JP3113650U

JP3113650U - オプティカルマウス及びそのモジュール構造

Info

Publication number: JP3113650U
Application number: JP2005004376U
Authority: JP
Inventors: 原榮張
Original assignee: 原榮張
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2015-06-13

Abstract

【課題】光学システムを簡略化し、コストを下げ、センサーの性能を上げ、しかもオプティカルマウスの感度を上げることができる光学システムを有するオプティカルマウス及びそのモジュール構造を提供する。
【解決手段】オプティカルマウスの内部に設けられ、発光素子を設けられた第１斜面と、光センサーを設けられ、第１斜面と鈍角を挟む第２斜面とを有し、第１斜面の上の発光素子からの光は、マウス下の平面で反射及び変調された後、そのまま第２斜面に設けられた光センサーに入射する。この構造では、ライトガイド装置で光をガイドする必要がないので、このモジュール構造の設計においてオプティカルマウスの光学システムを簡略化することができ、製作コストを下げることができる。
【選択図】図６

Description

本考案はオプティカルマウス及びそのモジュール構造に関わり、特に光学システムを簡略化することができ、生産コストを下げることを目的とするオプティカルマウスに関し、かつ、各種の表面に使用可能なオプティカルマウスを提供することを目的とする。

従来のオプティカルマウスの技術領域において、光源装置（例えば、発光ダイオード）で光を発生してデスクやマウスパッドに照射し、かつ、応用される平面上で発生された反射光を捕獲することにより表面にある不均一や微小凹凸を判断し、オプティカルマウスの作動を制御することを原理とする。

台湾登録特許第５０４６３８号に開示された従来技術のように、図１は従来のオプティカルマウスの光学システムの局部分解図である。従来のオプティカルマウスの光学システムは、開口１０ａを有する下部ケース１ａと、ライトガイド装置２ａが下部ケース１ａの開口１０ａ上に設置され、それがレンズ２０ａと第１反射面２２ａと第２反射面２４ａとを含み、回路基板３ａがライトガイド装置２ａ上に設置される。回路基板３ａは穴３０ａを持ち、レンズ２０ａの上に位置され、光センサー４ａが回路基板３ａの穴３０ａの上に取付けられる。光センサー４ａはオプティカルマウスがスキャンされる平面の画像を感知し、回路（図示せず）で光センサー４ａが得た画面を分析することで、オプティカルマウスの移動量を決める。また、発光ダイオード５ａも回路基板３ａ上に取付けられる。発光ダイオード５ａを光センサー４ａの光源として用いる。第１反射面２２ａが穴３０ａより突出しているので、第１反射面２２ａがちょうど発光ダイオード５ａと光センサー４ａの間に位置する。さらに、フォトマスク６ａも回路基板３ａに設けられ、発光ダイオード５ａの光が直接的に光センサー４ａに入射することを避けるようにする。

図２は図１の光学システムの断面図である。光１１ａが発光ダイオード５ａから発せられると、フォトマスク６ａが光１１ａの一部を遮断するが、光１１ａの大部分は発光ダイオードが対向する方向に射出する。発光ダイオード５ａが対向する方向には第１反射面２２ａがあるので、光１１ａが殆ど第１反射面２２ａで反射する。第１反射面２２ａから下の第２反射面２４ａに反射する光は第２反射面２４ａでの反射により、光１１ａが下部ケース１ａの開口１０ａを通って平面１３ａを照らす。平面１３ａに入射した光１１ａは、平面１３ａの表面特性で変調及び反射され、反射光１２ａとなる。そして、反射光１２ａはレンズ２０ａで集光され、光センサー４ａに達する。光センサー４ａは反射光１２ａにより平面１３ａの画像を連続的に読取ると共に、これら連続画像を分析して、オプティカルマウスの移動方向と移動距離とを演算する。

前記従来の光学システムは使い易いが、構造が複雑である。具体的に言えば、第１反射面２２ａと第２反射面２４ａとを有するライトガイド装置２ａが含まれているので、光学システムの価格が高く、オプティカルマウスのコストを押し上げる。

さらに、従来の発光素子から発せられた光は屈折される回数が多いため、センサー素子までのロスも比較的に大きい。しかも、フォーカスの効果が悪くなって光源の照度低下を招く。光源の照度が低くなる場合は、センサー素子の感度と解像度も低下し、オプティカルマウスの性能に悪影響を与える。

また、従来のオプティカルマウスは滑らかな表面に使用される時に普通はうまく働かないので、コンピュータに伝送される電気光学イメージの追跡でマウスの位置と動きとを精確に感知できない。

よって、従来のオプティカルマウスにはまだ解決されるべき欠点及び課題が残されている。そこで、本考案者は多年の実務経験と学理を運用して、数え切れない研究を努力した結果、合理化された設計で従来の欠点及び課題を解決できるオプティカルマウス及びそのモジュール構造を提供する。

本考案の目的はオプティカルマウス及びそのモジュール構造を提供することを目的とする。特に光学システムを簡略化し、コストを下げ、センサーの性能を上げ、しかもオプティカルマウスの感度を上げることができる光学システムを有するオプティカルマウス及びそのモジュール構造を提供することを目的とする。

本考案の他の目的は各種表面に容易に使えるオプティカルマウス及びそのモジュール構造を提供することにある。

前記目的を達成するために、本考案が提供するオプティカルマウスのモジュール構造は、オプティカルマウスの内部に設けられ、発光素子を設けられた第１斜面と、光センサーを設けられ、第１斜面と鈍角を挟む第２斜面とを有し、第１斜面の上の発光素子からの光は、マウス下の平面で反射及び変調された後、そのまま第２斜面に設けられた光センサーに入射する。この構造では、ライトガイド装置で光をガイドする必要がないので、このモジュール構造の設計においてオプティカルマウスの光学システムを簡略化することができ、製作コストを下げることができる。

前記目的を達成するために、本考案のオプティカルマウスは、上部ケース及び下部ケースから構成され、下部ケースに第１開口が設けられるケースと、下部ケースに設けられ、第１開口の上方に位置し、内部にキャビティがあるモジュール構造（体）と、モジュール構造の上に設けられ、マウスの操作を制御するための回路基板と、モジュール構造の上に設けられ、光を発生する発光素子と、回路基板に設けられ、発光素子から発せられた光を感知する光センサーとからなり、回路基板が位置する平面と発光素子が位置する平面とが鈍角を挟み、発光素子が発した光は、そのまま、キャビティ及び第１開口を通って反射され、再びキャビティ及び第１開口を通って光センサーに入射することを特徴とする。

本考案の内容と技術特徴を容易に理解させるために、図面を利用して本考案を詳しく説明する。本考案は各実施様態や図面にそのまま限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

まず、図３と図６とを参照されたい。図３は本考案のオプティカルマウスの分解図であり、図６は本考案の断面図である。本考案のオプティカルマウスは、ケース１、モジュール構造（体）２、回路基板３、発光素子４及び光センサー５を備える。

ケース１は、上部ケース１１と、下部ケース１２とを含む。下部ケース１２はプラスチックをプレスして型で一体成型された構造になっている。下部ケース１２はプラスチックの他、多種の材料で製作する事ができるが、経済性と耐用性からプラスチックで製作することが好ましい。下部ケース１２には第１開口１２１を設けられ、第１開口１２１を通して、発光素子４から入射光４１が平面６に照射し、平面６で反射された反射光４２が光センサー５に入射する。

モジュール構造２は一体成型で作られたものであって、下部ケース１２に設けられ、かつ第１開口１２１の上方に位置する。モジュール構造２の内部にはキャビティ２０が形成されている。図４及び図５に示すように、モジュール構造２は、台座２１を含み、台座２１の一側辺から第１固定角２１２が上へ伸び、台座２１両側の底面にはそれぞれフック２１４があり、これらのフック２１４はモジュール構造２を下部ケース１２に固定する。突起部２２は台座２１から上に突起して、その上面には第１斜面２２２と透明な第２斜面２２４とが形成される。第１斜面２２２及び前記第２斜面２２４は、突起部２２の内部に１５０°±１°の鈍角γを形成する(図５を参照)。第１斜面２２２の上に係合溝２２２１が設けられ、この係合溝２２２１は垂直的にキャビティ２０に連通し、発光素子４を中に嵌める。発光素子４からの入射光４１が１５°±０．５°の入射角αでマウスの通った表面(平面)６をスキャンし、突起部が所定の光路を生成する。所定の入射角度は設計者が決める角度であり、設計者が平面６の表面特性を明確化できる角度を選び、平面６から反射された光４１が平面６の表面特性を明らかにし、平面６から反射された光４１が平面６の表面特性による変調を拡大し、オプティカルマウスの感度を上げる。第２斜面２２４は透明な面であり、マウスの通った表面から反射された光を通す。突起部２２の上面には少なくとも第２固定角２２６が設けられる。回路基板３と第２斜面２２４とを互いに平行にするため、第２ブロック２２６と第１ブロック２１２とで回路基板３の両端部が固定され、マウスの経路における平面６の反射光４２を回路基板３にある光センサー５で感知する。

回路基板３はモジュール構造２に設けられ、回路基板３は第２斜面２２４と平行となり、マウス操作の制御に用いられる。回路基板３には第２開口３０があり、第２開口３０の位置は第２斜面２２４に対応する。よって、入射光４１は平面６に照射して変調された後、反射された光４２は第１開口１２１とキャビティ２０とを通って第２斜面２２４を通過する。さらに第２開口３０を通った後、光センサー５で感知される。この様に発光素子４の入射光４１が平面６で反射・変調され、ライトガイド装置で光をガイドすることなく、そのまま光センサー５で感知されるので、モジュール構造２の設計においてオプティカルマウスの光学システムの設計を大きく簡略化できる。

発光素子４はモジュール構造２に設けられ、光を発することに供する。発光素子４は固体レーザであり、光源として使う固体レーザはマウスの物体表面に対する感度を上げられるので、マウスが滑らかな表面に移動しても移動の情報を精確にコンピュータに伝えることができる。レーザを光源に利用したことにより一層精確な物体表面情報を取得できるので、滑らかな表面では精確な位置情報を得られず、マウスがうまく働かないという従来のオプティカルマウスの課題を解決できた。

光センサー５は回路基板３に設けられ、発光素子４から発せられた光を感知するためのものである。光センサー５は第２開口３０の上方に設けられ、反射された光４２は第２開口３０を経由して光センサー５に入射するので、光センサー５において一連の画像が得られる。光センサー５にはセンサー回路の制御回路（図示せず）があり、光センサー５において、これらの連続画像を分析することができ、その分析によりマウスの移動方向と移動距離とを算出する。

回路基板３が位置する平面と発光素子４が位置する平面とで挟まれる鈍角は１５０°±１°であることが好ましく、この角度によって、発光素子４が発する光は入射角度α（１５°±０．５°）で、そのまま、キャビティ２０と第１開口１２１とを通って反射され、そして１５°±０．５°の反射角βで第１開口１２１とキャビティ２０とを通り、第二斜面２２４を透過し、第２開口３０を経由し、反射光が光センサー５まで転送される。これにより、従来のオプティカルマウスの光学システムの構造を簡略化し、価格の高いライトガイド装置を省略することができる。

以上の記述により、本考案の特徴は次の数点にある。

１、モジュール構造２の第１斜面２２２には発光素子４を嵌めるための係合溝２２２１が設けられるので、発光素子４で発した光は入射角度αでマウスの通った平面６をスキャンし、所定の光路を形成する。第２斜面２２４は平面６から反射された光を通過させる。この様に発光素子４の入射光４１は平面６で反射・変調された後、そのまま光センサー５で感知され、ライトガイドで光をガイドする必要がなく、このモジュール構造２の設計においてオプティカルマウスの光学設計を簡略化し、製作コストを下げることができる。

２、発光素子４は固体レーザであり、マウスの物体表面に対する感度を上げられ、よって、滑らかな表面で移動させても正確に移動方向と移動距離とがコンピュータに伝えられるので、レーザを光源に供することによって一層精確な物体表面情報を得られる。

以上の論述により、本考案は珍しく素晴らしい考案であり、産業上利用性、新規性と進歩性に富み、実用新案の要件を満たすので、法律の規定により出願した。

前述した各実施様態や図面は単に比較的に良い実施様態に過ぎなく、各実施様態や図面にそのまま限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることは合わせて陳述しておく。

従来のオプティカルマウスの光学システムの部分分解図である。図１の光学システムの断面図である。本考案のオプティカルマウスの斜視分解図である。本考案のオプティカルマウスのモジュール構造の斜視図である。本考案のオプティカルマウスのモジュール構造の断面図である。本考案のオプティカルマウスのの断面図である。

符号の説明

１ケース
１１上部ケース
１２下部ケース
１２１第１開口
２モジュール構造
２０キャビティ
２１台座
２１２第１固定角
２１４フック
２２突起部
２２２第１斜面
２２２１係合溝
２２４第２斜面
２２６第２固定角
３回路基板
３０第２開口
４發光素子
４１入射光
４２反射光
５光センサー
６平面
α 入射角
β 反射角
γ 鈍角

Claims

オプティカルマウスの内部に設けられるオプティカルマウスのモジュール構造であって、発光素子が設けられた第１斜面と、光センサーが設けられ、前記第１斜面と鈍角を挟む第２斜面とを有し、
前記第１斜面に設けられた発光素子からの入射光が、当該オプティカルマウスが動かされる平面で反射及び変調され、そのまま第２斜面に設けられた光センサーに受光されることで、ライトガイドにより光をガイドする必要がなく、当該モジュール構造の設計においてオプティカルマウスの光学システムの設計が簡略化されると共に、製作コストが低下することを特徴とするオプティカルマウスのモジュール構造。
前記鈍角は１５０°±１°であることを特徴とする請求項１記載のオプティカルマウスのモジュール構造。
上部ケース及び下部ケースを含み、前記下部ケースに第１開口が設けられるケースと、
前記下部ケースの上に設けられると共に前記第１開口の上方に位置され、内部にキャビティが形成されるモジュール構造と、
前記モジュール構造の上に設けられ、マウスの操作を制御するための回路基板と、
前記モジュール構造の上に設けられる、光発生用の発光素子と、
前記回路基板上に設けられ、前記発光素子から発せられた光を感知する光センサーと
を含み、
前記回路基板が位置する平面と前記発光素子が位置する平面とが鈍角をなし、
前記発光素子が発した光は、そのまま、前記キャビティ及び前記第１開口を通って反射され、再び前記キャビティ及び前記第１開口を通って光センサーに到達する
ことを特徴とするオプティカルマウス。
前記モジュール構造は一体的に作られることを特徴とする請求項３記載のオプティカルマウス。
前記モジュール構造は台座であり、前記台座の一側辺から第１固定角が上へ伸び、突起部が前記台座から上に突起し、頂部が第１斜面と第２斜面とで形成され、前記第１斜面上に係合溝が設けられ、前記係合溝が垂直的に前記キャビティに貫通し、前記第二斜面が透明面であり、前記突起部の頂部に少なくとも一つの第二固定角を設け、前記第二固定角及び前記第一固定角のそれぞれで前記回路基板の両端が固定され、前記回路基板を前記第二斜面と平行にすることを特徴とする請求項３記載のオプティカルマウス。
前記回路基板には前記第２斜面に対応する第２開口があり、前記光センサーが前記第２開口の上に設けられ、反射された光は前記第２開口を通して前記光センサーに受光されることを特徴とする請求項５記載のオプティカルマウス。
前記台座両側の底面にはフックが設けられていることを特徴とする請求項５記載のオプティカルマウス。
前記発光素子は固体レーザであることを特徴とする請求項３記載のオプティカルマウス。
前記回路基板が位置される平面と前記発光素子が位置される平面とが互いに鈍角の１５０°±１°に形成されることを特徴とする請求項３記載のオプティカルマウス。