TWM302746U - Optical module and computer input device with improved capability of optical identification - Google Patents

Description

M302746 面28的全反射後，會透過底面12 ^滑 鼠100所接觸的工作平面u上。光線37經工作平面u反 射後產生-*反射光線38。接著，*反射光線38會被透 鏡25收集並聚焦到光感應、元件21 i，如此光感應元件a 可依據全反射光線38的變化來判斷光學滑鼠i⑽移動的方 向與距離。 然而，由於光源2G係設置於電路板22上，也就是說光 源20與導光單元24間之相對位置會隨著光源2q設置於電 路板22上之位置、高度、及傾斜程度等各種不同的因素而 改變，因此光、線37照亮工作平面u之位置及相對應之全 反射光線38也會隨之改變’因此錢應元件^依據全反 射光線38的變化來判斷光學滑鼠丨⑻移動的方向盘距離便 會產生誤差。為了克服上述缺點，組裝人貝必需很仔細地 確保每於電路板22上之光源2()皆具有相同的位 置、咼度、及傾斜程度.，如此一來光學滑鼠1〇〇勢必具有 較向的製造成本。即使如此，光源20於光學滑鼠1〇()滑動 時仍不免產生晃動，因此光感應元件21依據全反射光線 38的變化來判斷光學滑鼠1〇〇移動的方向與距離仍會產生 誤差。此外，光源20透過其殼體出光面的弧度控制其發光 元件所發射光線的角度，若因為製程因素使得出光面的弧 度或發光元件至出光面之間的距離偏離預定值，也會影響 光學滑鼠1〇〇的光學識別能力。

M302746 源所發射之光線以及用來通過反射自該工作平面上之％ 線，並將反射自該工作平面上之光線透過該底面之開口導 引至該上孔洞。該固定單元設於該導光單元之一侧，用來 固定該光源。該第一透鏡設於該固定單元上接近該導光單 元之一側，用來將該光源所發射之光線聚集至該工作平面 上。該第二透鏡以射出成型之方式形成於該固定單元上且 設於該光源至該第一透鏡之間的光學路徑上，用來將該光 源所發射之光線聚集至該第^透鏡之聚焦點。該光感應元 } 件設置於該内部空間内，用來感應通過該底面之開口之光 線，並依此產生一顯示訊號，該顯示訊號係對應於該電腦 輸入裝置之移動。 【實施方式】 請參考第3圖，第3圖為本創作中應用於一光學滑鼠之 二光學模組30的示意圖。光學模組30包含一光源40、一 ) 導先單元34、一固定單元50、一第一透鏡31，以及一第 二透鏡32。固定單元50用來固定光源40，第3圖中所示 之光學模組30尚未將光源40固定於導光單元34之上，光 源40固定於導光單元34上之結構會在之後詳述。第一透 鏡31設於固定單元50上接近導光單元34之一侧，用來將 光源40所發射之光線聚集至一工作平面上。第二透鏡32 以射出成型（injection molding)之方式形成於固定單元50上 且設於光源40至第一透鏡31之間的光學路徑上，用來將 M302746 光源4〇所發射之光線聚集至第一 焦^ 來會更進一步詳述本創作光學模組30中各元件的結構。 請參考第4圖。第4圖為本創作中光源40之示意圖。 光源40包含一晶片41，一焊接線42，二接腳(pin)43，一 基座44，一承接座(diSpenser)45，一第一導線架(lead frame)46，一第二導線架47以及一透光殼體48。第一導線 架46和第二導線架47設置於基座44上並耦合跨接腳43。 承接座45耦合於第一導線架46，其上設置晶片41。晶片 41可為雷射二極體(iaser diode)或其它光學元件，藉由焊接 線42以打線方式耦合於第二導線架47。透光殼體48之材 吳可為壞氧樹脂（epoxy)，可藉由射出成形製程或其它以塑 膠射出之方式形成於基座44上，並與基座44形成一密閉 空間，其中晶片41係置於透光殼體48與基座44所形成之 密閉空間内。此外，透光殼體48之一出光面49為一平面， :) 晶片41所產生之光線可透過出光面49發射，因此光源40 可提供平行光束。如第4圖所示，基座44會於光源40之 兩側形成突出環狀結構，稱為光源40之凸緣(flange)，而 透光殼體48所形成的圓柱狀結構則稱為光源40之帽殼 (cap) 〇 如第3圖所示，導光單元34包含一上孔洞61和一下孔 洞62。固定單元5〇設於導光單元34之一側，用來固定光 M302746 源4〇，以使光源40所於M夕丄1^5月修(更)正ΐ] 七斤 '、所嚷射之光線1^^二進。 ^弟圖所示之實施例中，固定單元5〇包含三支爪 1 53支爪51上設置有-卡榫64，用來扣合住光 二之凸緣，且支爪51_53於靠近光源之一側皆設置 Π—Ι腔66j用來支擇光源4〇之帽殼，以使光源40得以 toL固疋早兀％上。在本創作之較佳實施例中，光學模 =之固定單元5〇係包含三支爪Μ — 64。沙认Μ ’而其中一支爪（支爪51)上另設置有卡榫 士 一而，在本創作之光學模組中，每—支爪上皆可設置 ^ 士64 ’如此可更確實地扣合於光源40之凸緣。此外， :爪上亦可未設置有任何托腔66，僅藉由卡榫料扣 曰於光源40之凸緣。或者’蚊單元％也可僅包含兩支 爪或包含更多數目之支爪，但至少需有一夫爪上設置有 卡榫64或托腔66。 同時，第一透鏡31設於固定單元50上接近導光單元34 之一側，第二透鏡32以射出成型之方式形成於固定單元 50上且設於光源4〇至第一透鏡31之間的光學路徑上。第 二透鏡32可將光源40所發射之光線聚集至第一透鏡3夏 聚焦點，第一透鏡31邛將第二透鏡32傳來之光線透過^ 孔洞62聚集至工作平面上。之後，被工作平面所反射 “ 線可依序透過下孔洞62和上孔洞61傳至一光感應元件一 由於苐二透鏡32係以射出成型之方式形成於固定單元$ 11 M302746 上，可準確控制第二透鏡32的精度，如此將光源40所發 射之光線正確地聚集至第一透鏡31之聚焦點。如此，即使 光源40中晶片41和出光面49之間的距離偏離預定值，第 一透鏡31和第二透鏡32仍可正確地將光源40所發射之光 線聚集至工作平面上，可提昇光學滑鼠的光學識別能力。 請參閱第5圖，第5圖為本創作中光學模組30的側視 圖。第5圖顯示了當光源40固定於導光單元34上之情形。 光學模組30藉由支爪之卡榫扣合住光源40之凸緣，以及 藉由支爪之托腔支撐光源40之帽殼，使得光源40得以穩 固於固定單元50上。即使光學滑鼠滑動時產生晃動，也不 會影響光源40透過第一透鏡31和第二透鏡32投射至工作 平面的光線。 如第6圖所示，為了更加確保光源40、第一透鏡31和 第二透鏡32之間的相對位置為固定，本創作之光學模組 30亦可包含一滑塊55,設置於第二透鏡32上及支爪51和 52之間，用來定位第二透鏡32，以更加固定第二透鏡32 和第一透鏡31之間以及第二透鏡32和光源40之間的相對 位置0 請參閱第7圖，第7圖為本創作中一光學滑鼠700内部 之組合元件圖。光學滑鼠700包含底面12、電路板22、光 12 M302746 鄭r )} 感應元件2i、光學模組3〇，以及光源4〇。光拳模組3〇和 光源40可如第5圖所示互相銜接，光源4〇提供光感應元 件21擷取影像所需之光線。電路板22設於光學模組之 上方，而光感應元件24則設於電路板22之上。底面12之 開口 16、導光單元24之孔洞26和電路板22之孔洞36設 置於光源40至光感應元件21之間的光學路徑上，因此光 源40所提供之光線依序經由導光單元34、下孔祠62和開 口 16投射至工作平面’而經工作平面所反射之光線再依序 通過開口 16、下孔洞62、上孔洞61和孔洞36傳至光感應 元件21。如此光感應元件21可擷取光學滑鼠7〇〇滑過工 作平面上時所呈現的影像，以分析及判斷光學滑鼠7〇〇的 位移。 相較於習知技術，本創作之光學滑鼠可透過固定單元5〇 固定光源40，可避免因光學滑鼠滑動所產生之晃動影響光 )線聚焦。此外，在本創作之光學滑鼠中，第二透鏡32係以 射出成型之方式形成於固定單元50上，可準確控制第二透 鏡32的精度，不會因為製程因素影響光線聚集至工作平面 上之準確度，因此本創作之光學滑鼠具有極佳光學識別能 力。 以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。 13 M302746

光學滑氟 100 ’ • 700 16 開口 61 上孔洞 26、36 62 孔洞 下孔洞 M302746

九、申請專利範園： 1. 一種可提高光學辨識率之光學模組，其包含： 一光源，其包含· 一透光殼體’其出光面係為一平面；以及 一晶片，設於該透光殼體内，用來產生光線並透過 該透光殼體之出光面發射光線； 一導光單元，用來導引該光源傳來之光線；

一固定單元，設於該導光單元之一側，用來固定該光源; 一第一透鏡，設於該固定單元上接近該導光單元之一 侧，用來將該光源所發射之光線聚集至一工作平面 上；以及 一第二透鏡，以射出成型（injection molding)之方式形成 於該固定單元上且設於該光源至該第一透鏡之間 的光學路徑上，用來將該光源所發射之光線聚集至 該第一透鏡之聚焦點。 2·如請求項1所述之光學模組，其中該光源另包含： 一基座； 一第一導線架（lead frame)及一第二導線架，設置於該基 座上； 二接腳(pin)，設置於該基座上及耦合於該二導線架；以 及 一承接座（dispenser)，耦合於該第一導線架； 16 M302746 其中該透光殼體係形成於該基座上並與該基座形成一 密閉空間，且該晶片係設置於該承接座上及打線於 該第二導線架，並設置於該透光殼體與該基座所形 成之該密閉空間内。 3. 如請求項1所述之光學模組，其中該透光殼體係為環 氧樹脂(epoxy)。 • ** .... . . • . . · . . * m

4. 如請求項1所述之光學模組，其中該透光殼體係藉由 射出成型之方式而形成。 5. 如請求項1所述之光學模組，其中該晶片係為一雷射 二極體（laser diode)。 6.如請求項1所述之光學模組，其中該固定單元、該第 一透鏡及該導光單元係一體成型。 7.如請求項1所述之光學模組，其中該固定單元包含： 二支爪(claw)，其中一支爪上設置有一卡榫，用來扣合 住該光源，以使該光源固定於該固定單元上。 8. 如請求項7所述之光學模組，其中該卡榫係以扣合住 該光源上的凸緣(flange)之方式，將該光源固定於該固 定單元上。 17 M302746 9· 如請求項8所述之光學模組，其中一支爪上設置有一 托腔，用來支托該光源之透光殼體。 ， 10.如請求項9所述之光學模組，其中該托腔係以支托該 透光殼體上的帽殼(cap)之方式，支托該透光殼體。 11. 如請求項7所述之光學模組，其中該第二透鏡係以射 出成型之方式形成於該二支爪之間。 Φ 12. 如請求項1所述之光學模組，其中該導光單元包含一 下孔洞，用來通過該光源所發射之光線，以及用來通 過反射自該工作平面上之光線。 13. 如請求項12所述之光學模組，其中該導光單元另包含 一上孔洞，用來通過經由該下孔洞傳來之光線。 • 14.如請求項1所述之光學模組，其另包含一滑塊，設於 該第二透鏡之上，用來固定該第一透鏡和該第二透鏡 之間的相對距離，以及用來固定該光源和該第二透鏡 之間的相對距離。 15. —種可提高光學辨識率之電腦輸入裝置，其包含： 一底面，用來被置放於一工作平面上，該底面上包含一 開口，用來通過光線； 18 M302746 一外殼體，設置於該底面上並和該底面形成一内部空 間； 一光源，設置於該内部空間内且包含：

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一透光殼體，其出光面係為一平面；以及 一晶片，設於該透光殼體内，用來產生光線並透過 該透光殼體之出光面發射光線； 一導光單元，設置於該内部空間内且包含一上孔洞和一 下孔洞，該上孔洞對應於該底面之開口，而該下孔 洞用來通過該光源所發射之光線以及用來通過反 射自該工作平面上之光線，並將反射自該工作平面 上之光線透過该底面之開口導引至該上孔洞； -固定單元，設魏導光單元之—側，絲固定該光源； -第-透鏡，設於_定單元上接賴導光單元之一 側，絲將該初、所韻之料料至該工作平面 上； 第二透鏡，⑽^狀方_—定單元上且 设於該知·®料雜上，用來 將該光源所發射之光線聚集至該第一透鏡之聚隹 點；以及 光感應元件，設置於該内部介„〜 ^ Ba丨二間内，用來感應通過該 底面之開口之光線，並依此. |生一顯示訊號，該顯 示訊號係對應於該電腦輪入 琨涿"、貝 又苴之移動。 19

Claims (1)

1. M302746 七 、指定代表圖： P； (一）本案指定代表圖為 :第（3 ) 圖。 (二）本代表圖之元件符號簡單說明： 30 光學模組 31、32 透鏡 34 導光單元 40 光源 50 固定單元 51 - 53 支爪 61 上孔洞 62 下孔洞 64 卡榫 66 托腔