专利名称：耐污染光电鼠标及托座的制作方法
技术领域：
本发明概言之涉及与计算机相关的光导航装置，更具体而言涉及对影响光导航的污染物进行补偿。
背景技术：
光电指示装置，例如光电鼠标，可通过追踪一导航表面(例如一鼠标垫)与光电指示装置内一图像传感器之间的相对运动而将运动信息传送至一计算机的图形用户界面。一诸如光电二极管或激光的光源以光学方式将光线照射到导航表面上。使用电子图像传感器可基于导航表面的照射而获得图像，其中电子图像传感器通常包括一以图案形式布置的光电检测器阵列。阵列中的每一光电检测器皆产生一与入射至该光电检测器上的光线的强度成正比的输出信号。来自光电检测器阵列的输出信号经处理后产生一导航表面图像。通过比较一段时间内的一系列此等图像，光电鼠标可产生关于鼠标相对于导航表面运动的运动信息。此运动信息经处理后能够使指针在计算机的图形用户界面上进行相应运动。
某些光电指示装置使用一相干光源(例如，激光)来照射导航表面。尽管相干光源可达成更低的功率消耗及更准确及精确的光导航，但这些相干照射导航系统对诸如灰尘颗粒、污物、食物、头发及其它物质等污染物的存在要敏感得多。相反，使用非相干光源的光电指示装置(例如，发光二极管)相对而言较不受污染物(例如污物及灰尘)的影响，这是因为其采用散射光图案，因而可使污染物仍保持于图像焦点之外。
然而，对于受相干照射的指示装置而言，当污染物固定于光电指示装置的一个光学表面(例如，一成像透镜，照射透镜等)且受到相干照射时，此污染物将成为导航表面图像上的固定图案。例如，当存在一污染物时，图像传感器的光电检测器阵列中的一或多个光电检测器将产生一个固定输出信号，该输出信号的强度或位置并不对应于导航表面上的实际表面特征或光线图案。该固定图案起噪声的作用，其歪曲图像比较并由此妨碍准确追踪光电指示装置相对于导航表面的运动。遗憾的是，污染物在运输或在灰尘环境中使用过程中是无法避免的。
因此，尽管相干光源能够改良光电指示装置的光导航，但仍需要改良受相干照射的指示装置的耐污染性。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种污染中和托座。该托座包括一底座及一支承表面以及一中和元件。该底座及支承表面构造为以可移动方式容纳一受到相干照射的鼠标。该中和元件设置于该支承表面上以对准该鼠标中一光学模件的至少一个暴露表面，并构造为可中和该至少一个暴露表面上的污染所产生的光电效应。
本发明的另一方面是提供一种中和光电鼠标污染的方法，该方法包括提供一包含一光学模件的鼠标，该光学模件的至少一个表面暴露于该鼠标的一开口；及，在该鼠标中一污染物与该至少一个暴露表面之间插入一阻挡层。
本发明的再一方面是提供一种检测光电鼠标污染的方法，该方法包括对准一鼠标的一光学模件与一成像表面；通过将来自该光学模件的相干照射施加于该成像表面来获得该成像表面的一第一图像；分析该第一图像以鉴别一与污染相关的干涉图案；及，若该干涉图案的一个参数超过一阈值，则将此干涉图案鉴别为一污染物。
图1是本发明一实施例之光电鼠标、鼠标垫及托座的立体图。
图2是本发明一实施例之光电鼠标的剖面示意图。
图3是本发明再一实施例之光电鼠标的剖面示意图。
图4是本发明又一实施例之光电鼠标的剖面示意图。
图5是本发明再一实施例之光电鼠标的剖面示意图。
图6是本发明又一实施例之光电鼠标的部分剖面示意图。
图7是本发明再一实施例之光电鼠标的剖面示意图。
图8是本发明一实施例之光电鼠标及一已知成像表面的剖面示意图。
图9是本发明一实施例之污染检测方法的流程图。
图10是本发明一实施例之光电鼠标及导航表面的剖面示意图。
图11是本发明一实施例之污染检测方法的流程图。
图12是本发明一实施例之光电鼠标及托座的剖面示意图。
图13是本发明一实施例之使用鼠标托座来检测污染的方法的流程图。
图14是本发明一实施例之光电鼠标及具有一清洁机构的托座之剖面示意图。
图15是本发明另一实施例之光电鼠标及具有一清洁机构的托座之剖面示意图。
图16是本发明一实施例之光电鼠标及具有一清洁机构的托座之剖面示意图。
具体实施例方式
下文参照作为本发明一部分的附图来详细说明本发明，且通过可实施本发明的具体实施例来阐释本发明。因此，所使用的表示方向的术语(例如，“前面”、“后面”等)皆指所述图中的方位。由于本发明实施例中的部件可位于多个不同方位，因此，所述表示方向的术语仅用于阐释目的，而非用于限制目的。应了解，亦可采用其它实施例且可进行结构上及逻辑上的改变，此并不背离本发明的范畴。因此，不应将下述说明视为具有限制意义，且本发明范畴系由随附权利要求界定。
当使用受到相干照射的鼠标时，本发明的实施例可对存在污染物(例如灰尘颗粒或污物)的情况加以补偿。在某些实施例中，将一或多个阻挡结构纳入鼠标空腔中以防止污物到达暴露的光学表面，例如一成像透镜或照射透镜的表面。在一实施例中，该些阻挡结构可包含主动及/或被动机构，且可跨越光学路径延伸或仅沿光学路径延伸。在其它实施例中，该些阻挡结构进一步包含可吸引及捕获污染物以防止其迁移至暴露光学表面的元件以及可排拒污染物使之远离暴露光学表面的元件。在另一些实施例中，所述阻挡结构通过优化暴露光学表面相对于鼠标空腔开口(光线可透过此开口)的位置而使用间隔作为一回避机构。该些阻挡结构的一或多个实施例可组合用于一单一鼠标中。
本发明的其它实施例通过使用光源、成像表面及检测算法的各种组合来检测相干照射鼠标中的污染物。在某些实施例中只存在一种类型的光源(例如，相干光源)，而在另一些实施例中则使用两种类型的光源(例如，相干光源及非相干光源)来检测污染物。成像表面可包括一导航表面、一已知成像表面或一反射性表面(例如一第一镜面)中任何之一。该等光源及成像表面用于产生一或多个可供分析的图像以鉴别图像中的干涉图案，此等干涉图案可指示存在污染的可能性。当此等干涉图案超出一阈值时，用户会接到相关通知。
在另一些实施例中，一托座或服务站构造为以可移动方式容纳一鼠标并使用一清洁机构将污染物自鼠标的暴露光学表面及/或毗邻该等暴露光学表面的鼠标表面去除。此等清洁机构包括一力施加器，该力施加器包括一可以机械方式自暴露光学表面去除污染物的静止或活动刷，或一用于将污染物吹离暴露光学表面的压力气体机构。
本发明实施例可使用一或多个任一种补偿机构，例如阻挡机构、检测机构及清洁机构，其彼此组合以提高中和污染物对受相干照射光电鼠标的效应的可能性。
图1展示系统20的一实施例，该系统包括光电鼠标22、具有导航表面25的垫24及托座26。鼠标22包括主体30，该主体容纳有光学模件32及中和元件34且其亦界定底面36。光学模件32包括一相干光源、一照射透镜、一成像表面及一图像传感器之组合，下文将结合图2进一步对此加以说明及阐释。
光电鼠标22用作一计算机(未图示)的指示装置，其基于光电鼠标22的底面36相对于导航表面25之间的滑动运动来工作。具体而言，在鼠标22相对于导航表面25运动的时间内，光学模件32可获得导航表面25的一系列图像。在一段时间内获得的图像之间的差别被转换成运动信息，用于使一指针在一计算机或其它装置的图形用户界面上运动。
托座26包括容纳腔40、中和元件42及电接触垫44。托座26的容纳腔40之形状及尺寸适于容纳一鼠标以将一鼠标存储于其中或适于充电(例如当鼠标20容纳有可充电电池时)。电接触垫44的位置适于以导电方式接触鼠标22上的往复式接触垫(未图示)以便对鼠标22进行充电或达到其它目的。托座26包括下述任何之一且可用于无绳或有绳鼠标无绳可充电鼠标的充电座、扩展插口、存储托座、鼠标清洁站或鼠标服务站。
鼠标22的中和元件34可体现为一用来补偿污染物50(此等污染物会影响鼠标22的光学模件32)的机构且包括一个预先确定的阻挡结构或检测机构。托座26的中和元件42可体现为一用来补偿污染物50(此等污染物可影响鼠标22的光学模件32)的机构且包括一个预先确定的清洁机构或一个检测机构之一部分。因此，用于补偿污染物50的本发明实施例可分别构建为仅位于鼠标22或托座26之一或位于二者中的中和元件34、42，并于图2至16之实施例中加以详细描述。
图2为本发明一实施例之一光电鼠标60的剖面视图。如图2所示，鼠标60包括壳体62，该壳体用于界定空腔63、顶面64及带有开口68的底面66。鼠标60亦包括光学模件80，此模件包括相干光源82、传感器84、具有表面87的照射透镜86及具有表面89的成像透镜88。透镜表面87、透镜表面89及表面90皆通过鼠标60的底面66中的开口68暴露于环境中。在另一实施例中，开口68形成于壳体62之一不同表面(例如顶面、侧面)上，且光学模件80被布置为可透过开口68及相关导航表面25或另一与开口68对准用于光导航的导航表面发出及接收光。
相干光源82可产生至少部分相干的光。在一实施例中，相干光源82包括一激光光源，且可产生实质上相干的光，其中相干长度允许一传感器(例如传感器84)检测出干涉图案。传感器84包括一集成电路，此集成电路包括一或多个数字输入/输出电路、处理电路、模/数信号转换装置、光源驱动器及光电检测器阵列。照射透镜86以聚焦图案的形式将来自光源82的相干光照射至导航表面25上，而成像透镜88则接收反射自导航表面25的光线图案并将此图案传送至传感器84中。
光学模件80亦可包括控制器85，此控制器具有控制光源82及传感器84之运作的逻辑、用于存储在传感器84处所获得图像的存储器及用于将来自光学模件80的运动信息传送至一外部装置(例如一计算机)的逻辑，以引导一指针在一用户图形界面上运动。在某些实施例中，控制器85包括在传感器84中。
在一实施例中，照射透镜86的每一表面87及成像透镜88的每一表面89皆分别包括一透明的污染排拒涂层94、95，此等涂层由抗静电材料、导电材料或其它可排拒污染物的物质制成。图2中的方向箭头指示污染物50受到排拒远离该等表面的状况。
在一些实施例中，光学模件80包括透明表面90，此表面可将光学模件80密封以与鼠标60的开口68及周围环境隔离。在一实施例中，透明表面90连接至透镜86、88的表面87、89，形成一整体或单体结构。表面90可防止污染物50透入表面90之外的空腔63中。为进一步增强表面90在中和污染物效应方面的有效性，在一些实施例中，表面90亦包括一由抗静电材料、导电材料或其它污染物排拒材料制成的透明涂层96。在一些实施例中，涂层96实质上覆盖整个表面90。在另一些实施例中，涂层96仅覆盖表面90之一部分。此外，在其它实施例中，涂层94、95及96系形成作为光学模件80之一或多个暴露光学表面上的单一涂层。
涂层94、95及96作为一阻挡结构，其通过最大程度地减少或防止污染物附着于暴露光学表面上(例如分别为透镜86、88的表面87、89，及表面90)来增强相干光导航的效果。
图3是本发明另一实施例之光电鼠标100的剖面视图。如图3所示，鼠标100包括壳体62及光学模件80，二者具有与图2所示实施例中鼠标60的对应元件实质相同的特征及属性。
然而，鼠标100可进一步包括光学模件80之透镜86及88在鼠标100之空腔63中的最佳位置，以便中和污染物对通过光学模件80产生的导航表面25之图像的影响。透镜86位于距鼠标100之开口68一固定距离(D1)处，透镜88位于距鼠标100之开口一固定距离(D2)处。因此，此最佳透镜位置对应于透镜表面87与导航表面25及透镜表面89与导航表面25之间的一相对固定距离处。由于衍射图案在产生后会因污染物而发生变化，因此，实质上最大化透镜86之暴露外表面87与鼠标100之开口68之间的距离(同时考虑其它光学设计限制)可能会最大程度地减少污染物引起的任何干涉图案对透镜86之表面87的影响。同样地，实质上最大化透镜88之暴露外表面89与传感器84之间的距离(同时考虑其它光学设计限制)(即，最大程度地减小透镜88之表面89与鼠标100之开口68之间的距离)可能会最大程度地减少污染物引起的任何干涉图案对透镜88之表面89的影响。表面89与传感器84之间的间隔距离增加将允许一由污染物产生的干涉图案在到达传感器84之前充分变化，由此最大程度地减小干涉图案所产生的影响。因此，此结构上的间隔系作为一阻挡层以阻挡原本可影响相干照射光导航的污染物。
图4是本发明一实施例之光电鼠标120的剖面视图。如图4所示，鼠标120包括壳体62及光学模件80，二者除了省略涂层94、95及96之外具有与图2所示实施例中鼠标60的对应元件实质相同的特征及属性。然而，鼠标120可进一步包括阻挡结构122，此结构包括外壁124及内壁126。在一实施例中，壁124、126实质上分别沿开口68与透镜86、88之间的整个长度延伸。在其它实施例中，一或多个壁124、126仅沿鼠标120之开口68与透镜86、88之间的一部分长度延伸。
阻挡结构122的每一壁124、126皆界定开口68与透镜86、88之间的一路径边界。每一壁124、126皆包括一或多种吸引剂以吸引并保持污染物，由此作为一阻挡层来防止污染物到达透镜86、88。在一实施例中，一或多个壁124、126包括一具有一粘着表面130的构件以吸引及保持污染物。在另一实施例中，一或多个壁124、126包括一其上沉积有一粘着或粘性涂层132的构件以吸引及保持污染物。
最后，壁124、126并不局限于图中所示的形状、长度或位置。相反，壁124、126可沿开口68与各透镜86、88之间的光学路径布置成任何构造，其中一粘着表面或吸引剂表面系作为阻挡层以防止污染物分别迁移至透镜86、88之表面87、89上。
图5为本发明一实施例之光电鼠标150的剖面视图。如图5所示，鼠标150包括壳体62及光学模件80，二者除了省略涂层94、95及96之外具有与图2所示实施例中鼠标60的对应元件实质相同的特征及属性。如图5所示，鼠标150可进一步包括接触垫154及透明的污染物阻挡层156。接触垫154设置于鼠标150的底面66上用于保持与导航表面25间的滑动接触且其厚度大体上可将开口68保持于导航表面25之上一较小距离处。透明阻挡层156设置于开口68之内以防止污染物进入空腔63及透镜86、88之表面87、89上。透明阻挡层156包括上表面158、下表面160、中央部分162及翼部164，其中翼部164自中央部分162延伸。翼部164之厚度大体上等于接触垫154之厚度，以使窗口156之下表面160亦处于与导航表面25滑动接触之位置。在另一实施例中，透明阻挡层156省略翼部164且仅包括中央部分162，此中央部分之厚度(如图所示)设置为可使下表面160实质上与接触垫154之底面共平面，以便与导航表面25接触。
透明阻挡层156由具有上表面及下表面158、160材料制成且此等表面为硬且光学光滑的表面。在一实施例中，透明阻挡层156由蓝宝石材料制成。此构造使得下表面160能够在鼠标150越过导航表面25上的污染物移动时自下表面160排拒污染物。换言之，透明阻挡层156的下表面160构造为可将污染物自透明阻挡层156上擦除以便最大程度地减小透明阻挡层156下面的污染物的存在，由此最大程度地减小污染物对鼠标150之光导航的影响。
图6是本发明一实施例之鼠标150的局部剖面视图，其中透明阻挡层156以透明阻挡层170代替且省略了接触垫154。透明阻挡层170亦界定一上表面171及一下表面172，其皆具有硬且光学光滑的表面。透明阻挡层170之厚度大体上与鼠标150之壳体62的底部部分的厚度相同，因此其下表面172实质上与鼠标150之底面66共平面，且作为抵靠导航表面25的接触表面以擦除下表面172上的污染物。在另一实施例中，透明阻挡层170与接触垫154共同存在(如图5所示)于鼠标150之底面66上，因而下表面172不作为抵靠导航表面25的接触表面。
图7是本发明一实施例之光电鼠标180的剖面视图。如图7所示，鼠标180包括一壳体62及光学模件80，二者除了省略涂层94、95、96之外具有与图2所示实施例中鼠标60之对应元件实质相同的特征及属性。如图7所示，鼠标150可进一步包括透明阻挡层182，此阻挡层可防止污染物进入空腔63及光学模件80的部件上。透明阻挡层182实质上跨越鼠标180之整个底面66延伸，因此亦替代通常可提供所述滑动接触功能的传统接触垫(例如图5中的接触垫154)。
透明阻挡层182由诸如蓝宝石等具有上表面及下表面184、186的材料制成，且此等表面为硬且光学光滑的表面。此构造使得下表面186能够在鼠标180越过导航表面25上的污染物移动时自下表面186排拒污染物。换言之，阻挡层182的下表面186构造为可将污染物自层182上擦除以最大程度地减小层182下面的污染物的存在，由此最大程度地减小污染物对光导航的影响。最后，透明阻挡层182亦可提供一物理边界，以防止污染物透入其中包括有光学模件80的空腔63中。
图8是本发明一实施例之光电鼠标200及一已知成像表面202的剖面示意图。如图8所示，鼠标200包括一壳体62，其除了省略涂层94、95、96之外具有与图2所示实施例中鼠标60之对应元件实质相同的特征及属性。鼠标200可进一步包括光学模件210，此模件包括相干光源212(例如光源A)、非相干光源214(例如光源B)、第一照射透镜216、第二照射透镜217、第一传感器220、第二传感器222、第一成像透镜226及第二成像透镜228。光学模件210亦可包括控制器240，此控制器具有控制光源212、214及传感器220、222之运作的逻辑、用于存储在传感器220、222处所获得图像的存储器及用于运作一比较模件以评价图像间差别的逻辑。在某些实施例中，外部控制器250包括一用于存储及运作一比较模件的存储器及逻辑以便评价图像间差别，并与控制器240之间进行通讯以进行此评价。外部控制器250可与控制器240之间进行有线或无线电气连接。
相干光源212可产生至少部分相干的光，而非相干光源214包括一发光二极管(LED)。在一实施例中，相干光源82包括一激光光源并产生实质上相干的光，其中相干长度允许一传感器(例如传感器84)检测出干涉图案。传感器84包括一集成电路，此集成电路包括一或多个数字输入/输出电路、处理电路、模/数信号转换装置、光源驱动器及光电检测器阵列。
光学模件210可提供两条独立的成像路径，一条用于相干照射，一条用于非相干照射。一第一相干照射路径由相干光源212、第一照射透镜216、第一成像透镜226及第一传感器220提供。一第二非相干照射路径由非相干光源214、第二照射透镜217、第二成像透镜228及第二传感器222提供。
在一实施例中，这些独立的路径允许同时获得图像以进行污染检测。此外，提供独立的光学路径允许针对每一类型的光源对透镜属性(例如位置、厚度、曲率、材料等)进行最优化。在其它实施例中，相干照射图像及非相干照射图像可依序每次获得一个，由此允许两个光源使用一个照射透镜、两个光源使用一个成像透镜及两个光源使用一个传感器。换言之，第一照射透镜216及第二照射透镜217系组合成一个透镜，第一成像透镜226及第二成像透镜228系组合为一个成像透镜，且第一传感器220与第二传感器222系组合为一个传感器。亦可设计使用元件216、217、226、228中某些元件之组合的其它实施例，例如，包括第一照射透镜216及第二照射透镜217、单一成像透镜及单一传感器的光学模件210。
已知成像表面202包括一成像表面，此成像表面具有已知构形及反射特性以便当向已知成像表面202施加非相干照射时(通过非相干光源214)，污染物不会因非相干照射的扩散性质或无规相位而在一通过传感器222获得的图像中产生可检测得到的干涉图案。另一方面，当相干照射施于此已知成像表面202时，污染物会由于相干光的聚焦性质而在通过传感器220获得的已知成像表面202之图像中产生可辨别的干涉图案。通过比较这些所获得的已知成像表面202的图像中是否具有干涉图案即可检测出是否存在污染物。控制器240或外部控制器250中可存储各种比较模件，以对已知成像表面202的图像进行比较。
在一实施例中，控制器240或外部控制器250将一相干光源及/或一非相干光源产生的导航表面图像的预期特性存储于存储器中。
在一实施例中，已知成像表面202包括于图1所示的托座26中作为中和元件42，此使得在以可移动方式将鼠标200插入托座26之后，已知成像表面202与鼠标200的光学模件210对准，实质上如图8所示。
在使用时，通过相干照射获得已知成像表面202的一第一图像，通过非相干照射获得已知成像表面202的一第二图像。比较这两个图像中是否存在与污染物相关的干涉图案。当干涉图案的一参数(例如图像中干涉强度或干涉量的值)超过阈值时，会通知用户在光学模件210的一暴露光学表面上已检测到一污染物。
图9是展示方法280的一实施例之流程图。方法280使用图8所示实施例中的鼠标200以及其它适宜光导航装置来实施。在方框282中，一鼠标的光学路径与一已知成像表面对准。在方框284中，该已知成像表面独立受一相干光源及一非相干光源的照射。该相干光源产生至少部分相干的光或实质相干的光。在方框286中，传感器基于每一光源产生的反射图案分别获得图像。在方框288中，方法280包括比较两个图像以确定图像中由污染物引起的干涉区域。在方框290中，当此干涉图案的一参数超过阈值时鉴别出一污染物。随后，此污染物鉴别可被传送至用户处以清洁鼠标从而改善其性能，或可根据此鉴别采取其它纠正措施。
图10是本发明一实施例之光电鼠标300及导航表面301的剖面视图。如图10所示，鼠标300包括一壳体62及光学模件210，二者具有与图8所示实施例中鼠标200之对应元件实质相同的特征及属性。导航表面301包括一供鼠标300在正常使用中滑动于其上的共用导航表面，例如鼠标垫表面、桌面等。
在使用中，可在一定时期内定期自相干照射(通过相干光源212)及非相干照射(通过非相干光源214)二者获得导航表面301之图像。对通过不同类型的光源产生的一系列此等图像进行比较能够辨别出图像上由污染物所致的干涉图案，这是因为污染物可针对每一类型的照射产生不同的作用。用于进行此比较的比较模件存储于控制器240及/或外部控制器250中。当干涉图案的一参数(例如一强度或量)超过阈值时，此干涉被鉴别为一污染物，因此会通知用户在鼠标300的一或多个暴露光学表面上已检测到污染物，或可采取其它纠正措施。
图11是污染检测方法310之一实施例的流程图，其中系使用图10所示鼠标300的光学模件210或其它适宜光导航装置来检测污染物。在方框302处，光电鼠标运作于一导航表面上。在方框304处，该导航表面定期通过光电鼠标受来自一相干光源及来自一非相干光源的照射。在方框306处，通过一或多个传感器自每一类型的照射获得导航表面的定期图像，并在一定时期内通过平均来比较这些自不同类型照射所获得的图像以检测这些图像中是否存在由污染物所致的干涉图案。在方框308处，当干涉图案的一参数(例如一数量值或出现频率)超过阈值时将此干涉鉴别为一污染物。随后，此鉴别可被发送至用户或可采取其它纠正措施。
图12是一包括光电鼠标352及托座354的系统350之一实施例的剖面视图。如图12所示，鼠标352包括一壳体62及光学模件80，二者除了省略涂层94、95、96之外具有与图2所示实施例中鼠标60之对应元件实质相同的特征及属性。托座354包括底座370、容纳腔372、支承表面374及具有反射性表面378的反射元件376。
在一实施例中，反射元件376包括一第一镜面，其中反射性表面378界定该镜面的第一表面，其可反射光且不会使光线透过此镜面的任何玻璃部件。此构造实质上在反射光时仅产生最低的散射、吸收、衍射等现象。在其它实施例中，反射元件376可包括其它反射材料，其中反射性表面378可提供一实质上具反射性的图案，其对一光源的相干照射(例如光学模件80的相干光源82)具有最低光散射、光吸收或光衍射。
对于相干照射而言，此类型的反射性表面378可产生一图像(此图像通过传感器84获得)，其中，当与来自无污染物反射性表面378的预期反射图案相比较时，可易于检测出干涉图案中一与污染物相关的参数(例如强度及/或量)。
光学模件80亦可包括控制器85，此控制器具有与图2所示实施例中鼠标60之控制器85实质相同的特征及属性，且其另外可存储并运作一评价模件以通过评价产生于反射元件376的图像来检测污染。当检测到一污染物时，控制器85会向用户发出建议清洁光学模件80的通知。在某些实施例中，外部控制器362用于存储一比较模件以评价自反射性表面378获得的图像并独立于控制器85或与控制器240一起进行评价。外部控制器362与控制器85之间进行有线或无线电气连接。
具有反射性表面378的反射元件376对应于图2中托座26的中和元件42，其中反射性表面378与光学模件80共同用于检测光学模件80的暴露表面上是否存在污染物。
图13是一用于光电鼠标的污染物检测方法400之一实施例的流程图。方法400使用图12所示实施例中托座354的反射性表面378或其它适宜反射性表面来实施。在方框402处，一鼠标的光学模件所产生的光学路径与一托座的反射性表面对准。在方框404处，一反射性表面视情况可受相干光的照射。在方框406处，该相干光通过该反射性表面受到反射，此反射具有最低散射。在方框408处，根据所获得的托座反射性表面图像上一干涉区域的强度或大小来检测光学模件80之一表面或一部分上的污染物。在方框410处，当此干涉区域的一参数超过一阈值时，此干涉被鉴别为一污染物。当鉴别出一污染物时，用户会接到通知或可采取其它纠正措施。
图14是一由光电鼠标452及托座454构成的系统450之一实施例的剖面视图，其中此托座用于将污染物自光电鼠标452清除。如图14所示，光电鼠标452包括一底面460及光学模件462。在一实施例中，光学模件462除了省略涂层94至96之外具有与图2所示实施例中的光学模件80实质相同的特征及属性。在其它实施例中，鼠标452的光学模件462具有结合图2至8、10、12中的实施例所述的光电鼠标的一或多个特征。
托座454除了省略反射元件376且另外包括清洁元件468之外包括与图12所示实施例中的托座354实质相同的特征及属性，其中清洁元件468具有适于清洁光学表面的颗粒清除器470。
使用时，鼠标452以滑动方式进入托座454的接收器372中，以使暴露于鼠标452的底面460上的光学模件462经过清洁元件468的颗粒清除器470，由此将污染物自光学模件462的一或多个表面清除掉。颗粒清除器470与光学模件462之间的此相对运动产生一刮擦或扫除动作，从而将污染物自光学模件462的暴露光学表面清除。在此实施例中，颗粒清除器470固定于支承表面374(其处于一静止位置)上，由此提供一被动的清洁机构。在一实施例中，颗粒清除器470包括一垫或其它非研磨性表面。
图15是一由光电鼠标452及托座502构成的系统500之一实施例的剖面视图，其中此托座用于将污染物自光电鼠标452清除。如图15所示，除了托座502另外包括凹槽510及用以替代清洁元件468的清洁机构520之外，光电鼠标452及托座502具有与图14所示实施例中的光电鼠标452及托座454实质相同的特征及属性。如图15所示，清洁机构520包括可运动的颗粒清除器522、连杆524、致动器526、机械触发器530及电触发器532。颗粒清除器522包括一适于清洁光学表面的非研磨表面且包括一圆柱形刷子、圆柱形垫或适于清洁光学表面的具有其它表面的元件。机械触发器530包括一可按压凸起或杆，当鼠标452滑入或置入托座502中时其通过与鼠标452的底面460间的机械接触而受到按压。在一实施例中，电触发器532包括一导电接触垫，其中，当鼠标452滑入或置入托座502中时，可通过鼠标452的底面460上的导电接触垫464建立电气连接。在另一实施例中，电触发器532包括一非接触式传感器，此传感器通过反射或其它机理检测鼠标452之底面460的存在。
当鼠标452存在于托座502中时，致动器526在通过机械触发器530或电触发器532触发后使可运动颗粒清除器522抵靠光学模件462运动以进行清洁。在其中颗粒清除器522为一刷子的实施例中，致动器526通过连杆524而使刷子522转动。刷子522可连续转动，或进行不连续数量的全周或半周转动(例如一刮擦或扫除动作)以使刷子522的表面刷过鼠标452中光学模件462的暴露光学表面，由此将任何污染物自此等暴露光学表面上清除。在其它实施例中，致动器526通过连杆524驱动刷子522以非转动方式运动，例如多个周期的间歇按压接触或其它非转动接触。因此，托座502可提供一活动清洁机构以将污染物自相干光学部件的表面清除，由此中和污染物所产生的效应。
图16是一由光电鼠标452及托座552构成的系统550之一实施例的剖面视图，其中此托座用于将污染物自光电鼠标452清除。如图16所示，除了托座552另外包括端口560及用以替代清洁元件468的清洁机构570之外，光电鼠标452及托座552包括与图14所示实施例中的光电鼠标452及托座454实质相同的特征及属性。如图16所示，清洁机构570将压力气体561(例如空气或其它适宜气体)的快速冲击气流发射于鼠标452的光学模件462上。清洁机构570包括装设于托座552中的四个气源之一。此四个气源包括内部压缩机571、可移动/可充填式容器572、热冲击气流发生器574或一外部气源580。外部气源580通过外部源连接器582连接，此连接器可使外部气源580及端口560之间的气体通过控制阀584建立流体连接。在一实施例中，热冲击气流发生器574包括一流体喷射装置，例如此项技术中所熟知的热感按需滴墨式喷墨打印头。清洁机构570亦可包括致动器576、电触发器578及机械触发器579，其各具有与图15所述的对应致动器526及触发器530、532实质相同的特征及属性。
使用时，将鼠标452置于托座552中，并使底面460抵靠托座552之支承表面374，以使鼠标452的接触垫464与托座552的电触发器578之间发生电接触，或使电触发器578通过反射性或其它非接触性构件来检测鼠标452之底面460的存在，或通过与鼠标452的底面460之间的机械接触来触发机械触发器579。使用这些触发器中的任何一个皆可通过清洁机构570启动一清洁循环。在此触发后，致动器576命令一气源(内部压缩机571、可移动/可充填式容器572、热冲击气流发生器574或一通过连接器582连接的外部气源580中之任何一个)通过端口560将一气体的快速冲击气流(例如空气或其它适宜气体)发射至光学模件462上，由此将污染物自光学模件462的一或多个表面上清除掉。因此，清洁机构570可提供一活动清洁机构以中和存在于受到相干照射的指示装置环境中的污染物。
本发明实施例提供用于检测受相干照射光学指示装置的暴露光学表面上的污染物以及将污染物自此等暴露光学表面上清除，并用于防止污染物到达此等暴露光学表面。通过采用这些抗污染措施，可更好地实现手动指示装置的相干照射光导航的性能优点。
尽管本文为阐释本发明之较佳实施而阐述及说明了若干实施例，但熟习此项技术的人员应了解，可以多种替代性及/或等效实施方案来替代所展示的及所描述的具体实施例且不背离本发明之范畴。那些熟习机械、机电、电气及计算机技术的人员将易于了解，可以多种实施例的形式来实施本发明。本申请案意欲涵盖对本文所讨论的较佳实施例的任何改进或修改。因此，很明显，本发明仅受权利要求及其等效内容的限制。
权利要求
1.一种中和光电鼠标污染的方法，该方法包括提供一包含一光学模件的鼠标，所述光学模件包括一至少部分相干的光源，且所述光学模件的至少一个表面暴露于所述鼠标的一开口；及在所述鼠标中一污染物与所述至少一个暴露表面之间插入一阻挡层。
2.如权利要求1的方法，其中插入一阻挡层包括使用所述光学模件的所述至少一个暴露表面之一部分上的涂层来排拒污染物，其中所述光学模件具有至少一个抗静电涂层作为一抗静电表面。
3.如权利要求1的方法，其中插入一阻挡层包括将一透明元件置于所述鼠标的开口中，所述鼠标具有一与所述光学模件的所述至少一个暴露表面间隔并与之面对的一第一表面及一设置为面对一导航表面的第二表面；将所述透明元件界定为具有一厚度，且所述第二表面为一硬且光学光滑的表面，以使所述第二表面以滑动接触方式沿所述导航表面运动。
4.如权利要求1的方法，其中插入一阻挡层包括在所述鼠标的开口与所述光学模件的所述暴露表面之间界定一路径，其至少一个壁表面设置为能够吸引污染物并将污染物保持于所述壁表面上。
5.如权利要求1的方法，其中插入一阻挡层包括将所述至少一个暴露表面界定为所述光学模件的一照射透镜之外表面及所述光学模件的一成像透镜之外表面；实质上最大化所述照射透镜之外表面与一导航表面之间的距离；及实质上最大化所述成像透镜之外表面与所述光学模件之一成像传感器之间的距离。
6.一种使用一光电鼠标来检测污染物的方法，该方法包括使一鼠标的一光学模件对准一成像表面；通过将来自所述光学模件的实质相干照射施加于所述成像表面来获得所述成像表面的一第一图像；分析所述第一图像以鉴别一与污染物相关的干涉图案；若所述干涉图案的一个参数超过一阈值，则将所述干涉图案鉴别为一污染物。
7.如权利要求6的方法，其中对准一光学模件包括将所述成像表面定位于一托座上，其中所述托座设置为以可移动方式容纳所述鼠标；及将所述成像表面构建为实质上呈反射性的表面。
8.如权利要求6的方法，其进一步包括通过将来自所述光学模件的非相干照射施加于所述成像表面来获得所述成像表面的一第二图像；其中分析所述第一图像包括比较所述第一图像与所述第二图像之间的差别以鉴别所述干涉图案。
9.如权利要求8的方法，其中对准所述鼠标的光学模件包括将所述成像表面定位于一托座上作为一已知成像表面；以可移动方式将所述鼠标插入所述托座，以便对准所述光学模件之所述至少一个暴露表面与所述已知成像表面。
10.如权利要求8的方法，其中对准所述光学模件与一成像表面包括沿一导航表面运作所述鼠标；其中获得所述第一图像包括通过将来自所述光学模件的实质相干照射施加于所述导航表面来定期获得所述导航表面的一系列第一图像；其中获得一第二图像包括通过将来自所述光学模件的非相干照射施加于所述导航表面来定期获得所述导航成像表面的一系列第二图像；其中分析所述第一图像包括比较所述系列第一图像与所述系列第二图像之间的差别以鉴别干涉图案。
11.一种使用一托座来清洁一光电鼠标的方法，该方法包括以可移动方式将一光电鼠标插入所述托座；及自所述托座施加一力至所述光电鼠标的一光学模件上，以将污染物自所述光学模件的至少一个暴露表面除去。
12.如权利要求11的方法，其中施加一力至一光学模件上包括自所述托座将一压力气体流施加于所述光学模件的至少一个暴露表面上。
13.如权利要求12的方法，其中施加一压力气体流包括输送来自下述之一的气体流一内部气体压缩机；一可充填之可移动气体容器；一热冲击气流发生器；及一气体连接器，其可连接至一外部气源。
14.如权利要求11的方法，其中施加一力至一光学模件包括使所述托座的一颗粒清除器与所述光学模件的所述至少一个暴露表面之间发生相对运动。
15.如权利要求14的方法，其中使所述托座的颗粒清除器与所述光学模件的所述至少一个暴露表面之间发生相对运动包括将一静态颗粒清除器定位于所述托座的一支承表面上；及沿所述支承表面以滑动方式容纳所述鼠标，以使所述鼠标的所述光学模件表面运动经过所述颗粒清除器。
16.如权利要求14的方法，其中使所述颗粒清除器与所述光学模件的所述表面之间发生相对运动包括将一可运动颗粒清除器定位于所述托座的一支承表面上；及毗邻于所述支承表面以可移动方式容纳所述鼠标，以使所述可运动颗粒清除器抵靠所述光学模件的所述至少一个暴露表面运动。
17.一种耐污染光电鼠标，所述鼠标包括一外壳，该外壳的一表面具有一开口；一光学模件，其包括一实质相干的光源，此光源设置于所述外壳内，且所述光学模件的至少一个表面暴露于所述外壳的所述开口；及一阻挡结构，其位于所述至少一个暴露表面与所述开口外部的环境之间。
18.如权利要求17的鼠标，其中所述阻挡结构包括一透明的污染物排拒涂层，其位于所述至少一个暴露表面上。
19.如权利要求17的鼠标，其中所述阻挡结构包括至少一壁，其沿所述开口与所述至少一个暴露表面之间的至少一部分距离延伸，所述壁具有设置用于吸引及捕获污染物的吸引剂。
20.如权利要求17的鼠标，其中所述阻挡结构包括一透明元件，其位于封闭所述外壳的开口之处。
21.如权利要求17的鼠标，其中所述阻挡结构包括一间隔构造，此实质上最大化至少一个所述至少一个暴露表面与一成像传感器之间的距离；及所述至少一个暴露表面及一导航表面。
22.一种污染中和托座，其包括一底座及一支承表面，其构造为以可移动方式容纳一受到实质相干照射的鼠标；及一中和元件，其位于所述支承表面上以对准所述鼠标一光学模件的至少一个暴露表面并构造为能够中和所述至少一个暴露表面上的污染物所产生的光电效应。
23.如权利要求22的托座，其中所述中和元件包括一颗粒清除器，其包括至少一个静止的清洁元件及一可运动清洁元件。
24.如权利要求22的托座，其中所述中和元件包括一压力气体机构，其构造为能够将一冲击气流施加于所述至少一个暴露光学表面上。
25.如权利要求24的托座，其中所述压力气体机构包括至少下述之一一内部气体压缩机；一可充填之可移动气体容器；一热冲击气流发生器；及一气体连接器，其可连接至一外部气源。
26.如权利要求22的托座，其中所述中和元件包括一成像表面，其构造为能够通过所述鼠标增强由污染物引起的干涉图案在所述鼠标的所述光学模件之至少一个暴露表面上的成像。
27.一种污染检测光电鼠标，其包括一外壳，该外壳的一表面具有一开口；一光学模件，其包含于所述外壳内且包括一实质相干的光源及一非相干光源，其布置为能够独立自一所述外壳外部的成像表面产生反射光；所述光学模件的至少一个表面暴露于所述外壳的开口；至少一个传感器，其设置为能够获得由所述实质相干的光源产生的反射光之一第一图像及由所述非相干光源产生的反射光之一第二图像；及一比较模件，其设置用于评价所述第一图像及所述第二图像间的差别以鉴别干涉图案，此等干涉图案用于指示在所述光学模件的所述至少一个暴露表面上存在一污染物。
全文摘要
本发明揭示一种污染中和托座，其包括一底座及一支承表面，其构造为以可移动方式容纳一受到相干照射的鼠标。一中和元件设置于该支承表面上以对准该鼠标一光学模件的至少一个暴露表面并构造为可中和该至少一个暴露表面上的污染所产生的光电效应。本发明揭示一种中和光电鼠标污染的方法，该方法包括提供一包含一光学模件的鼠标，该光学模件的至少一个表面暴露于该鼠标的一开口；及，在该鼠标中一污染物与该至少一个暴露表面之间插入一阻挡层。本发明还揭示一种检测污染的方法，该方法包括使一鼠标的一光学模件与一成像表面对准；通过将来自该光学模件的相干照射施加于该成像表面来获得该成像表面的一第一图像；分析该第一图像以鉴别一与一污染相关的干涉图案；当该干涉图案的一个参数超过一阈值时提醒用户注意。
文档编号G09G5/08GK1673943SQ2005100001
公开日2005年9月28日 申请日期2005年1月5日 优先权日2004年3月22日
发明者文森特·C·莫耶, 马克·M·巴特沃思, 迈克尔·J·布鲁斯南, 鲁平德·辛格·格雷瓦尔, 保罗·迈克尔·韦尔奇, 马歇尔·T·迪普, 谢童 申请人:安捷伦科技公司