TW520481B - Optical mouse with a ball - Google Patents

Description

520481 五、發明說明（1) 發明之領域： 本發明提供一種光學滑鼠，尤指一種具有滾球的光學 滑鼠。 背景說明： 請參考圖一，圖一為習知機械式滑鼠1 0之示意圖。正 如業界所習知的，傳統機械式滑鼠1 0採闵感測一個安裝在 滑鼠殼體内的球體之滾動的方式來運作，且其一部份的球 體係暴露於殼體外並與外界（如桌面）接觸。當滑鼠1 0在 平面上移動時，其球體便會滾動並因而帶動滑鼠I 0的兩轉 軸轉動。滑鼠1 0另包含有兩感測器，用來感測兩轉軸之轉 動程度释兩轉韩的轉動量轉化為對應的指標訊號。滑鼠 1 0的設計已經廣泛使用了許多年，在今日仍十分普遍地被 採用，故在此不再作詳細的介紹。然而不幸的是，球體的 滾動會沾惹上灰塵，這些灰塵會累積在轉軸上而形成污 垢，並影響球體與轉軸之間的接觸，進而使轉軸的轉動量 無法實際反應出球體的滚動程度，而造成滑鼠1 0動作不正 常。因此，為確保滑鼠1 0可以運作正常，滑鼠1 0必須定期 地清理。 光學滑鼠的問世克服了這個問題。光學滑鼠是依據反 射光的變化決定其移動的方向與距離，而產生相對的指標

520481 五、發明說明（3) 方。其中，第一反射面3 4會突出孔洞4 8之外，使得第一反 射面3 4會恰好位於發光二極體4 4與光學辨識單元4 2之間。 請參考圖三及圖四。圖四為圖三中光學滑鼠2 0的内部 經適度簡化後的側視圖。如圖四所示，發光二極體4 4會產 生光線2 7，且發光二極體4 4係面對第一反射面3 4。此外， 由於光罩4 6的形狀係以避免發光二極體4 4所發出的光線2 7 直接射入光學辨識單元4 2所設計而成的，故大部份的光線 2 7會朝第一反射面3 4射去，並且由第一反射面3 4向下反射 到第二反射面3 6。光線2 7經過第二反射面3 6的反射後，會 穿過平底面2 2的開口 24，並照亮光學滑鼠2 0所接觸的平面 2 6 °入射平面2 6會蔣光綠2 7的特性調變並將之反射至鏡片 ! 3 2，成為反射光線2 8。接著，反射光線2 8會被鏡只3 2收集 並聚焦到光學辨識單元4 2上，而光學辨識單元4 2即依據反 射光線2 8的變化來判斷光學滑鼠2 0移動的方向與距離。 雖然，光學滑鼠2 0的確解決了傳統機械式滑鼠1 0上因 灰塵堆積所造成運作不良的問題。但是，當光學滑鼠2 0所 接觸及操作的平面2 6為一玻璃或一特殊顏色等材質時，入 射平面2 6的光線2 7則無法完全地反射至光學辨識單元4 2 上，進而使得光學辨識單元4 2無法接收到平面2 6的連續晝 面，並因而造成光學滑鼠2 0產生錯誤的指標信號的情形。 發明目的及概述：

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1GIP^ silMailsiM ϋ i r-7 弟t Ά 520481 五、發明說明（4) 因此，本發明的目的即在於提供一種具有滾球裝置的 光學滑鼠，其運作狀況不會受其使用環境的影響。 該光學滑鼠包含有一殼體、一球體、一光源以及一控 制電路。該殼體包含有一平底面，其上設有一第一開口。 該球體係設於該殼體内。該光源係設於該殼體内，用來產 生光線以照射該球體。該控制電路係設於該殼體内，用來 控制該光學滑鼠的操作·且該控制電路包含有一光學辨識 單元，用來辨識該球體因被該光源照射後所反射的反射光 的變化。其中，當一使用者將該平底面貼於一外界平面來 移動該殼體時，該殼體會帶動該球體滾動，且該球體會於 I該第一開口處與該外界平面接觸，而當該球體滾動時，該 控制電路可藉由該光學辨識單元來辨識該球體因被該光源 照射後所反射的反射光的變化，以產生相對應的指標訊 號。 發明之詳細說明： 請參考圖五及圖六，圖五為本發明光學滑鼠5 0使用時 之示意圖，圖六為圖五中光學滑鼠5 0之底視圖。光學滑鼠 5 0是設計來在一外界平面1 0 0上以滑行的方式以被一操作 者所使用。光學滑鼠5 0包含有一殼體5 8，以及一球體6 0。 殼體5 8包含有一平底面52，其上有一第一開口 54。球體60

第8頁 520481 五、發明說明（5) 會於第一開口 5 4處與該平面接觸，透過球體6 0的滾動，光 學滑鼠5 0可偵測光學滑鼠5 0所滑過該平面的位移及方向。 滑鼠5 0所產生的位移及方向資料會藉由一電纜線5 6傳送到 一電腦（未顯示）上。電纜線5 6可以採用許多種標準的規 格，如通訊連接埠（COM) 、PS/2連接琿、通用串列匯流 排（USB)等等。

請參考圖七及圖八，圖七為圖五滑鼠5 0内部之組合元 件圖。圖八為圖五中光學滑鼠50内部元件經組裝後之示意 圖。如圖七及圖八所示，光學滑鼠5 0另包含有一彈性元件 8 6、二轉輪6 2及6 3、一光源7 4設於殼體5 8内、一控制電路 板7 0設於殼體5 8的平底面5 2上、一光學構件9 0，以及一光 罩7 6設於電路板7 0的上方。其中，光源7 4係為一發光二極 β

I體，用來產生光線以照射球體6 0。控制電路板7 0内包含有 1 一控制電路（未顯示）用來控制光學滑鼠5 0的操作，而此 一控制電路另包含有一光學辨識單元7 2設於控制電路板7 0 的上，用來辨識球體60因被光源7 4照射後所反射的反射光 的變化。控制電路板7 0上有一第二開口 7 8，球體6 0所反射 的反射光線則可經由第二開口 7 8投射至光學辨識單元7 2 上。光學構件9 0係設於平底面5 2上介於球體6 0與控制電路 板7 0之間，用來改變光源7 4所產生之光線的行經路徑。此 外，光學構件90包含有一第一透鏡92固定於一鏡片座93 上，用來將光源7 4所產生的光線投射至球體6 0上，以及一 第二透鏡9 4其恰可夾鉗於控制電路板7 2的第二開口 7 8，用

第9頁 520481 五、發明說明（6) 來將球體6 0所反射的反射光投射至光學辨識單元、 76係用來避免光源74發出的光線直接射入光學辨2μ光罩 上。此外，平底面5 2上另設有四個[型定位座8卜B 兀7 2 83、84, 一球殼80,以及一基座88。[型定位座以、s 及L型定位座83、84係分別地用來固定兩轉輪“及 j 得轉輪62、63會以可被球體60帶動轉動的方式與球許 觸，並使球體60能平順地在平面1 〇〇上滾動。球郏a，矣 玎以與平底面52—體成型的方式而形成，使得球&體入、 置放於其中以維持光學滑鼠50的正常運作:座二二 設有一彈性元件86,彈性元件86則包含 用 生彈力將球體6。推向轉輪62、63， … 保持與轉輪62、63相接觸。 ，—一，一 ~會 請參考 後的側 界平面 且球體 6 0滾動 7 2來辨 ，以產 4匕表面 不同區 而使得 簡化 於外 動， 球體 單元 變化 圖形 6 0上 並進 化0 7圖H ^ :中光學滑鼠5。的内部經適度 Η味移動殼體5tf光學/鼠50的平底面52貼 6〇會於第一開口 Ϊ1，设體58會帶動球體60滾 時，控制電路柄7 =與外界平面100接觸。當 識球體60因被^、、周^控制電路可藉由光學辨識 生相對應的指標；4照=所反射之反射光的 或是一粗糙的表面唬。另外，球體60可具有一 域時，反射光之％，因此當光源7 4照設於球體 光學辨識單元79度會因而產生較大的變化， ^更靈敏地辨識出反射光的變

520481 五、發明說明（7) 光線9 7是由光源7 4所產生，雖然光罩7 6遮斷了光線9 7 的一小部份，但是大部份的光線9 7都會朝光源7 4所面對的 方向直射而出，光源7 4所面對的方向係為第一透鏡9 2之一 第一反射面9 6，大部份的光線9 7會朝第一透鏡9 2的第一反 射面9 6射去，並且由第一反射面9 6向下反射到第一透鏡9 2 之一第二反射面9 8上。光線9 7經過第二反射面9 8的反射後 會穿過光學構件9 0，並照亮球體6 0的表面。由於球體6 0係 由非透明材質所製成，故入射球體6 0的光線9 7會完全反射 或部分反射而成為反射光線9 9。接著，反射光線9 9會被第 二透鏡9 4收集並聚焦到光學辨識單元7 2上。光學辨識單元 7 2即是利用反射光線9 9的變化連續地取得球體6 0表面的畫 面，來判斷光學滑鼠5 0移動的方向與距離。 相較於習知技術，在本發明的光學滑鼠5 0因具有球體 6 0，故光源7 4所產生的光線並不需要透過平底面5 2的第一 開口 6 0射到外界平面上，而是將光源7 4所產生的光線直接 射到球體6 0上，如此，即改善了習知光學滑鼠設計上的限 制，且在玻璃或特殊顏色的表面上皆可使用本發明的光學 滑鼠。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵 蓋範圍。

第11頁 520481 圖式簡單說明 圖示之簡單說明： 圖一為習知機械滑鼠之示意圖。 圖二為習知光學滑氛之底視圖。 圖三為習知光學滑鼠内部之組合元件圖。 圖四為圖三中光學滑鼠的内部經適度簡化後之側視 圖。 圖五為本發明光學滑鼠使用時之示意圖。 圖六為圖五中光學滑鼠之底視圖。 圖七為圖五光學滑鼠内部之組合元件圖。 圖八為圖五中光學滑鼠内部元件經組裝後之示意圖。 圖九為圖五中光學滑鼠的内部經適度簡化後之側視 圖。 圖示之符號說明： 50 光學 滑氣 52 平底面 54 第一 開口 56 電纜線 58 殼體 60 球體 62 轉輪 63 轉輪 70 控制 電路板 72 光學辨識單元 74 光源 76 光罩 78 第二 開口 80 球殼 81 L型定位座 82 L型定位座

第u頁 520481 圖式簡單說明 83 L型定位座 84 L型定位座 86 彈性元件 88 基座 90 光學構件 92 第一透鏡 93 鏡片座 94 第二透鏡 96 第一反射面 97 光線 98 第二反射面 99 光線 100 平面

第i3頁

Claims (1)

1. 520481 六、申請專利範圍 1. 一種光學滑鼠，其包含有： 一殼體，其包含有一平底面，該平底面上有一第一開 v ; 一球體，設於該殼體内； 一光源，設於該殼體内，用來產生光線以照射該球體；以 及 一控制電路，設於該殼體内，用來控制該光學滑鼠之 操作，該控制電路包含有一光學辨識單元，用來辨識該球 體因被該光源照射後所反射之反射光的變化； 其中當一使用者將該平底面貼於一外界平面來移動該 殼體時，該殼體會帶動該球體滾動，且該球體會於該第一 開口處與該外界平面接觸，而當該球體滾動時，該控制電 路可藉由該光學辨識單元來辨識該球體因被該光源照射後 所反射之反射光的變化，以產生相對應的指標訊號。 2. 如申請專利範圍第1項之光學滑鼠，其另包含有一光 學構件，用來改變該光源所產生之光線的行經路徑。 3. 如申請專利範圍第2項之光學滑鼠，其中該光學構件 包含有一第一透鏡，用來將該光源所產生之光線投射至該 球體。 4. 如申請專利範圍第2項之光學滑鼠，其中該光學構件 包含有一第二透鏡，用來將該球體所反射之反射光投射至

   第丨4頁 520481 六、申請專利範圍 該光學辨識單元。 5. 如申請專利範圍第1項之光學滑鼠，其中該控制電路 係設置於一電路板上，該電路板上有一第二開口 ，該球體 所反射之反射光可經由該第二開口投射到該光學辨識單 元。 6. 如申請專利範圍第1項之光學滑鼠，其另包含有一彈 性元件以及至少一轉輪，該彈性元件會將該球體推向該轉 輪，以使該球體與該轉輪接觸，當該球體滾動時，該球體 會帶動該轉輪轉動。 7. 如申請專利範圍第6項之光學滑鼠，其包含有兩轉 輪’以可被該球體帶動轉動的方式設置於該殼體内 8. 如申請專利範圍第1項之光學滑鼠，其中該球體具有 一圖形化表面，當該光源照設於該球體上不同區域時，該 反射光之強度會因而產生變化。 9. 如申請專利範圍第1項之光學滑鼠，其中該球體具有 一粗糙的表面，當該光源照設於該球體上不同區域時，該 反射光之強度會因而產生變化。