CN201047938Y - 激光鼠标的光学系统结构 - Google Patents

Abstract

一种激光鼠标的光学系统结构，通过一激光光源射出激光束，于一工作表面反射后形成光斑，并照射至多个感光单元，而经由一信号处理单元分析照射于这些感光单元的光斑的直径，若该直径超出20μm～80μm，或者超出该感光单元每个单位边长的2～2.5倍，则停止处理由这些感光单元所接收信号。故，本实用新型可将改善一般已知的光学鼠标，受到传感器接收到的散乱光源信号的影响，造成光标移动错误的缺点，并可大幅减低使用者提起激光鼠标移动所需的高度，且避免因而所引发的光标跳动及移动。

Description

激光鼠标的光学系统结构

技术领域

本实用新型涉及一激光鼠标的光学系统结构，尤其涉及一种控制该激光鼠标在距离一工作面之间的一有效高度范围内能够正常工作的光学系统结构。

背景技术

鼠标为个人计算机的主要输入设备之一，目前市面上所贩售的鼠标的种类，大致上可以分为机械鼠标与光学鼠标，机械鼠标主要在鼠标底部设一轨迹球，利用移动鼠标使轨迹球转动，再利用该轨迹球带动设于鼠标内的感测元件，进而计算出鼠标移动的距离，这类机械鼠标的优点是技术门槛低、价格便宜，惟其缺点则是轨迹球在滚动的过程中易磨损，且容易将桌上的灰尘及污物带入鼠标内部而逐渐累积，经长期使用当累积到一定程度后，即会对该鼠标的正常运作产生一定的影响，导致机械鼠标随使用时间增长而精确度降低。

而光学鼠标，如TW专利证号245538号案所示的“光学鼠标结构改良”，具有一用来发射光束的光源(导光投射元件)及光传感器(影像感测元件)所组成。

该光源发射光束后，遇至一工作表面而反射，而经由该光传感器接收，由于该工作表面的表面图样或具有粗糙度，因而照射于该光传感器的光束，会随着光学鼠标的移动而有所不同，故经由连续的分析该光传感器所撷取的影像，进而计算出光学鼠标在工作表面上移动的距离与方向，而控制计算机屏幕上光标的移动。然而一般已知光学鼠标使用的光源，往往会有严重的散光现象，当光传感器在接收目标表面反射的光束，亦会有光束耗损、不足，而导致影像分析资料不足，无法精确的计算鼠标位移的距离及方向，使鼠标光标显示跳动、偏差的情况，导致光学鼠标其操作灵敏度无法有效提升及降低使用方便性。

另外，一般使用者均会将光学鼠标使用于一鼠标垫上，若要将屏幕上的光标长距离地移至某一定点，由于光学鼠标于鼠标垫上的移动区域不足，而无法继续移动光标，则此时使用者需将光学鼠标提起，往所欲移动方向的相反位置放置，然而将光学鼠标提起并移动时，若提起至一定高度前时移动光学鼠标，则该光学鼠标的光传感器亦会接受到微弱、错误的光源信号，而使屏幕上的光标跟随光学鼠标移动，或是产生不规则的跳动，而影响使用者的操作。

因此，上述已知的光学鼠标，显然具有缺陷，而能加以改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种激光鼠标的光学系统结构，其使用激光光源，能更均匀、集中的将光束透射至工作表面。

本实用新型的另一目的是用一种激光光源射出激光束，其控制一激光鼠标在距离一工作面之间的一有效高度范围内能够正常工作，于一工作表面反射后形成的光斑，并照射至多个感光单元，而经由一信号处理单元分析照射于这些感光单元的光斑的直径，若该直径超出20μm～80μm，或超出该感光单元每个单位边长的2～2.5倍，则停止处理由这些感光单元所接收信号，而使该激光鼠标处于非正常工作状态。

为了达成上述目的，本实用新型提供一种激光鼠标的光学系统结构，控制该激光鼠标在距离一工作面之间的一有效高度范围内能够正常工作，其包括：一激光光源，用以发射一光源；一透镜，设置于该激光光源的出光面，用以输出该光源至该工作面；一传感器，具有多个感光单元，用以接收从该工作面所反射的光源，并于该感光单元形成有光斑；以及其中透过该激光光源及该透镜所形成的该光斑直径在该有效高度范围内介于20μm～80μm之间，或该感光单元每个单位边长的2～2.5倍。

本实用新型的有益效果是，可以使得传感器更能精确的测量激光鼠标的移动，以减少一般光源的散光，而导致影像分析资料不足，无法精确的计算鼠标位移的距离及方向，使鼠标光标显示跳动、偏差的情况。

本实用新型的另一益处为可改善一般已知的光学鼠标，受到传感器接收到的散乱光源信号的影响，造成光标移动错误的缺点，并可大幅减低使用者提起激光鼠标移动所需的高度，且避免因而所引发的光标跳动及移动。

为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所示附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1本实用新型激光鼠标的光学系统结构组合于激光鼠标的示意图；

图2本实用新型激光鼠标的光学系统结构的分解图；

图3本实用新型激光鼠标的光学系统结构的剖视图；以及

图4本实用新型激光束反射后所形成的光斑分布于感测数组的分布图。

图中符号说明

1   激光鼠标

2   透镜座    21  固定槽

22  透镜

3    激光光源        31    激光束

32   光斑

4    传感器          41    感光单元

5    信号处理单元

6    工作表面

具体实施方式

请参考图1至图3，本实用新型激光鼠标的光学系统结构，其包括一激光鼠标1、一透镜座2、一激光光源3、一传感器4及一信号处理单元5。

该透镜座2设置于该激光鼠标1的底部，该透镜座2的一侧设有一固定槽21，该激光光源3设置于该固定槽21内。该透镜座2位于该激光光源3处设有一透镜22，以作为该激光光源3射出的激光束31聚焦之用。

该激光光源3具有一发光激光二极管裸晶，而该发光激光二极管裸晶的边长介于100μm至300μm之间。该激光光源3所射出的激光束31至一工作表面6的入射角度介于27～40度之间，该工作表面6的长度为8mm至25mm之间(请参考图3)。

该传感器4设置于该透镜座2的上表面，该传感器4由多个感光单元41所组成，这些感光单元41的任一边长可为40μm，这些感光单元41可为CCD(charge-coupled Device)或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)感光元件，这些感光单元41可个别地感测是否有激光束31照射。该信号处理单元5电性连接该传感器4，以分析该传感器4所感测的资料。

请参考图3，本实用新型控制一激光鼠标1在距离一工作面6之间一有效高度范围内能够正常工作，该激光光源3发射出该激光束31，经过透镜22聚焦，而于该工作表面6上反射，由于该工作表面6为一粗糙的表面，而激光束31为高相干性的光束，因而会产生光斑现象，如图4所示，而该具有光斑的激光束31，最后照射至该传感器4。该照射于该传感器4的光斑32，故于本实施例中透过该激光光源及该透镜所形成的该光斑直径在该有效高度范围内介于20μm～80μm之间。

而该传感器4将个别感光单元41所感应到的信号，传送至该信号处理单元5，该信号处理单元5则依据激光束31的光斑的移动及分布，而计算出激光鼠标1所移动的方向及距离。

因而本实用新型激光鼠标的光学系统结构，使用激光光源，能更均匀、集中的将光束透射至工作表面，而使得传感器更能精确的测量激光鼠标的移动。

请参考图3及图4，本实用新型的另一特征为该信号处理单元5可侦测照射于传感器4的光斑32大小，若该光斑32的直径超过20μm～80μm，或该感光单元41每个单位边长的2～2.5倍，则该信号处理单元5可判断不处理该传感器4所产生的信号。

由于将激光鼠标提升至一定高度，或与工作表面倾斜会造成于传感器的光斑，比将激光鼠标放置于工作表面的光斑大，因而本实用新型排除处理过大的光斑信号，而可大幅减低使用者提起鼠标移动所需的高度，且避免因而所引发的光标跳动及移动。

并且过大的光斑信号，可能为错误的信号，而本实用新型可排除一般已知的光学鼠标，因传感器接收到散乱光源信号的影响，造成光标移动错误的缺点。

以上所述，仅为本实用新型最佳的一具体实施例的详细说明与附图，惟本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本实用新型申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在所述的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种激光鼠标的光学系统结构，其特征在于，包括：

一激光光源；

一透镜，设置于该激光鼠标的底部，该透镜为激光光源的出光面，输出光源至一工作面；

一传感器，具有多个感光单元，该传感器设置于该透镜座的上表面，接收从该工作面所反射的光源，并于该感光单元上形成有光斑；

其中透过该激光光源及该透镜所形成的该光斑直径在一有效高度范围内介于20μm～80μm。

2.如权利要求1所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：该激光光源具有一发光激光二极管裸晶，而该发光激光二极管裸晶的边长介于100μm至300μm之间。

3.如权利要求1所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：该激光光源所射出的光束至该工作表面的入射角度介于27～40度之间。

4.如权利要求1所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：在该有效范围高度内，该激光光源所射出的激光束至该工作表面的长度为8mm至25mm之间。

5.如权利要求1所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：所述的感光单元为CCD或CMOS感光元件。

6.如权利要求1所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：还包括一处理单元，该处理单元电性连接该传感器，该处理单元是一种分析该光斑的直径超过80μm时，停止处理该传感器所接收的信号的处理单元。

7.一种激光鼠标的光学系统结构，其特征在于，包括：

一激光光源；

一透镜，设置于该激光鼠标的底部，该透镜为激光光源的出光面，输出光源至一工作面；

一传感器，具有多个感光单元，设置于该激光鼠标的底部，接收从该工作面所反射的光源，并于该感光单元上形成有光斑；

其中透过该激光光源及该透镜所形成的该光斑直径在该有效高度范围内为该感光单元每个单位边长的2～2.5倍。

8.如权利要求7所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：该激光光源具有一发光激光二极管裸晶，而该发光激光二极管裸晶的边长介于100μm至300μm之间。

9.如权利要求7所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：该激光光源所射出的光束至该工作表面的入射角度介于27～40度之间。

10.如权利要求7所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：在该有效范围高度内，该激光光源所射出的激光束至该工作表面的长度为8mm至25mm之间。

11.如权利要求7所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：这些感光单元为CCD或CMOS感光元件。

12.如权利要求7所述的激光鼠标的光学系统结构，其特征在于：还包括一处理单元，该处理单元电性连接该传感器，该处理单元是一种分析该光斑的直径超过该感光单元每个单位边长的2～2.5倍时，停止处理该传感器所接收的信号的处理单元。

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