入射光束对使用者眼睛的不适。

【附图说明】

图1是本实用新型光学鼠标的剖视图；

图2是本实用新型关于光学系统的立体分解图；

图3是本实用新型关于光学系统的立体图；

图4是本实用新型关于光学系统的剖视示意图；

光学鼠标10；主壳体11；按键12；控制电路13；电路板131；开口15；光学系统20；固定座30；第一侧固定件31；定位孔311；第二侧固定件32；定位销321；透空区322；第一容纳室41；定位边411；第二容纳室42；定位槽421；第三容纳室43；光源套件50；光源发射件51；入射光束511；反射光束512；第一透镜52；凸缘521；定位套环53；影像感测及计算模块60；接脚61；第二透镜70；凸出外缘71 平均入射角81；平均反射角82；工作表面90。

【具体实施方式】

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

光学鼠标是可放置于工作表面90进行操作计算机。

(请见图1)本实用新型的光学鼠标10包括主壳体11、至少一按键12、控制电路13(一般包括电路板131)以及光学系统20。本实用新型的重点在于光学系统20部分，因此以下针对光学系统20部分做详细的说明。

光学系统20主要包括固定座30、光源套件50、第二透镜70以及影像感测及计算模块60四大部分。

(请见图2)固定座30包括第一侧固定件31以及第二侧固定件32，第一侧固定件31通过多个定位孔311与第二侧固定件32相对应的定位销321相结合。在本实施例中第一容纳室41，第二容纳室42以及第三容纳室43设于第一侧固定件31。

第一容纳室41是用以容纳及固定光源套件50；第二容纳室42是用以容纳及固定第二透镜70；而第三容纳室43，用以容纳及固定影像感测及计算模块60。容纳室41、42、43的功能是要确保光源套件50、第二透镜70以及影像感测及计算模块60之间的相对位置，使得在组装时能够提供方便的组装程序，并提高效率。

(请见图2)光源套件50包括光源发射件51、第一透镜52以及定位套环53。(请见图1)光源发射件51可发射一入射光束511，光束511穿过第一透镜52投射于工作表面90，并因为工作表面90而产生一反射光束512。主壳体11的底面对应第一透镜52处设有开口15，以便入射光束511能够投射到工作表面90。光源发射件51可采用大多数目前光学鼠标所使用的LED或是雷射或是激光，但若是为了广泛使用于不同种的工作表面90(非常光滑表面，或是一般表面)，配合本实用新型容纳室41、42、43的结构设计，光源发射件51建议采用发射之入射光束511为聚焦形光束，比如雷射。另外需注意的是，入射光束511可以为可见光或不可见光。

定位套环53用以装设于光源发射件51外侧，使得定位套环53以及光源发射件51一并装设于第一容纳室41。定位套环53最好由由金属材质制成，使得光源发射件51能准确定位于第一容纳室41，以确保入射光束511的角度。

(请见图2)另外第一透镜52包括一凸缘521，而第一容纳室41包括一定位边411，以使第一透镜52的凸缘521定位于定位边411。第一透镜52的用处是使入射光束511更能形成聚焦的效果，使得光源发射件51能使用较低功率的组件以减少耗电(对于无线鼠标很有帮助)，并能减少或消除入射光束511对使用者眼睛的不适。

第二透镜70是用以聚集反射光束512。第二透镜70包括一凸出外缘71，而第二容纳室42包括一定位槽421，以使第二透镜70的凸出外缘71定位于定位槽421中。

影像感测及计算模块60则设于第二透镜70的上方，用以接收反射光束512并计算光学鼠标10的移动，由于这些为现有技术，在此不再赘述影像感测及计算模块60的细节与原理。

目前市场上的影像感测及计算模块60将光感测组件与运算用芯片结合在一起，因此影像感测及计算模块60的两侧包括复数之接脚61。固定座30为配合这多个接脚61，在固定座30的两侧各包括一透空区，图2及图3显示第二侧固定件32的透空区322，而第一侧固定件31相对应的位置也有一透空区(图未示)，使得多个接脚61可穿过透空区322与控制电路13/电路板131连接。

请见图4，为使光学鼠标10能广泛使用于不同种的工作表面90(非常光滑表面以及一般表面)，以及光源发射件51能使用较低功率的组件，入射光束511与工作表面90所形成的平均入射角81为40度至80度之间，最好为50度至70度之间。而反射光束512与工作表面90所形成的平均反射角82为40度至80度之间，最好为50度至70度之间。另外平均入射角81与平均反射角82的差距为0度至8度之间，最好为0度至5度之间。

本实用新型不局限于上述实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也将视为本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种光学鼠标，包括主壳体(11)，至少一按键(12)，一控制电路(13)以及一光学系统(20)，其特征在于该光学系统包括：

一光源套件(50)，包括可发射入射光束(511)的光源发射件(51)以及供光束穿过的第一透镜(52)，该光束投射于该工作表面(90)后产生反射光束(512)；

聚集该反射光束的第二透镜(70)；

接收反射光束并计算该光学鼠标移动的影像感测及计算模块(60)，它设置在该第二透镜(70)的上方；以及

固定座(30)，包括：固定光源套件(50)的第一容纳室(41)；

固定第二透镜(70)的第二容纳室(42)；以及

固定影像感测及计算模块(60)的第三容纳室(43)；

上述构造的设置使得入射光束与工作表面所形成的平均入射角(81)为40度至80度之间，而该反射光束与工作表面所形成的平均反射角(82)为40度至80度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至8度之间。

2、根据权利要求1所述的一种光学鼠标，其特征在于所述的影像感测及计算模块(60)包括多个接脚(61)，所述固定座(30)包括至少一个供接脚穿过的透空区(322)，接脚与控制电路(13)连接。

3、根据权利要求1或2所述的一种光学鼠标，其特征在于所述的光源套件(50)还包括一定位套环(53)，定位套环(53)装设在光源发射件(51)的外侧，定位套环与光源发射件一起装设在第一容纳室(41)中。

4、根据权利要求1或2所述的一种光学鼠标，其特征在于入射光束(511)与工作表面(90)所形成的平均入射角(81)为50度至70度之间，而该反射光束(512)与工作表面所形成的平均反射角(82)为50度至70度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至5度之间。

5、根据权利要求3所述的一种光学鼠标，其特征在于入射光束(511)与工作表面(90)所形成的平均入射角(81)为50度至70度之间，而该反射光束(512)与工作表面所形成的平均反射角(82)为50度至70度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至5度之间。

6、根据权利要求1或2所述的一种光学鼠标，其特征在于所述的固定座(30)包括第一侧固定件(31)以及第二侧固定件(32)，而第一容纳室(41)、第二容纳室(42)以及第三容纳室(43)设置于第一侧固定件。

7、根据权利要求6所述的一种光学鼠标，其特征在于所述的第一透镜(52)设置有一凸缘(521)，而第一容纳室(41)设置有一定位边(411)，第一透镜的凸缘定位于该定位边。

8、根据权利要求6所述的一种光学鼠标，其特征在于所述的第二透镜(70)设置有一凸出外缘(71)，而该第二容纳室(42)设置有一定位槽(421)，该第二透镜的凸出外缘定位于该定位槽。

9、根据权利要求6所述的一种光学鼠标，其特征在于入射光束(511)为不可见光。

10、根据权利要求6所述的一种光学鼠标，其特征在于入射光束(511)为激光束。

11、一种用于光学鼠标内的光学系统，该光学鼠标除光学系统之外更包括主壳体(11)，至少一按键(12)以及一控制电路(13)，用于光学鼠标内的光学系统(20)的特征在于包括：

聚集该反射光束的第二透镜(70)；

固定座(30)，包括：固定光源套件(50)的第一容纳室(41)；

固定第二透镜(70)的第二容纳室(42)；以及

固定影像感测及计算模块(60)的第三容纳室(43)；

12、根据权利要求11所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于所述的影像感测及计算模块(60)包括多个接脚(61)，所述固定座(30)包括至少一个供接脚穿过的透空区(322)，接脚与控制电路(13)连接。

13、根据权利要求11或12所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于所述的光源套件(50)还包括一定位套环(53)，定位套环(53)装设在光源发射件(51)的外侧，定位套环与光源发射件一起装设在第一容纳室(41)中。

14、根据权利要求11或12所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于入射光束(511)与工作表面(90)所形成的平均入射角(81)为50度至70度之间，而该反射光束(512)与工作表面所形成的平均反射角(82)为50度至70度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至5度之间。

15、根据权利要求13所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于入射光束(511)与工作表面(90)所形成的平均入射角(81)为50度至70度之间，而该反射光束(512)与工作表面所形成的平均反射角(82)为50度至70度之间，且该平均入射角与该平均反射角的差距为0度至5度之间。

16、根据权利要求11或12所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于所述的固定座(30)包括第一侧固定件(31)以及第二侧固定件(32)，而第一容纳室(41)、第二容纳室(42)以及第三容纳室(43)设置于第一侧固定件。

17、根据权利要求16所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于所述的第一透镜(52)设置有一凸缘(521)，而第一容纳室(41)设置有一定位边(411)，第一透镜的凸缘定位于该定位边。

18、根据权利要求16所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于所述的第二透镜(70)设置有一凸出外缘(71)，而该第二容纳室(42)设置有一定位槽(421)，该第二透镜的凸出外缘定位于该定位槽。

19、根据权利要求16所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于入射光束(511)为不可见光。

20、根据权利要求16所述的一种用于光学鼠标内的光学系统，其特征在于入射光束(511)为激光束。