CN201548923U

CN201548923U - 笔型光学输入装置

Info

Publication number: CN201548923U
Application number: CN2009201782655U
Authority: CN
Inventors: 赖键模; 李祖楠; 李晓林
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-10-21

Abstract

一种笔型光学输入装置，包括有一本体，以及设置于本体内的一多波长光源、一光源感测模块与一透镜。多波长光源可发出至少二不同波长区段的光线，且多波长光源射出光线穿过本体至一工作面上，令工作面产生至少二反射光线，而透镜将反射光线折射至该光源感测模块内予以接收。本实用新型的笔型光学输入装置可在不同表面情况的工作面上，以及相对于工作面具有不同距离的情形顺利地使用，适应使用者在操作中的摆动动作，让使用者可随时随地的进行操作，而不受使用环境的限制。

Description

笔型光学输入装置

技术领域

本实用新型涉及一种周边输入装置，特别是一种笔型光学输入装置。

背景技术

近年来科技快速的发展与进步，不论是个人计算机(Personal Computer，PC)或是笔记型计算机(Notebook)等计算机设备，已成为大众在日常生活或是工作上不可或缺的便捷工具，然而计算机设备必须通过如鼠标、触控板、轨迹球等指针输入装置，才能执行计算机设备的窗口接口的操控。

以光学式鼠标为例，目前常见的半球状圆屋顶形式的光学鼠标仅限于使用在传统的方式上，且因为外型及体积过于庞大，使得使用者根本无法像握笔的方式进行操作，因而产生一定程度的使用死角，而习用半球状圆屋顶形光学鼠标在结构和形状的设计上，亦导致许多使用不便的问题。为了解决上述的问题，制造厂商已经在市场上开始提供笔型结构的光学鼠标，以便于使用者握持操作，顺应原本握持笔杆的人体工学习惯。

笔型光学鼠标作为一种计算机辅助输入设备，譬如US6,151,015号专利为例，其系于笔型壳体内部设置发光二极管(light emitting diode，LED)或激光光二极管及光传感器。通过上述的发光二极管发出的光线投射至工作面上，再利用光传感器检知自工作面折射回来的光线变化并成像，以产生对应的光标移动信号传输至计算机设备。当笔型光学鼠标移动时，其移动轨迹被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光学鼠标内部的接口微处理器对所摄取的图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，以判断鼠标的移动方向和移动距离，进而完成光标的定位。

然而，不论是半球状光学鼠标或是笔型光学鼠标，由于体积上的限制，仅能于鼠标内部设置单一个光传感器与单一个发光二极管，而发光二极管亦只能发出单一波长的光线，这将造成光学鼠标在使用上的诸多限制。也就是说，习用的光学鼠标必须与工作面相当接近，甚至是平贴于工作面上，而适用于光学鼠标使用的工作面的平坦度要求相对较高，方可顺利产生游标定位的步骤。

若因使用者于操作过程中造成光学鼠标的上下位移而与工作面的距离过大，或者是工作面的平坦度不佳时，都将改变发光二极管投射至工作面上所产生的反射光线所代表的光信号，使得光传感器在读取光信号时造成混乱，而导致光传感器所感测的影像的对比度降低，甚至是无法正确的定位光标的情况发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实用新型笔型光学输入装置，以改进现有光学鼠标在使用时必须平贴于工作面上，使用不便，以及若光学鼠标与工作面之间的距离或倾斜角度过大，将导致光传感器在读取光信号时造成混乱，而无法正确的定位游标等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种笔型光学输入装置，其中，包括有：

一本体；

一多波长光源，设置于该本体内，该多波长光源可发出至少二不同波长区段的光线，且该多波长光源射出该光线穿过该本体至一工作面，令该工作面产生至少二反射光线；

一光源感测模块，设置于该本体内，该光源感测模块用以接收该至少二反射光线；以及

一透镜，设置于该本体内，用以折射该至少二反射光线至该光源感测模块；

其中，该光源感测模块检测该至少二反射光线的光信号，使该多波长光源根据该本体或该多波长光源与该工作面之间的距离，以对应地持续发出该波长区段的该光线，并且该光源感测模块接受该反射光线，以产生一控制信号。

上述的笔型光学输入装置，其中，所述的光源感测模块具有一电路板及一光传感器，该光传感器电性设置于该电路板上，并用以接收该至少二反射光线。

上述的笔型光学输入装置，其中，所述的本体具有一透光孔，以供该光线与该至少二反射光线穿过该本体。

为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种笔型光学输入装置，其中，包括有：

一本体；

至少二光源，设置于该本体内，该至少二光源可分别发出不同波长区段的一光线，且该至少二光源射出该光线穿过该本体至一工作面，令该工作面产生至少二反射光线；

其中，该光源感测模块检测该至少二反射光线的光信号，并根据该本体或该光源与该工作面之间的距离，以选择开启对应该波长区段的该其中一光源，并且该光源感测模块接受该反射光线，以产生一控制信号。

上述的笔型光学输入装置，其中，所述的本体具有一透光孔，以供该至少二光线与该至少二反射光线穿过该本体。

本实用新型所公开的第一实施例的笔型光学输入装置包括有一本体，以及设置于本体内的一多波长光源、一光源感测模块与一透镜。多波长光源可发出至少二不同波长区段的光线，且多波长光源射出光线穿过本体至一工作面上，令工作面产生至少二反射光线，而透镜将反射光线折射至该光源感测模块内予以接收。

当本体相对工作面位移时，光源感测模块检测至少二反射光线的光信号，使多波长光源根据本体(或多波长光源)与工作面之间的距离，以持续地发出对应的波长区段的光线，并且光源感测模块接受此一反射光线，以产生一控制信号。

本实用新型所公开的第二实施例的笔型光学输入装置包括有一本体，以及设置于本体内的至少二光源、一光源感测模块与一透镜。至少二光源可分别发出不同波长区段的光线，且各光源射出光线穿过本体至一工作面上，令工作面产生至少二反射光线，而透镜将反射光线折射至光源感测模块内予以接收。

当本体相对工作面位移时，光源感测模块检测至少二反射光线的光信号，并根据本体(或光源)与工作面之间的距离，以选择性地开启对应波长区段的其中一光源，光源感测模块接受此一反射光线，以产生一控制信号。

本实用新型的有益功效在于：本实用新型的多波长光源可发出不同波长区段的光线，或是采用可发出不同波长区段的光线的至少二光源，通过光学感测模块检测光线所产生的光信号，以控制多波长光源/光源持续发射出最适当的波长区段的光线，当笔型光学输入装置相对于工作面位移(包括垂直、水平、或是倾斜的位移)时，多波长光源/光源可实时转换射出不同波长区段的光线，以保持最佳的感测效果。

本实用新型的笔型光学输入装置可在不同表面情况的工作面上，以及相对于工作面具有不同距离的情形顺利地使用，适应使用者在操作中的摆动动作，让使用者可随时随地的进行操作，而不受使用环境的限制。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的立体示意图；

图2A为本实用新型第一实施例的平面示意图；

图2B为本实用新型第一实施例的平面示意图；

图2C为本实用新型第一实施例的平面示意图；

图3为本实用新型第二实施例的立体示意图；

图4A为本实用新型第二实施例的平面示意图；

图4B为本实用新型第二实施例的平面示意图。

其中，附图标记

第一实施例

200 笔型光学输入装置

210 本体

211 透光孔

220 多波长光源

230 光源感测模块

231 电路板

232 光传感器

240 透镜

300 工作面

第二实施例

500 笔型光学输入装置

510 本体

511 透光孔

520 光源

530 光源感测模块

531 电路板

532 光传感器

540 透镜

600 工作面

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

如图1及图2A，图1为本实用新型第一实施例的立体示意图；图2A为本实用新型第一实施例的平面示意图，本实用新型第一实施例的笔型光学输入装置200包括有一本体210，以及设置于本体210内部的一多波长光源(multi-wavelength light source)220、一光源感测模块230、与一透镜240。其中，本体210为中空圆筒状结构，类似笔杆造型，在本体210的底侧面开设有一透光孔211，光源感测模块230具有一电路板231及一光传感器232，而光传感器232电性设置于电路板231上。并且，多波长光源220朝向本体210的透光孔211射出光线，而光传感器232与透镜240设置于对应透光孔211的位置，且透镜240位在光传感器232与透光孔211之间。

本实用新型所公开的多波长光源220可为多波长发光二极管(multi-wavelength light emitting diode)或是类似的发光组件，以发射具有指向特性的光线，光传感器232可为电荷耦合组件(Charged CoupledDevice，CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxidesemiconductor，CMOS)，并不以本实用新型所公开的实施例为限。

本实用新型第一实施例的笔型光学输入装置的波长区段的选择方法，首先提供一多波长光源220，此一多波长光源220可发出至少二不同波长区段的光线，接着多波长光源220可发出不同波长区段的光线，并分别对应一最佳成像位置(距离)，并穿过本体210的透光孔211至一工作面300(例如为桌面)上，令工作面300分别产生对应的至少二反射光线。

反射光线自透光孔211进入本体210内部，并且通过透镜240折射至光源感测模块230的光传感器232内，光传感器232检测并判断各反射光线所代表的光信号，并以笔型光学输入装置200的电路系统(图中未示)进行比对，以得到一较佳比对结果。根据此一较佳比对结果令多波长光源220持续地发出相对应的波长区段的光线。本实用新型的多波长光源220通过透镜240的聚焦，以提高其光强度。本实用新型所公开的透镜240可为双凸透镜、双凹透镜或凹凸透镜等各种型态的透镜，但本领域技术人员可根据实际使用需求而选用最佳光学特性的透镜。

详细而言，当笔型光学输入装置200相对于工作面300垂直操作时(如图2A所示)，光源感测模块230的光传感器232即检测并比对多波长光源220所产生不同波长区段的各反射光线所代表的光信号，并且决定最适合于此时的笔型光学输入装置200的本体210(或多波长光源220)与工作面300之间的距离的波长区段，最后使多波长光源220持续地发出这一波长区段的光线。

当笔型光学输入装置200改变相对于工作面300的距离(包括垂直或是倾斜变化)时，(如图2A及图2B所示的由距离D1改变为距离D2)，该光信号产生变化，使得光传感器232即重新启动并重新比对各多波长光源220的各反射光线的光信号，而再决定最适合于此时的笔型光学输入装置200的本体210(或多波长光源220)与工作面300之间的距离的波长区段，并令多波长光源220持续地发出对应波长区段的光线，使光传感器232获得最佳的光学撷取效果，并且笔型光学输入装置200得以精确的定位光标(因每一波长分别对应一最佳成像位置/距离)。

当笔型光学输入装置200相对于工作面300倾斜一角度，而改变笔型光学输入装置200相对于工作面300的斜方向距离时，(如图2A及图2C所示的由距离D1改变为距离D3)，光传感器232即重新比对多波长光源220的各反射光线的光信号，而再决定最适合于此时的笔型光学输入装置200的本体210与工作面300之间的距离的波长区段，并使多波长光源220持续地发出对应波长区段的光线，使光传感器232获得最佳的光学撷取效果，并且笔型光学输入装置200得以精确的定位光标。

请特别注意的是，本实施例中的D3也可为零；也就是说，当使用者的手部姿势有所变化时便产生不同的倾斜角度，并使得该多波长光源220与工作面300之间的斜向距离产生变化。此时，原光信号产生变化，光传感器232即重新比对多波长光源220的各反射光线的光信号，而再决定最适合于此时的笔型光学输入装置200的本体210与工作面300之间的距离的波长区段，并使多波长光源220持续地发出对应波长区段的光线。

如图3及图4A所示，图3为本实用新型第二实施例的立体示意图，图4A为本实用新型第二实施例的平面示意图，本实用新型第二实施例的笔型光学输入装置500包括有一本体510，以及设置于本体510内部的至少二光源520、一光源感测模块530与一透镜540。其中，本体210为中空圆筒状结构，类似笔杆造型，本体510的底侧面开设有一透光孔511，光源感测模块530具有一电路板531及一光传感器532，而光传感器532电性设置于电路板531上。并且，光源520朝向本体510的透光孔511分别射出不同波长区段的光线，而光传感器532与透镜540设置于对应透光孔511的位置，且透镜540位于光传感器532与透光孔511之间。

本实用新型所公开的光源520设置数量为三个，且光源520可为发光二极管(light emitting diode，LED)或是激光二极管等类似的发光组件，以发射具指向特性的光线，光传感器532可为电荷耦合组件(Charged CoupledDevice，CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxidesemiconductor，CMOS)，但并不以本实用新型所公开的实施例为限。

本实用新型第二实施例的笔型光学输入装置的波长区段的选择方法，首先提供至少二光源520，可分别发出不同波长区段的光线，接着各光源520依序发出的不同波长区段的光线穿过本体510的透光孔511至一工作面600(例如为桌面)上，令工作面600分别产生对应的至少二反射光线。

反射光线自透光孔511进入本体510内部，并且通过透镜540折射至光源感测模块530的光传感器532内，光传感器532检测各反射光线所代表的光信号，并以笔型光学输入装置500的电路系统(图中未示)进行比对，以得到一较佳比对结果。根据此一较佳比对结果选择性持续开启相对应的波长区段的其中一光源520。本实用新型的光源520通过透镜540的聚焦，以提高其光强度。本实用新型所公开的透镜540可为双凸透镜、双凹透镜或凹凸透镜等各种型态的透镜，但本领域技术人员可根据实际使用需求而选用最佳光学特性的透镜。

详细而言，当笔型光学输入装置500相对于工作面600垂直操作时(如图4A所示)，光源感测模块530的光传感器532即检测并比对各光源520所产生不同波长区段的各反射光线所代表的光信号，并且决定最适合于此时的笔型光学输入装置500的本体510(或光源520)与工作面600之间的距离的波长区段，最后持续开启相对应的其中一光源520。

当笔型光学输入装置500改变相对于工作面600的距离(包括垂直或是倾斜)时，譬如图4A及图4B所示的由距离D1改变为距离D2，因为光信号产生变化，因此光传感器532即重新启动并重新比对各光源520的反射光线的光信号，而再决定最适合于此时的笔型光学输入装置500的本体510与工作面600之间的距离的波长区段，并开启相对应的光源520，使光传感器532获得最佳的光学撷取效果，并且笔型光学输入装置500得以精确的定位光标。

当本实施例的笔型光学输入装置500相对于工作面600倾斜一角度时，其笔型光学输入装置500的本体510(或光源520)与工作面600之间的距离也相对改变，此时光传感器532也重新比对各光源520的反射光线的光信号，并开启最适合的波长区段的光源520。请注意的是，本实施例中的D2也可为零，且可如图2C般的倾斜地使用；也就是说，当使用者的手部姿势有所变化时便产生不同的倾斜角度，并使得该光源520与工作面600之间的斜向距离产生变化。光传感器532即重新比对多波长光源520的各反射光线的光信号，而再决定最适合于此时的笔型光学输入装置500的本体510与工作面600之间的距离的波长区段，并令多波长光源520持续地发出对应波长区段的光线。

本实用新型通过多波长光源或是至少二光源发出不同波长区段的光线，并通过光学感测模块检测光线所产生的光信号，以控制多波长光源/光源对应发射出最适合当时操作状态的波长区段的光线。当笔型光学输入装置相对于工作面改变其间的距离或倾斜角度时，多波长光源/光源可实时转换射出不同波长区段的光线，使光学输入装置得以保持最佳的光学感测效果。

因此，本实用新型的笔型光学输入装置可在不同表面情况的工作面，并与工作面之间具有不同的距离或倾斜角度的情形下顺利无碍地使用，让使用者可随时随地的进行操作，而不受使用环境的限制。另外，外观设计成近似笔型的光学输入装置，不仅便于携带，使用者也可舒适地抓握使用，完全符合人体工学。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种笔型光学输入装置，其特征在于，包括有：

一本体；

2.如权利要求1所述的笔型光学输入装置，其特征在于，所述的光源感测模块具有一电路板及一光传感器，该光传感器电性设置于该电路板上，并用以接收该至少二反射光线。

3.如权利要求1所述的笔型光学输入装置，其特征在于，所述的本体具有一透光孔，以供该光线与该至少二反射光线穿过该本体。

4.一种笔型光学输入装置，其特征在于，包括有：

一本体；

5.如权利要求4所述的笔型光学输入装置，其特征在于，所述的光源感测模块具有一电路板及一光传感器，该光传感器电性设置于该电路板上，并用以接收该至少二反射光线。

6.如权利要求4所述的笔型光学输入装置，其特征在于，所述的本体具有一透光孔，以供该至少二光线与该至少二反射光线穿过该本体。