光學滑鼠和光學元件組的製作方法
2023-06-01 06:10:01
專利名稱：光學滑鼠和光學元件組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學元件組，尤其涉及一種藉助於感測雙雷射發光元件所投射的顯像判斷光學元件組動作的光學元件組。本實用新型還涉及設置有這種光學元件組的光學滑鼠。
背景技術：
在光學元件的技術領域中，判斷光學元件的動作狀態的方法可通過發光二極體(LED；Light Emitting Diode)發出光束至桌面或滑鼠墊等感測面上形成顯像，並通過感測元件接收並判讀此顯像以判斷此光學元件的動作狀態。但設置光學元件的產品例如光學滑鼠等其所對應的感測面種類繁多，例如鏡面表面、半透光的紡織品表面等對於設置發光二極體的光學元件已難以判讀。若光學元件中的發光二極體改用燈泡型雷射二極體(Lamp LaserDiode)時，所述鏡面表面、半透光的紡織品表面等感測面的可判讀性大為改善。但是，感測面的種類隨科技進步而日新月異，如透明材料、或透明材料與鏡面表面、透明材料與半透光的紡織品、或透明材料與粗操表面等各種材料的組合，因其透明特性造成現有的採用燈泡型雷射二極體的光學元件已難以同時處理各種感測面的顯像，光學元件動作的判斷也易出現錯誤。
實用新型內容鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種光學元件組，其可應用於各種材料的感測面，以判斷光學元件組的動作，從而可免除感測面材料受限的困擾，解決使用不便的問題。
根據本實用新型的一方面，提供一種光學元件組，其包括支架、第一雷射發光元件、第二雷射發光元件、以及光學感測元件。支架包括第一定位孔、第二定位孔、以及開放槽，其中，第一定位孔包括與感測面的法線呈第一角度的第一中心軸線，第二定位孔包括與感測面的法線呈第二角度的第二中心軸線。第一雷射發光元件設置於第一定位孔內並投射第一光束至感測面上而呈現第一顯像，第二雷射發光元件設置於第二定位孔內並投射第二光束至感測面而呈現第二顯像，光學感測元件則設置於開放槽上，用於接收第一顯像與第二顯像，以獲取其中一判讀性較佳的顯像。其中，第一雷射發光元件與第二雷射發光元件分別為罐裝雷射二極體(TransmitterOutline Can Laser Diode；TO CAN Laser Diode)和燈泡型雷射二極體。
根據本實用新型的另一方面，提供一種可相對於感測面移動的光學滑鼠，其包括外殼；被設置於該外殼內的支架；第一雷射發光元件，其被設置於所述支架內且投射出第一光束至所述感測面而呈現第一顯像；第二雷射發光元件，其被設置於所述支架內且投射第二光束至所述感測面而呈現第二顯像；以及光學感測元件，其被設置於所述支架上，用於檢測所述第一顯像與第二顯像，以獲取其中一判讀性較佳的顯像。
本實用新型所提供的光學元件組可應用於各種材料的感測面，以判斷光學元件組的動作，從而可免除感測面材料受限的困擾。它可應用於光學滑鼠以及各種通過判讀感測面的顯像來判斷光學元件動作的裝置中。
圖1為本實用新型所提供的光學元件組的立體示意圖；圖2A為圖1所示的支架的立體示意圖；圖2B為圖1所示的支架的側向剖面示意圖；圖3為本實用新型所提供的光學元件組被設置於光學滑鼠中的位置示意圖。
附圖標記說明光學元件組 10支架 20第一定位孔 21第一角度 θ1第一準直鏡 212第一中心軸線 A1第二定位孔 22第二角度 θ2
第二中心軸線 A2開放槽 23感測面 30第一雷射發光元件 40第一光束 B1第二雷射發光元件 50第二光束 B2光學感測元件 60光學滑鼠 70外殼具體實施方式
以下通過具體實施方式
對本實用新型披露的各種內容加以詳細說明。
圖1為本實用新型所提供的光學元件組10的立體示意圖。光學元件組10包括支架20、第一雷射發光元件40、第二雷射發光元件50、以及光學感測元件60。
圖2A與圖2B分別為圖1所示的支架20的立體圖與側面剖視圖，其中，支架20包括第一定位孔21、第二定位孔22、以及開放槽23。而第一定位孔21包括第一中心軸線A1，第一中心軸線A1與感測面30的法線的夾角為第一角度θ1，第二定位孔22包括第二中心軸線A2，第二中心軸線A2與感測面30的法線的夾角為第二角度θ2。支架20的材料可為不具光學特性的材料，例如為不具透光、無法反射、或不具透明等光學特性的材料。
圖3為將光學元件組10應用於光學滑鼠70中的示意圖。光學滑鼠70包括外殼71，其中，光學元件組10包括支架20、第一雷射發光元件40、第二雷射發光元件50、以及光學感測元件60。第一雷射發光元件40被設置於第一定位孔21內，第二雷射發光元件50被設置於第二定位孔22內。此外，光學感測元件60被設置於開放槽23上，用以接收顯像並判讀光學元件10的動作。
第一雷射發光元件40投射出第一光束B1，第一光束B1約沿第一中心軸線A1的方向投射至感測面30上而呈現第一顯像(圖中未示出)，故第一光束B1與感測面30的法線方向的夾角約為θ1。其中，第一雷射發光元件40可為罐裝雷射二極體(TO-CAN Laser Diode)，其具有防靜電的特性，其所提供的光源為雖較發散但同調的光源，也可藉助於第一準直鏡212調整其光源，而第一準直鏡212的曲率半徑可特別設計以決定焦點位置，此曲率半徑可為球面曲率半徑或非球面曲率半徑，以適用於各種感測面。第一準直鏡212可為透明透鏡，其材料可為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(壓克力；PMMA)、環氧樹脂(EPOXY)、或玻璃等材料通過成形而製成。因其光源能量密度高，故適用的感測面可包括透明材料、鏡面表面、紡織品、或粗糙表面等，其中透明材料可為傳統的發光二極體或燈泡型雷射二極體所不適用的感測面材料。第一顯像呈現為光斑(speckle)的圖像，此光斑的圖像的變化受感測面30的材料、罐裝雷射二極體至第一顯像的距離、第一顯像至光學感測元件60的距離、以及光學元件10動作的影響。進一步說，此光斑的圖像為罐裝雷射二極體所投射的第一光束B1受感測面30的材料、罐裝雷射二極體至第一顯像的距離、第一顯像至光學感測元件60的距離、以及光學元件10動作等所影響形成的建設性幹涉或破壞性幹涉的光斑圖像。第一角度θ1可為15度至45度之間。其中，透明材料可為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(壓克力；PMMA)、環氧樹脂(EPOXY)、或玻璃等。
設置於第二定位孔22內的第二雷射發光元件50投射出第二光束B2，第二光束B2約沿第二中心軸線A2的方向投射至感測面30而呈現第二顯像，故第二光束B2與感測面30的法線方向的夾角約為θ2。其中，第二雷射元件50為燈泡型雷射二極體(Lamp Laser Diode)，因雷射光源在燈泡型雷射二極體內經過全反射，故光源已被調整過，經過第二準直鏡(圖中未示出)調整成平行光束後，所產生的雷射光源也為同調的光源。因燈泡型雷射二極體與罐裝雷射二極體的光束特性不同，導致適用的感測面30材料也不同，其中包括鏡面表面、紡織品表面、或粗糙表面等。第二顯像呈現為明暗灰階的圖像，此明暗灰階的圖像的變化受感測面30的材料、燈泡型雷射二極體至第二顯像的距離、第二顯像至光學感測元件60的距離、以及光學元件10動作的影響。而第二角度θ2介於5度至25度之間。在本實施方式中，第一角度θ1大於第二角度θ2，而相對於感測面30，罐裝雷射二極體較燈泡型雷射二極體更為傾斜地放置於定位孔內。另外，第二顯像與第一顯像在感測面上的位置可以不重疊。
再者，光學感測元件60用於先後接收第一顯像與第二顯像，因由不同材料的感測面先後產生第一顯像與第二顯像，光學感測元件60可在各種不同的感測面狀況中獲取其中一判讀性較佳的顯像，以判讀光學元件組10的動作。
此外，另一實施方式為將燈泡型雷射二極體設置於第一定位孔40內、將罐裝雷射二極體設置於第二定位孔50內，而光學感測元件60先後接收燈泡型雷射二極體所投射至感測面的第一顯像和罐裝雷射二極體投射至感測面的第二顯像。因燈泡型雷射二極體與罐裝雷射二極體的光束所適用的感測面30材料不同，在不同材料的感測面上先後產生第一顯像與第二顯像，使得光學感測元件60可從各種不同的感測面獲取其中一判讀性較佳的顯像，以判讀光學元件組10的動作。本實施方式中應注意的是，相對於感測面30，燈泡型雷射二極體較罐裝雷射二極體更為傾斜地放置。
雖然上面已以優選實施方式對本實用新型進行了披露，但這並非用以限定本實用新型，本領域任何技術人員在不超出本實用新型的構思和保護範圍的前提下，可對其作出一些變換與潤飾，因此本實用新型的保護範圍應以所附權利要求界定的範圍為準。
權利要求1.一種光學元件組，其特徵在於，該光學元件組包括一支架，其包括一第一定位孔、一第二定位孔、以及一開放槽，所述第一定位孔包括與一感測面的法線呈第一角度的第一中心軸線，所述第二定位孔包括與該感測面的法線呈第二角度的第二中心軸線；一第一雷射發光元件，其被設置於所述第一定位孔內，且投射一第一光束至所述感測面呈現一第一顯像；一第二雷射發光元件，其被設置於所述第二定位孔內，且投射一第二光束至所述感測面呈現一第二顯像；以及一光學感測元件，其被設置於所述開放槽上，用於接收所述第一顯像與所述第二顯像，以獲取其中一判讀性較佳的顯像。
2.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述感測面為透明材料表面、鏡面表面、紡織品表面、或粗糙表面。
3.如權利要求2所述的光學元件組，其特徵在於，所述透明材料表面為玻璃材料表面。
4.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述第一角度為15度至45度。
5.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述第二角度為5度至25度。
6.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述第一雷射元件為罐裝雷射二極體。
7.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述第二雷射元件為燈泡型雷射二極體。
8.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述第一定位孔包括一準直鏡。
9.如權利要求8所述的光學元件組，其特徵在於，所述準直鏡的表面曲率為球面曲率或非球面曲率。
10.如權利要求8所述的光學元件組，其特徵在於，所述準直鏡為聚碳酸酯準直鏡、聚甲基丙烯酸甲酯準直鏡、環氧樹脂準直鏡、或玻璃準直鏡。
11.如權利要求1所述的光學元件組，其特徵在於，所述光學元件組被設置在光學滑鼠中。
12.一種可相對於一感測面移動的光學滑鼠，其特徵在於，該光學滑鼠包括一外殼；一支架，其被設置於該外殼內；一第一雷射發光元件，其被設置於所述支架內，且投射出一第一光束至所述感測面而呈現一第一顯像；一第二雷射發光元件，其被設置於所述支架內，且投射一第二光束至所述感測面而呈現一第二顯像；以及一光學感測元件，其被設置於所述支架上，用於檢測所述第一顯像與第二顯像，以獲取其中一判讀性較佳的顯像。
13.如權利要求12所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述支架包括一第一定位孔、一第二定位孔、以及一開放槽，所述第一定位孔包括與所述感測面的法線呈一第一角度的一第一中心軸線，所述第二定位孔包括與所述感測面的法線呈一第二角度的一第二中心軸線。
14.如權利要求13所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述第一定位孔包括一透明透鏡。
15.如權利要求14所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述透明透鏡的表面曲率為球面曲率或非球面曲率。
16.如權利要求14所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述透明透鏡為聚碳酸酯透明透鏡、聚甲基丙烯酸甲酯透明透鏡、環氧樹脂透明透鏡、或玻璃透明透鏡。
17.如權利要求13所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述第一雷射發光元件被設置於所述第一定位孔內，所述第二雷射發光元件被設置於所述第二定位孔內，所述光學感測元件被設置於所述開放槽內。
18.如權利要求12所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述感測面為透明材料表面、鏡面表面、紡織品表面、或粗糙表面。
19.如權利要求18所述的光學滑鼠，其特徵在於，所述透明材料表面為所述玻璃材料表面。
專利摘要本實用新型公開了一種可相對於感測面移動的光學滑鼠和光學元件組。光學元件組包括支架、第一雷射發光元件、第二雷射發光元件、及光學感測元件。支架包括第一定位孔、第二定位孔、及開放槽。第一定位孔包括與感測面的法線呈第一角度的第一中心軸線，第二定位孔包括與感測面的法線呈第二角度的第二中心軸線。第一雷射發光元件被設置於第一定位孔內並投射出第一光束至感測面而呈現第一顯像，第二雷射發光元件被設置於第二定位孔內並投射第二光束至感測面而呈現第二顯像，光學感測元件被設置於開放槽上，用於接收第一顯像與第二顯像，以獲取其中一判讀性較佳的顯像。本光學元件組可應用於各種材料的感測面，從而可免除感測面材料受限的困擾。
文檔編號G06F3/033GK2898937SQ200620100010
公開日2007年5月9日 申請日期2006年3月28日 優先權日2006年3月28日
發明者姚良瑜, 宋維展 申請人:達方電子股份有限公司