509867 經濟部智慧財產局t工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 【發明領域】 本發明是有關於成像系統，特別是指一種光學滑鼠 (Optical Mouse System)所使用之成像系統。 【習知技藝說明】 5 一般個人電腦（Personal Computer )所配備之滑 鼠（Mouse )，是可區分為循跡式滑鼠與光學滑鼠二種， _其差異處疋在其成像方式不同。循跡式滑鼠通常是具有 一循跡滾珠與一感應裝置，該循跡滾珠是可依照該滑鼠 之位移滾動，並由該感應裝置感應並計算該循跡滾珠滾 10動之距離及方向，並將之轉換成電子信號傳送至該個人 電腦之一運算器中計算，以形成一般可在顯示器上可看 見之一滑鼠執跡。而光學滑鼠則是由其一光學成像系統 與其一計算單元相連結，由該光學成像系統感應該滑鼠 位移時的影像變化，並由該計算單元將該影像變化轉換 15成光電訊號，並將之轉換成電子信號傳送至該個人電腦 _ 之一運算器中計算，以形成一般可在顯示器上可看見之 一滑鼠軌跡。 由於該循跡滑鼠與光學滑鼠在成像方式上各有其 優缺點，且本發明是針對該光學滑鼠的光學成像系統作 2〇 一研究創新，故以下僅針對光學滑鼠作一說明。 參閱第一圖，習知之光學滑鼠之成像系統丨，是可 ‘將該光學滑鼠之一位移轉換成一電子信號，以顯示該光 子α鼠之位移，該成像系統丨是包含一影像進入孔U、 一可改變入射光行進方向之調整裝置12、一光感測器 ___ 第4頁 張尺度巧中關^^⑽）A4規格 ---------裝------、玎—-----a (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 509867 A7 B7 五、發明説明Q ) 13，及一運算裝置14。 該影像進入孔11是可供當該光學滑鼠位移時一第 一影像2之第一入射光21進入。 該調整裝置12是一裝設有多個透鏡121的光學透 5 鏡組，是設置於對應該影像進入孔11之一預定距離處， 當該第.一入射光21由該影像進入孔11進入後，該第— 入射光21可通過該調整裝置12，且當該入射光21通 過該調整裝置12時，該等透鏡121是可改變該第一入 射光21之行進方向與單位面積之光強度，而形成一第 10 二入射光22。 該光感測器13是裝置在對應於該第丄入射光2 2 之行進方向且距離該調整裝置12 —預定距離之位置， 並與該運算裝置14形成一電性連結，該光感測器13是 可接收該第二入射光22，且當接收該第二入射光22時 15 產生一光電訊號。 該運算裝置14是可將該光電訊號，轉換成一電子 信號，並將之傳送至該個人電腦之一運算器中計算，以 形成一在顯示器上可看見之執跡。 該光學滑鼠之成像系統1在實際使用時，是藉由 20 該光學滑鼠在一預定位置時，會由該影像進入孔進入一 第一入射光21，該入射光21通過該調整裝置12後會 改變方向及單位面積之光強度，其後由該光感測器i 3 接收並產生一光電訊號，再由該運算裝置14將其轉換 成一電子信號，最後再由個人電腦之運算器計算並在一 第5頁 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} •裝 费 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ A7 B7 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 顯示器上顯示出_預定之執跡位置。當該光學滑鼠作一 位移時，即由該影像進入孔11進入多數個預定位置之 入f光，而由該光感測器13及該運算裝置14轉換並形 成多數個電子信號，再由個人電腦之運算器計算、並^ 县畐 ~ ηΓ crtr * ”、、/、裔上顯示出該光學滑鼠之位移執跡。 該光學滑鼠之成像系統1，雖然可將該光學滑鼠之 位移，轉換成電子信號並在一顯示器上顯示出來，但是 由於該成像系統i之調整裝置12是一裝設有多個透鏡 121的光學透鏡組，且一般滑鼠的外觀尺寸約須控制在 長么分、寬8公分、高5公分之内，以符合操作時 之人體工學，故在製造該光學滑鼠時，必須以極精密之 光學工藝製造技術，製造出多數個曲率極大、且厚度極 溥之透鏡，並將之調整組裝，使其可準確地將該入射光 改變仃進方向與單位面積之光強度，而將之集中在該光 感、】器13上，以形成一光電訊號。由於此種調整裝置 之生產衣作成本極高’故使得光學滑鼠之製造成本 無法有效地降低，以增加光學滑鼠的市場競爭能力。 【發明概要】 因此，本發明之目的，即在提供一種使用針孔成偉 之光學滑鼠成像系統，它可以降低光學滑鼠的生產成本。 於疋’本發明之一種使用針孔成像之光學滑鼠成傳 系統’是可將該光學滑鼠之一位置轉換成一電子信號， 以在一顯示器上顯示該光學滑鼠之相對位置，該光學讀 鼠成像系統是包含一影像進入孔、一光學鐃射孔、一成 _ __ 第6頁 ^紙張尺度適用 ( CNS ) χ 29 y 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^δ()7 Α7 Β7 五、 發明説明（ 4 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 像感測面，及一運算裝置。 該影像進入孔，是可供一第一影像之一入射光進入。 該光學繞射孔是設置於距離該影像進入孔之一預定距離 處’是可供由該影像進入孔進入之入射光通過，且當該 入射光通過該光學繞射孔時會發生繞射，且使該入射光 形成一繞射入射光。該成像感測面設置於該光學繞射孔 之相同側邊且更加遠離該光學繞射孔處，該繞射入射光 是可在該成像感測面上形成一第二影像，且該第二影像 是與該第一影像大小相同且方向相反。該運算裝置是與 該成像感測面呈一電性連結，並可將該第二影像轉換成 光電信號，而形成一電子信號。 【圖式之簡單說明】 本發明之其他特徵及優點，在以下配合參考圖式之 較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白，在圖式中： 第一圖是一習知之光學滑鼠之成像系統之局部示意 圖； 第一圖是說明一入射光通過一小圓孔而產生一繞 射，並於一光屏產生一恰可鑑別之圖樣，· 第三圖是本發明之使用針孔成像之光學滑 系統之一第一較佳實施例的局部剖面示意圖；及:二是本發明之使用針孔成像之光學滑鼠成像 糸統之一第二較佳實施例的局部剖面示意圖' 【較佳實施例之詳細說明】 如第二圖所示，當二相距—預定距離且分別可發出 第7頁 本紙張尺度適财關) Μ規格（210X297^7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂 ▼線 五、發明説明（5 ) Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -相同波長之第一點光源31與第二點光源3 有一小孔33之屏幕34前方―預定距離，且置『二 徑小於該光波之波長，去 札33之孔 田該第一點光源31所發 通過該小孔33時會產生蝽舢〇· £ 私出之先波 厓玍、堯射（diffraction)， 於該屏幕34後方之光屏3卩μ * a 置 第一波谷37，同樣地，哕m L 擎36與一 該第一點光源32所發出之光读 過=小：33時會在該光屏35上產生一第二中央波= :第二波谷39,當該第一中央波峰36與該第二波谷⑼重 口 ’且該第-中央波峰38與該第-波谷重合37時，稱為 該第-點光㈣與該第二點光源32在該光屏冗上恰可梦 別’該第-點光㈣與該第二點光㈣之相對距離稱: 恰可鑑別距離，而該第'點光源31與第二點光源32恰可 鑑別時，該恰可鑑㈣離、小孔33孔徑、光波波長、第 一點光源31與該第二點光源32至該小孔33之距離與角 度，及小孔33至該光屏35之距離等物理參數，是彼此呈 | 一數學關係’此即為本發明所運用之技術原理。 參閱第四、五圖，本發明之使用針孔成像之光學滑 鼠成像系統4的一第一較佳實施例，是可將該光學滑鼠之 一位置轉換成一電子信號，以在一顯示器上顯示出該光 2〇學滑鼠之相對位置，該光學滑鼠成像系統4是包含一影像 進入孔41、一光學繞射孔42、一成像感測面43，及一運 算裝置44。 該影像進入孔41，是當該光學滑鼠在一預定位置時， 10 15 可供一第一影像5之一第一入射光51進入 本紙用中_家縣（⑽）以規格（2lQx297公酱） ---------壯衣丨-----—訂.------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 509867 Α7 Β7 五、發明説明U ) 該光學繞射孔42是設置於該影像進入孔41之正上方 一預定距離處，該光學繞射孔42是一孔徑遠小於該第一 入射光5 1波長之小圓孔’是可供由該影像進入孔41進入 之第一入射光51通過，且當該第一入射光51通過該光學 5 繞射孔42時會發生繞射，使該第一入射光51形成一第一 繞射入射光〇 該成像感測面43是設置於該光學繞射孔42之一正上 方且更加遠離該影像進入孔41，該第一繞射入射光52是 可在該成像感測面43上形成一第二影像5，，且該第二影 10 像Υ是與該第一影像5大小相同且方向相反^ 該運算裝置44是與該成像感測面43呈一電性連結， 是可將該第二影像5’轉換成一光電信號，而形成一電子 仏號’以在該顯示器上顯示出該光學滑鼠之相對位置。 在本實施例中，為符合實際使用滑鼠的外觀尺寸（長 15 15公分、寬8公分、高5公分），及滑鼠移動時上述所提 之恰可鑑別距離等物理參數，故該光學繞射孔42之孔徑 設計為0· 0 05公分，且該光學繞射孔42至該成像感測面43 之距離為2· 5公分。本發明之使用針孔成像之光學滑鼠成 像系統4在實際使用時，是藉由該光學滑鼠在一預定位置 20 時’會由該影像進入孔41進入一第一入射光51，該入射 光51通過該光學繞射孔42時會產生繞射而在該成像感測 面43形成一第二影像5,，其後由該運算裝置44產生一光 電訊號並轉換成一電子信號，最後再由個人電腦之運算 器计异並在一顯示器上顯示出一第一相對執跡位置；當 ____^第9頁 ^氏張尺度適用中國準（CNS ) Α4規格（21〇><297公逢）~ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509867 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 該光學滑鼠作一位移時，即由該影像進入孔41進入多數 個預定位置之入射光，而該等入射光通過該光學繞射孔42 時會產生繞射，並在該成像感測面43形成多數個可鑑別 之影像’再由該運算裝置44轉換並形成多數個電子信號， 5 最後即在顯示器上顯示出該光學滑鼠之位移執跡。 參閱第六圖，本發明之使用針孔成像之光學滑鼠成 像系統4’的一第二較佳實施例，是與第一實施例相似， _其不同處僅在於該光學滑鼠成像系統更包含一可供一預 定波長之光線通過之濾光鏡6，該濾光鏡6是可封閉該影 10 像進入孔41，使得該第一影像5之入射光51僅有該預定波 長之部分入射光51，進入，而在該成像感測面43形成一第 - 二影像5”，並由該運算裝置44產生一光電訊號並轉換成 - 一電子信號，以在該顯示器上顯示出一相對位置執跡。 由於單一波長之入射光僅會避免繞射效應的產生，以加 15 強該等影像之光電訊號，且其他構造與應用方式均與該 _ 第一較佳實施例相同，在此不再贅述。 本發明之使用針孔成像之光學滑鼠成像系統4的一第 三較佳實施例，是與第一實施例相似，其不同處僅在於 該光學滑鼠成像系統更包含一可提供單一波長之光線的 20 LED光源，由於單一波長之入射光會避免繞射效應的產 生，而更能加強該等影像之光電訊號，因其他構造與應 用方式均與該第一較佳實施例相同，在此不再贅述。 本發明之使用針孔成像之光學滑鼠成像系統4，是應 用物理光學之光波繞射與針孔成像的原理，當該入射光51 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐] ---------參-----—tr------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509867 A7 B7 五、發明説明Q ) 通過該孔徑遠小於該光波波長之光學繞射孔42時，會產 生繞射，並在該成像感測面43上形成可鑑別之影像，再 由該運算裝置44轉換並形成多數個電子信號，最後即在 顯不器上顯示出該光學滑鼠之位移轨跡。由於該光學繞 5射孔42之製作，僅需一精密之鑽孔技術，在一屏幕上製 造一孔徑極小（在實施例中是為〇· 〇〇5公分）的平滑圓孔， 即可應用光波之物理特性，在該成像感測面4 3上形成可 鑑別之景》像。較習知之光學滑鼠，必須以極精密之光學 工€衣技術，製造出多數個曲率極大、且厚度極薄之 10透鏡，並將之調整組裝，使其可準確地將該入射光改變 行進方向與單位面積之光強度，而將之集中在該光感刻 器13上，可大幅降低生產成本，並簡化生產流程，以增 加光學滑鼠的市場競爭力，而確實地達到發明之目的。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已， 1 5當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申 請專利範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變化與 修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内<> 。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂-- 會—— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 第11頁 • … 1-_ · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 509867 A7 B7 五、發明説明（9 ) • 【元件標號對照】 - 1 成像系統 11 影像進入孔 12 調整裝置 121 透鏡 13 光感測器 14 運算裝置 5 2 第一影像 21 第一入射光 22 第二入射光 31 第一點光源 32 第一點光源 33 小孔 馨34 屏幕 35 光屏 36 第一中央波峰 37 第一波谷 10 38 第二中央波峰 39 弟二波谷 4、 4 ’光學滑氣成像系統 41 影像進入孔 — 42 光學繞射孔 43 成像感測面 - 44 運算裝置 5 第一影像 51 第一入射光 51， 第一入射光 15 52 第一繞射入射光 5， 第二影像 雌 5” 第二影像 6 濾光鏡 , .社衣 訂 ^ . 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 頁 2 IX 第 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐）