TW200529053A - A lens body generating even illumination and method of beam treatment thereof - Google Patents

Description

200529053 九、發明說明： 【發明所屬技術領域】 滑鼠:::::=::;==尤指__式 【先前技術】 ^透鏡體。 滾球式滑鼠是目前最為廣泛估 置。其作動機制，係使用一顆滾輕雇定位與功能選擇農 鼠的位移與移動方向，其運用的原理是式感，，定位出滑 於其接觸式感測器很容易堆積塵垢，合旦:式的。但匕的取大缺點，在 地清潔滑鼠，滚球式滑氣滑鼠的使用;的定位，因此必須時常 近幾年來’由於光學式滑鼠價_於 靈敏、無塵垢堆積問題而無須時常清潔其内部，因而 滑鼠ί，所以，光學式滑鼠已有取代滾球式滑鼠的趨勢。 式 光學式滑鼠係使用-發光源，一般為 、…、°°域表面、，文理成像於光感測器上，光减測器將 ί sr::最後’再由辨識軟體判斷出螢幕上游標應該的位移 移動方向。因此，對於光學式滑鼠而言，提供_ 评、 =它關，在光感測器的影像品質與對比高低:進= 辨識軟體對游標位移與方向的判斷能力。 曰 立HI ί"閱第M 1C圖’第1A〜1C圖為習知發光二極體的暗區之示 =在f知光學式滑鼠使歸光二極體ig為發光源’ &射在如骨执墊或桌面的照射面12上。由於，光學式滑鼠的光感測器 :貝不)係位於目標面的正上方，所赠可接收由辱射面12上散射的 ’並且由如第1B圖所揭示之發光二極體10的剖面圖可知，發光二 極體10的銲點14與導絲不會發光，如此使得照射 ^ 將會區分成環形暗區16和罐18，如第㈣所示、 不均勻。 為解決上述發光二極體10照明的暗區不均勻問題，目前以習 200529053 知(US 647_B1)的做法為較佳。f知之解決方式如第 2圖所示，光透 鏡體20係將發光二極體1〇所發出的發光源之光束 ，首先於入光面21 做近平行化的步驟(入光面21使用球面曲率或加細^)，再將 此j平行化的光棘如分舰22的光透鏡體2G内部抑分飢使用它 所明的fplit Roof)，接著將此些經分割後的近平行化光束於出光面23 予以重$(出光面23用使多斜面結構），最後均勻且明亮地投射於照射 上。然而，此做法的缺點是，發光二極體ι〇所投射出之光束需順 序土在=作用面且在不同時間，經歷近平行化、分割及重疊的處理步 =方邊剌-均勻的酬。因此，光透鏡體2()在結構尺寸上就無法 l短小。另外，由於此習知的光透鏡體2〇結構上，發光源1〇、入光 面21、出光面23及照射面12不位在同如虛線所示之作用線％的一直 線上因此’光束必然會發生轉折而導致光能損耗，躺使得投射在照 射面12上的照度降低。 【發明内容】 " 本發明之主要目的在提供-種㈣短小的光透賴，可使得發 光源之光衫需騎衫會有総祕，最後均⑽投射在—目標面 上0 本發明之另一目的在提供一種均勻照明的產生方法，其中包含 了可在同作用面上，將發光源之光束，同時作分割、收敛與重疊的處理， 最後在目標面上可以得到—均勻朋亮_縣域。 ’ ^基於上述目的，本發明為一種產生均勻照明的光透鏡體。此光 透鏡體係賴於光學式滑鼠巾，而使得光學式賴的發絲得以消除暗 區^句勾地投射於一目標面上’進而提供光學式滑鳥的光感測器一均勻 的照明。 本發明所揭露的光透鏡體至少包含一入光面，而入光面係由均 具有的X、—Y方向弧面曲率的複數個弧面鏡面所構成。當發光源的光束 分別穿過每-弧面鏡鱗，每—該弧面鏡面將基於各自的弧面鏡面的 X、Υ方向弧面曲率，而分別地使發光源的光束同時被分光、被收傲和 200529053 破重豐，藉此於離開光透鏡體後，收紐距離該光透鏡體一特定點，並 與其他穿過弧面子鏡面的發光源的光束互相重疊於目標面上。 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖 式得到進一步的瞭解。 【實施方法】 請參閱第3A〜3B圖，第3A〜3B圖為具體施例之示意圖。如第 3A圖所示，本發明之光學式滑鼠29係至少具有發光源ι〇、產生均勾照 明的光透鏡體30、底殼33、底殼33上的成像透鏡36以及光感應器38 所構成。其中，發光源1〇係用以如發光二極體所發出非準直 (non-collimated)且位置上有暗區的光束。而光透鏡體3〇係用以使得 發光源的光束被分光、被㈣和被重疊，藉此消除發統的暗區，而均 勻地投身^於目標面上。而底殼33則具有成像透鏡36，光感測器38則 位於目標面的正上方，藉此透過成像透鏡36將目標面之紋理精準地成 像於光感測器上，光感測器38將光強訊號轉出成數位訊號，最後，再 由辨識軟體躺出游標應該的位移量與軸方向接收從目標面上散射 的光束。 第3B圖為第3A圖中虛線區域32的放大圖，其中產生均勻照 明的光透鏡體30的入光面，係由複數個弧面鏡面34所構成，而每一弧 面鏡面34均具有不同的χ、γ方向弧面曲率，顯示出本發明之光透鏡體 擁有眾多的調制參數與自由度，可充分地與分發光源i◦之光 束。以下光透鏡體30的作用方式做進一步的說明。 凊參閱第4圖，第4圖為本發明之產生均勻照明的光透鏡體 30之光學作用示意圖。如第4圖所示，當發光源iq的光束分別穿過每 一弧面鏡面34時，每一該弧面鏡面34將基於各自的弧面鏡面34的X， Y方向弧面曲率，而分別地使發光源10的光束同時被分光、被收斂和 被重疊j因此，當發光源1〇的光束進入光透鏡體30時，發光源1〇的 光束將同時被分光與被收斂，而發光源10的光束離開光透鏡體30後， 將被收斂於距離光透鏡體3〇的特定點42，並與其他穿過弧面子鏡面34 200529053 的毛光源ίο的光束互相重疊於目標面仙上 一 環形暗區16，產生_均勻照明的區域 K：圖所示之 光學原理作說明。 針對4除環形暗區16的 請參閱第5A〜5D圖，第5A〜5D 1?!炎士 a 均勻照明的原理之示意圖。 因為柄明消除環狀暗區以提供 不發光之焊點14與導ί Π圖於發光源10的晶粒中央有 此不均如峨域大蝴M5_ 的光束進人辆賴料，發光源1G的光〇 所示之A、B、C、D...X及γ ^見為被割成如弟5B圖 34之呈右& γ v +人 飞稷者稭由各區域對應之弧面鏡面

L til 弧面曲率，分別進行分割與收叙，使得如第5C 的區域如Α、β等，與其他具有亮區的區：二等 rffj日/° Α理’而使得縣如Α、β等區域的暗區被平均消除，、進 而在目標面40得到一均匀的昭Β0Γ^ 曰匕攸卞巧璃陈進 以及有效取像區域52,若取75w^e第5D圖所示之照明區域50 與發=:=: :::==為r:弧一光㈣時產生， 靜种請6A〜6F圖’第6A〜6F圖為本發明之產生均勻照明的光 =體之示意圖。如第6A圖所示，為本發明的光透鏡體3〇具有入光面 60和出光面61，其中人光面6G為如第4圖所示的複數個弧面鏡面抑， 而出光面61則為平滑面。而如第6B .圖所示之光透鏡體3()，其入光面 6〇仍為複數個弧面鏡面34，而出光面62則為孤面，藉此提供更多的調 制參數與自由度’使得絲麵3〇的製作者可以更精猶效的控制與 利用。而如第6C圖所示之產生均勻照明的光透鏡體3G，其人光面6〇 仍為複數個孤面鏡面34，而出光面63與則同樣地與光面6〇具有複數 個弧面鏡面34 ’藉此提供更多的調制參數與自由度，使得光透鏡體3〇 200529053 的製作者可以更精確有效的控制與利用。 直線上⑽第6A 6G的光透鏡體3G、發光源1G與目標面4G均為在- 發光源K) 4==·^的自由度，因此，當光透鏡體30、 的設計方法線上時，透賴30财其相對應 並未與盆在弟〜6F的光透鏡體30，由於發光源10與目標面40 1〇的光/束轉;斤。直線上，因此其相對應的出光面66〜68將會使發光源 h參閱第7A〜7B圖，第7A〜7B圖為本發明之產生均勻昭明消除 Γ1ΪΓ/咖之彻。如第7A _，林侧織^ 個斜面和出光面61，其中人光面6G為如第7A圖所示的複數 齡而出光面61縣平滑面。如第7β ®所示，為本發明 圖=體3G具有人光面6Q和出光面6卜其中人光面6()為如第7B 圖所不的複數個凹面鏡面37，而出光面61則為平滑面。 曰、藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發 ^特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之 範可加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安 排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇内。 【圖式簡單說明】 第1A〜1C圖為習知發光二極體的暗區之示意圖。 第2圖為習知光透鏡體之示意圖。 第3A〜3B圖為具體施例之示意圖。 第4圖為本發明之產生均勻照明的光透鏡體3〇之光學作用示 意圖。 第5A〜5D圖為本發明消除環狀暗區及提妈.均勻照明的原理之 示意圖。 第6A〜6F圖為本發明之產生均勻照明的光透鏡體之示意圖。 第7A〜7B圖為本發明之產生均勻照明消除暗區的另一光透鏡 體之示意圖。 【主要元件符號說明】 200529053 ίο發光源 12射照面 14銲點 16環狀暗區 18光壳;區 20成像透鏡 29光學式滑鼠 30產生均勻照明的光透鏡體 32虛線區域 33底殼 34弧面鏡面 35斜面鏡面 37凹面鏡面 36成像鏡 38光感應器 40目標面 42特定點 50有效區域 52照明區域 21、60、65入光面 23、61、62、63、66、67、68 出光面 24作用線

Claims (1)

1. 200529053 十、申請專利範圍： 1、 一種產生均勻照明的光透鏡體，該光透鏡體係用以使一光 學式滑鼠的一發光源的光束得以均勻且明亮地投射於一目標面上，而該 光本式π乳的光感測斋係位於該目標面的正上方，而接收由該目標面 上散射的該發光源的光束，該光透鏡體包含： 一入光面，該入光面係由複數個弧面鏡面所構成，每一弧面鏡 面均具有一弧面曲率； /、中該發光源的光束分別穿過每一孤面鏡面時，每一該弧面 鏡面將基於各自的該孤面鏡面的該弧面曲率，而分別地使該發光源的光 束被分光、被收斂和被重疊，藉此於離開該光透鏡體後，收斂於距離該 光透鏡體4寺疋點，並與其他穿過該弧面子鏡面的該發光源的光束互相 重疊於該目標面上。 2、 如申請專利範圍第1項所述之光透鏡體，其中該發光源為 非準直(n〇n~c〇llimated)且位置上有暗區的光束之發光二極體。 3如申明專利範圍第1項所述之光透鏡體，其中該光透鏡體 進一步具有： 一出光面，該出光面為與該入光面同一直線上延伸的一平滑 面0 4、 如申請專利範圍第i項所述之光透鏡體，其中該光 進一步具有： _ 〃一出光面，該出光面為與該入光面同一直線上延伸的一弧面， ^弧面係可使該發光源的絲再—次歡斂，喊此增加更多的調製參 數和自由度。 〃 5、 如㈣專利範圍第1項所述之光透鏡體，料該光透鏡體 進一步具有： + 一出光面，該出光面為與該入光面同一直線上延伸的複數個弧 複數佩面係可使該發光源的光束再—次被分光、被收斂和被重 f，而藉此增加更多的調製參數和自由度。 6、 如申請糊顧第丨項職之光透鏡體，其巾該光透鏡體 200529053 進一步具有： 一出光面’該出光面為與該入光面非同一直線上延伸的一平滑 面，而使離開該光透鏡體的該發光源的光束轉折。 7、 如申請專利範圍第！項所述之光透鏡體，其中該光透鏡體 進一步具有： 一出光面，該出光面為與該入光面非同一直線上延伸的一弧 面、，而使離開該光透鏡體的該發光源的光束轉折，而該弧面係可使該發 光源的光束再一次被收斂，而藉此增加更多的調製參數 8、 如申請專利範圍第！項所述之光透鏡體，其中該^透鏡體 進一步具有： 出光面，该出光面為與該入光面非同一直線上延伸的複數個肇 孤面’而使離開該光透鏡體的該發光源的光束轉折，複數個孤面係可使 該發光源的光束再-次被分光、被收傲和被重疊，而藉此增加更多的調 製參數和自由度。 9、 如申請專利範圍第1項所述之光透鏡體，其中該弧面曲率 可分為X方向弧面曲率和γ方向弧面曲率。 10、 一種產生均勻照明的光透鏡體，該光透鏡體係用以使 一光學式滑鼠的一發光源的光束得以均勻且明亮地投射於一目標面 上，而該光學式滑鼠的一光感測器係位於該目標面的正上方，而接收由 該目標面上散射的該發光源的光束，該光透鏡體包含： I 一入光面，該入光面係由複數個斜面鏡面所構成，每一弧面鏡 面均具有一弧面曲率； 其中，該發光源的光束分別穿過每一斜面鏡面時，每一該斜面 鏡面將基於各自的該斜面鏡面的該弧面曲率，而分刿地使該發光源的光 束被分光、被收斂和被重疊，藉此於離開該光透鏡體後，收斂於距離該 光透鏡體一特定點，並與其他穿過該斜面子鏡面的該發光源的光束互相 重疊於該目標面上。 11、 一種產生均勻照明的光透鏡體，該光透鏡體係用以使 一光學式滑鼠的一發光源的光束得以均勻且明亮地投射於一目標面 12 200529053 上，而該光學式滑鼠的一光感測器係位於該目標面的正上方，而接收由 該目標面上散射的該發光源的光束，該光透鏡體包含： 一入光面，該入光面係由複數個凹面鏡面所構成，每一弧面鏡 面均具有一凹面曲率； 其中’該發光源的光束分別穿過每一凹面鏡面時，每一該凹面 鏡面將基於各自的該凹面鏡面的該弧面曲率，而分別地使該發光源的光 束被分光、被收斂和被重疊，藉此於離開該光透鏡體後，收斂於距離該 光透鏡體一特定點，並與其他穿過該凹面子鏡面的該發光源的光束互相 重疊於該目標面上。 12、 一種光學式滑鼠，該光學式滑鼠至少包含： 一發光源，該發光源係用以發出非準直(non一c〇Uimated)且位 鲁 置上有暗區的一光束； 一產生均勻照明的光透鏡體，該光透鏡體係具有複數個弧面鏡 面，且該光透鏡體係用以藉著每一弧面鏡面的不同的弧面曲率，而使得 該發光源的該光束被分光、被收斂和被重疊，藉此消除該發光源的暗 區’而均勻地投射於一目標面上； 一底殼，該底殼具有一成像鏡；以及 一光感測器，該光感測器係用位於該目標面的正上方，而用以 透過該成像鏡接收從該目標面上散射的該光束。 一 13、 一種消除暗區的光束處理法，光束處理法係用以使一 光學式滑鼠的-發光源的光束得以均勻且明亮地投射於一目標面上，而籲 該光學式滑鼠的一光感測器係位於該目標面的正上方，而接收由該目標 面上散射的該發光源的光束，該光束處理法包含下列步驟： 使該發光源的光束於同一作用面上同時被分光、被收斂處理； 使處理過的該發光源的光束，收斂於一特定點；以及 使收敛於該特定點的該發光源的光束之間互相重疊於該目標 面上。 14、如申請專利範圍第10項所述之光透鏡體，其中該發光 13 200529053 源為非準直(non-co lli mated)且位置上有暗區的光束之發光二極體。

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