光學滑鼠的發光模塊的製作方法
2023-09-24 04:07:35
專利名稱：光學滑鼠的發光模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學滑鼠的發光模塊，尤指一種將其發散式發光元件的光線匯集成為一均勻的平行光的光學滑鼠的發光模塊。
背景技術：
滑鼠可自由地移動一光標於一顯示屏上，是計算機設備的必備介面設備。滾球式滑鼠具有一滾球位於其底面、一電路單元和數滾輪位於其內。當該滾球式滑鼠被移動於一桌面上時，該滾球滾動於該桌面且帶動該等滾輪，使該電路單元計算出該滾球式滑鼠的位移方向和位移量。但是，該滾球容易因沾染該桌面的汙垢而影響其滾動。因此，應用光學感測原理的非接觸式光學滑鼠便因應而生。
請參閱圖1所示，為已知的光學滑鼠的發光模塊的應用例。該光學滑鼠包括一發光模塊、一感測元件42和一電路單元43位於其內。該發光模塊包括一發光裝置90和一光學機構91。該發光裝置90包括一發散式發光元件901位於其內，該光學機構91為凸透鏡911、912的組成。當該光學滑鼠被移動於一桌面5上時，該發光元件901的光線經由該凸透鏡911傳遞至該桌面5，該光線通過該桌面5產生漫射現象而被反射至該凸透鏡912，以使該光線被聚焦於該感測元件42，從而使該電路單元43計算出該光學滑鼠的位移方向和位移量。
上述已知的光學滑鼠的發光模塊，當該光學滑鼠被移動於該桌面5上時，該發光裝置90的發光元件901的光線經由該凸透鏡911聚焦後，無法形成一均勻的平行光。當該光線經由該凸透鏡911傳遞至該桌面5時，會產生光線的幹涉現象，形成照度不均勻且相間排列的亮環和暗環，即暈影(airy disc)。
請參閱圖2所示，P點原在一亮環B的範圍內。當該光學滑鼠被移動時，該等亮環B和該等暗環D隨的移動，使得P點變成在一暗環D的範圍內。結果，該感測元件42接收該光線後所產生的電位差不穩定，導致其光學感測效果不佳，該光學滑鼠的光標無法平順地被移動於顯示屏上。此外，該發光元件901的局部光線散失至該凸透鏡911範圍外，無法被利用，因此，其照度較低，導致該光學滑鼠的光學感測效果不佳，且徒增該光學滑鼠的耗電量。
已知的另一種光學滑鼠的發光模塊，其發光裝置以一雷射元件取代上述發散式發光元件。該雷射元件雖沒有上述發散式發光元件的光線的幹涉現象和光線散失問題，然其成本過高，不易被消費者所接受。
由上可知，上述已知的光學滑鼠的發光模塊，在實際使用上，顯然具有不便與缺陷存在，而有待加以改善。
本發明有感上述缺陷的可改善，乃特潛心研究並配合學理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的發明。
發明內容
本發明的主要目的，在於提供一種光學滑鼠的發光模塊，使其發散式發光元件的光線被匯集成為一均勻的平行光，以減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
為了達成上述目的，本發明主要在提供一種光學滑鼠的發光模塊，包括一發光裝置以及一光具組；該發光裝置包括一發散式發光元件位於其內；該光具組具有一凸透鏡面和一凹透鏡面，該凸透鏡面位於該發光元件和該凹透鏡面之間，該凹透鏡面位於該凸透鏡面和該凸透鏡面的焦點之間；其中該發光元件的光線依序經由該凸透鏡面的折射和該凹透鏡面的折射形成一軸向的平行光。
通過該凸透鏡面和該凹透鏡面依序折射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光且傳遞至一桌面，以減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果。
在較佳的實施例中，該發光裝置包括一透光體和一碟形反射結構，該透光體具有一前端面和一側環面，該發光元件設於該透光體內，該碟形反射結構設於該透光體的側環面，該碟形反射結構具有一內表面，該內表面朝向該側環面且朝向該透光體的前端，其中該發光元件射出該透光體的前端面的光線形成一集光區對應於該光具組的凸透鏡面，且該發光元件射向該碟形反射結構的內表面的光線被該內表面反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區。
通過該碟形反射結構的內表面反射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光匯集向該集光區且傳遞至該凸透鏡面，以進一步減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
在較佳的實施例中，該發光裝置包括一透光體和一承座，該發光元件設於該透光體內，該承座設於該透光體內，該承座具有一承接部和一碟形反射部，該承接部連接於該碟形反射部的下緣且該碟形反射部的上緣形成一開口，該發光元件設於該承接部上，該碟形反射部具有一內表面，該內表面朝向該發光元件且朝向該開口，其中該發光元件射向該承座的開口的光線形成一集光區對應於該光具組的凸透鏡面，且該發光元件射向該碟形反射部的內表面的光線被該內表面反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區。
通過該碟形反射部的內表面反射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光匯集向該集光區且傳遞至該凸透鏡面，以進一步減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
圖1為已知的光學滑鼠發光模塊的應用例的示意圖。
圖2為已知的光學滑鼠發光模塊的發光裝置的光線被傳遞於一桌面而形成亮環和暗環的示意圖。
圖3為本發明光學滑鼠的發光模塊第一實施例的示意圖。
圖4為本發明光學滑鼠的發光模塊第二實施例的示意圖。
圖5為本發明光學滑鼠的發光模塊第三實施例的示意圖。
圖6為本發明光學滑鼠的發光模塊第四實施例的示意圖。
圖7為本發明光學滑鼠的發光模塊第五實施例的應用例的示意圖。
圖8為本發明光學滑鼠的發光模塊第六實施例的示意圖。
圖9為本發明光學滑鼠的發光模塊第七實施例的示意圖。
圖10為本發明光學滑鼠的發光模塊第八實施例的示意圖。
圖中符號說明〔已知技術標號〕感測元件 42 電路單元 43桌面 5發光裝置 90發光元件 901 光學機構 91凸透鏡911、912亮環 B暗環 D〔本發明標號〕發光裝置 1發光元件 10光具組2雙凸透鏡 20 凸透鏡面 201
雙凹透鏡 21 凹透鏡面211平凸透鏡 22 凸透鏡面221平凹透鏡 23 透鏡面 231焦點 f光具組 3凸透鏡面 301凹透鏡面 311反射平面 321分光鏡 40 聚焦機構 41感測元件 42 電路單元 43桌面 5發光裝置 6透光體 60 前端面 601側環面 602發光元件 61碟形反射結構 62 內表面 621反光層 622集光區 A光線 L1、L2發光裝置 7透光體 70 發光元件 71碟形反射結構 72 金屬接腳 73、74內表面 721發光裝置 8透光體 80 側環面 802發光元件 81 碟形反射結構 82金屬接腳 83、84承座 85 承接部 851碟形反射部 852開口 853內表面 854集光區 A1光線 L3、L4
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而所示附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
請參閱圖3所示，為本發明第一實施例。本發明一種光學滑鼠的發光模塊，包括一發光裝置1以及一光具組2，其中發光裝置1，其包括一發散式發光元件10(如一發光晶片)位於其內。
光具組2，其具有一凸透鏡面201和一凹透鏡面211，該凸透鏡面201位於該發光元件10和該凹透鏡面211之間，該凹透鏡面211位於該凸透鏡面201和該凸透鏡面201的焦點f之間。本實施例中，該光具組2包括一雙凸透鏡20和一雙凹透鏡21，該凸透鏡面201位於該雙凸透鏡20上，且該凹透鏡面211位於該雙凹透鏡21上。
該發光模塊設於一光學滑鼠內。該光學滑鼠另具有一聚焦機構(如一凸透鏡)、一感測元件、一電路單元和一供電單元(如一電池或一電源線頭)等位於其內。當該光學滑鼠被移動於一桌面上時，該發光元件10的光線依序經由該凸透鏡面201的折射和該凹透鏡面211的折射形成一軸向的平行光且傳遞至該桌面，該光線通過該桌面產生漫射現象而被反射至該聚焦機構，以使該光線被聚焦於該感測元件，從而使該電路單元計算出該光學滑鼠的位移方向和位移量。相較於已知的具有發散式發光元件的光學滑鼠的發光模塊，本發明的光學滑鼠的發光模塊的發光元件10的光線先經過該凸透鏡面201的折射而匯集，再經過該凹透鏡面211的折射而形成一軸向的均勻的平行光傳遞至該桌面，其照度均勻，因此，光線的幹涉現象輕微。該感測元件接收該光線後所產生的電位差穩定，因此，其光學感測效果佳，該光學滑鼠的光標能夠平順地被移動於顯示屏上。相較於已知的具有雷射元件的光學滑鼠的發光模塊，本發明的光學滑鼠的發光模塊可降低成本。
請參閱圖4所示，為本發明第二實施例。第二實施例和第一實施例的差異為該光具組2。本實施例中，該光具組2包括一平凸透鏡22和一雙凹透鏡21，該凸透鏡面221位於該平凸透鏡22上，且該凹透鏡面211位於該雙凹透鏡21上。
請參閱圖5所示，為本發明第三實施例。第三實施例和第一實施例的差異為該光具組2。本實施例中，該光具組2包括一平凸透鏡22和一平凹透鏡23，該凸透鏡面221位於該平凸透鏡22上，且該凹透鏡面231位於該平凹透鏡23上。
請參閱圖6所示，為本發明第四實施例。第四實施例和第一實施例的差異為該光具組2。本實施例中，該光具組2包括一雙凸透鏡20和一平凹透鏡23，該凸透鏡面201位於該雙凸透鏡20上，且該凹透鏡面231位於該平凹透鏡23上。
由圖3至圖6可知，該光具組2可為不同的凸透鏡和凹透鏡所配合形成。該發光元件10的光線先經過該雙凸透鏡20或平凸透鏡22的凸透鏡面201、221的折射而匯集，再經過該雙凹透鏡21或平凹透鏡23的凹透鏡面211、231的折射而形成一軸向的均勻的平行光傳遞至該桌面。因此，該光具組2可被設計成不同的透鏡組合。
請參閱圖7所示，為本發明第五實施例的應用例。第五實施例和第一實施例的差異為該光具組3。該發光模塊設於一光學滑鼠內。該光學滑鼠另具有一分光鏡40、一聚焦機構41(如一凸透鏡)、一感測元件42、一電路單元43和一供電單元(如一電池或一電源線頭)等位於其內。該光具組3為一體的元件。該光具組3包括一凸透鏡面301、一凹透鏡面311和一反射平面321。該發光裝置1配置於該凸透鏡面301上方。該反射平面321位於該凸透鏡面301和該凸透鏡面301的焦點f之間且位於該凸透鏡面301和該凹透鏡面311之間。如圖7所示，該反射平面321相對於該凸透鏡面301和該凹透鏡面311呈一傾斜狀，以改變該發光元件10的光線的方向。該發光元件10的光線依序經由該凸透鏡面301的折射、該反射平面321的反射和該凹透鏡面311的折射形成一軸向的均勻的平行光且傳遞至該分光鏡40。該分光鏡40反射該光線至一桌面5，該光線通過該桌面5產生漫射現象而被反射至該聚焦機構41，以使該光線被聚焦於該感測元件42，從而使該電路單元43計算出該光學滑鼠的位移方向和位移量。如此，亦可減少光線的幹涉現象。
請參閱圖8所示，為本發明第六實施例。第六實施例和第一實施例的差異為該發光裝置6。本實施例中，該發光裝置6包括一透光體60、一發散式發光元件61和一碟形反射結構62。
該透光體60具有一弧形的前端面601和一柱形的側環面602。該發光元件61(如一發光晶片)設於該透光體60內。該碟形反射結構62設於該透光體60的側環面602且一體成型於該透光體60。該碟形反射結構62具有一內表面621，該內表面621朝向該側環面602且朝向該透光體60的前端。該碟形反射結構62的內表面621呈一拋物面、一橢圓面或一雙曲面。
該發光裝置6設於一光學滑鼠內。該光學滑鼠另具有一聚焦機構(如一凸透鏡)、一感測元件、一電路單元和一供電單元(如一電池或一電源線頭)等位於其內。當該光學滑鼠被移動於一桌面上時，該發光元件61射出該透光體60的前端面601的光線L1形成一集光區A對應於該光具組2的凸透鏡面201，且該發光元件61射向該碟形反射結構62的內表面621的光線L2被該內表面621反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區A，使得通過該集光區A的光線L1、L2增加，以避免光線L2的散失。通過該集光區A的光線L1、L2經由該光具組2傳遞至該桌面，該光線L1、L2通過該桌面產生漫射現象而被反射至該聚焦機構，以使該光線L1、L2被聚焦於該感測元件，從而使該光學滑鼠的電路單元計算出該光學滑鼠的位移方向和位移量。該碟形反射結構62使光線的幹涉現象所形成的亮環和暗環的密度減低，且進一步配合該光具組2，使該發光元件61的光線L1、L2形成更為均勻的平行光。該感測元件接收該均勻的平行光後所產生的電位差穩定，因此，其光學感測效果佳，該光學滑鼠的光標能夠平順地被移動於顯示屏上。相較於已知的具有雷射元件的光學滑鼠的發光模塊，本發明的光學滑鼠的發光模塊可降低成本。此外，本發明的光學滑鼠的發光模塊能夠匯集光線，避免光線的散失，因此，可減少耗電量和延長電池的使用壽命。
如圖8所示，該碟形反射結構62的內表面可進一步延伸出該透光體60的前端面601的前緣，以提升其反射效果。又該碟形反射結構62可進一步具有一反光層622位於其內表面621，以提升其反射效果。
請參閱圖9所示，為本發明第七實施例。第七實施例和第六實施例的差異為該發光裝置7。本實施例中，該發光裝置7包括一透光體70、一發散式發光元件71、一碟形反射結構72和二金屬接腳73、74。該碟形反射結構72組裝於該二金屬接腳73、74，且該碟形反射結構72的內表面721呈一全拋物面，以提升其反射效果。該碟形反射結構可為透光或不透光的反光材料所製成。
請參閱圖10所示，為本發明第八實施例。第八實施例和第六實施例與第七實施例的差異為該發光裝置。本實施例中，該發光裝置8包括一透光體80、一發散式發光元件81、一碟形反射結構82、二金屬接腳83、84和一承座85。
該碟形反射結構82組裝於該透光體80的側環面802。該碟形反射結構82亦可為透光或不透光的反光材料所製成。該承座85設於該透光體80內且連接於其中一金屬接腳83上。該承座85具有一承接部851和一碟形反射部852，該承接部851連接於該碟形反射部852的下緣且該碟形反射部852的上緣形成一開口853。該發光元件81設於該承接部851上，該碟形反射部852具有一內表面854，該內表面854朝向該發光元件81且朝向該開口853。該碟形反射部852的內表面854呈一拋物面、一橢圓面或一雙曲面。
該發光元件81射向該承座85的開口853的光線L3形成一集光區A1對應於該光具組2的凸透鏡面201，且該發光元件81射向該碟形反射部852的內表面854的光線L4被該內表面854反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區A1。如此，亦可使該發光元件81的光線L3、L4形成一軸向的均勻的平行光，並配合該光具組2，使光線的幹涉現象大為減低，從而使該發光元件81的光線形成更為均勻的平行光。
〔發明特點及優點〕透過本發明的光學滑鼠的發光模塊，具有如下述的特點1、該凸透鏡面和該凹透鏡面依序折射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光且傳遞至一桌面，以減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果。
2、該碟形反射結構的內表面反射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光匯集向該集光區且傳遞至該凸透鏡面，以進一步減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
3、該碟形反射部的內表面反射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光匯集向該集光區且傳遞至該凸透鏡面，以進一步減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
綜上所述，本發明完全符合發明專利申請的要件，故依專利法提出申請。
以上所述，僅為本發明的具體實施例的詳細說明與圖式，並非用以限制本發明及本發明的特徵，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者，沿依本發明的精神所做的等效修飾或變化，皆應包含於本發明的專利範圍中。
權利要求
1.一種光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，包括一發光裝置，其包括一發散式發光元件位於其內；以及一光具組，其具有一凸透鏡面和一凹透鏡面，該凸透鏡面位於該發光元件和該凹透鏡面之間，該凹透鏡面位於該凸透鏡面和該凸透鏡面的焦點之間；其中該發光元件的光線依序經由該凸透鏡面的折射和該凹透鏡面的折射形成一軸向的平行光。
2.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該光具組包括一雙凸透鏡和一雙凹透鏡，該凸透鏡面位於該雙凸透鏡上，且該凹透鏡面位於該雙凹透鏡上。
3.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該光具組包括一平凸透鏡和一雙凹透鏡，該凸透鏡面位於該平凸透鏡上，且該凹透鏡面位於該雙凹透鏡上。
4.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該光具組包括一平凸透鏡和一平凹透鏡，該凸透鏡面位於該平凸透鏡上，且該凹透鏡面位於該平凹透鏡上。
5.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該光具組包括一雙凸透鏡和一平凹透鏡，該凸透鏡面位於該雙凸透鏡上，且該凹透鏡面位於該平凹透鏡上。
6.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該光具組包括一反射平面，該反射平面位於該凸透鏡面和該凸透鏡面的焦點之間且位於該凸透鏡面和該凹透鏡面之間，該發光元件的光線依序經由該凸透鏡面的折射、該反射平面的反射和該凹透鏡面的折射形成一軸向的平行光。
7.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該發光裝置包括一透光體和一碟形反射結構，該透光體具有一前端面和一側環面，該發光元件設於該透光體內，該碟形反射結構設於該透光體的側環面，該碟形反射結構具有一內表面，該內表面朝向該側環面且朝向該透光體的前端，其中該發光元件射出該透光體的前端面的光線形成一集光區對應於該光具組的凸透鏡面，且該發光元件射向該碟形反射結構的內表面的光線被該內表面反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區。
8.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構的內表面呈一拋物面、一橢圓面或一雙曲面。
9.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構的內表面延伸出該透光體的前端面的前緣。
10.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構具有一反光層位於其內表面。
11.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構一體成型於該透光體。
12.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構組裝於該透光體。
13.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該發光裝置包括二金屬接腳，該碟形反射結構組裝於該二金屬接腳。
14.如權利要求7所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射結構為透光或不透光的反光材料所製成。
15.如權利要求1所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該發光裝置包括一透光體和一承座，該發光元件設於該透光體內，該承座設於該透光體內，該承座具有一承接部和一碟形反射部，該承接部連接於該碟形反射部的下緣且該碟形反射部的上緣形成一開口，該發光元件設於該承接部上，該碟形反射部具有一內表面，該內表面朝向該發光元件且朝向該開口，其中該發光元件射向該承座的開口的光線形成一集光區對應於該光具組的凸透鏡面，且該發光元件射向該碟形反射部的內表面的光線被該內表面反射形成一軸向的平行光匯集向該集光區。
16.如權利要求15所述的光學滑鼠的發光模塊，其特徵是，該碟形反射部的內表面呈一拋物面、一橢圓面或一雙曲面。
全文摘要
本發明涉及一種光學滑鼠的發光模塊，包括一發光裝置以及一光具組；該發光裝置包括一發散式發光元件位於其內；該光具組具有一凸透鏡面和一凹透鏡面，該凸透鏡面位於該發光元件和該凹透鏡面之間，該凹透鏡面位於該凸透鏡面和該凸透鏡面的焦點之間；通過該凸透鏡面和該凹透鏡面依序折射該發光元件的光線以形成一軸向的均勻的平行光且傳遞至一桌面，以減輕光線的幹涉現象以及增加照度，從而提升光學滑鼠的光學感測效果，且能降低其成本和減少其耗電量。
文檔編號G06F3/033GK1801062SQ20041010490
公開日2006年7月12日 申請日期2004年12月30日 優先權日2004年12月30日
發明者呂淑芬 申請人:培新科技股份有限公司