专利名称：光学鼠标的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学鼠标，特别是涉及一种光学结构经简化设计的光学鼠标。
传统机械鼠标是采用一个安装在鼠标壳体内的球体，并使一部分的球体暴露于壳体外并与外界的平面(如桌面)接触。当机械鼠标在平面上移动时，球体便会在鼠标中滚动并触发鼠标中的感测器，而感测器会将球体滚动的动作分解成两个互相垂直的分量，并化为对应的信号。这项设计已经广泛使用了许多年，在今日仍十分普遍。但不幸的是，球体的滚动会沾惹上灰尘；这些灰尘会累积在感应器上，并干扰它们的动作。如果没有定期清理，机械鼠标的运作会开始变得不规律，不是会卡住，就是鼠标的动作会不平顺。
光学鼠标的问世克服了这个问题。光学鼠标不是感应球体机械式的移动，而是快速取得平面的连续画面，再加以互相比较，决定该光学鼠标移动的方向与距离。而光学鼠标中光学感应的原理与连续画面数据处理的方式在现有技术中已熟知，故在此不需要加以赘述。因为光学鼠标中并没有会磨损或卡住的机械式移动部分，故其可靠性较高；而光学鼠标也能更平顺地将感测使用者的动作。
请参阅
图1。图1为现有光学鼠标5的底视图。现有光学鼠标5有一底壳20，其中有一开口25。通过开口25，该光学鼠标5会“看到”该光学鼠标所滑过的平面。比较各平面图像所得到的位移数据会通过一电缆线3送到一计算机(未显示出来)上；而电缆线3的尾端可以是许多种标准的转接头，像是PS/2转接头，通用串行总线(USB)转接头等等。
请参阅图2。图2为现有光学鼠标5中光学系统10的局部分解图。一光学组30装在底壳20的开口25上，光学组30包括有一镜片32、一第一反射面34、以及一第二反射面36。一电路板40设在光学组30上。电路板40有一孔洞48，位于镜片32上方，而一光感测器42就装在电路板40孔洞48的上方。光感测器42会取得光学鼠标5滑过平面的图像，并以电路(图中未指出)分析光感测器42取得的画面，由此决定光学鼠标5的位移。一发光二极管44也装在电路板40上。发光二极管44是用来作为光感应器42的光源。因为第一反射面34会突出孔洞48之外，使第一反射面34恰好位于发光二极管44与光感应器42之间。最后，一光掩模46也装在该电路板40上，用来避免发光二极管44发出的光线直接射入光感应器42。
请参阅图3(并同时参考图2)。图3为图2中光学系统10经适度简化后的侧面图。光线11是由发光二极管44放注塑来的。虽然光掩模46遮断了光线11的一小部分，但是大部分的光线11都会朝发光二极管44面对的方向直射而出；既然发光二极管44面对的方向就是第一反射面34，大部分的光线11会朝第一反射面34射去，并且由第一反射面34向下反射到第二反射面36。经过第二反射面36的反射，光线11会穿过底壳20的开口25，并照亮平面13。入射平面13的光线11会被平面13的表面特性调变并反射，成为光线12。接下来光线12会被镜片32收集聚焦到光感应器42上。光感应器42利用光线12连续地取得平面13的画面，并分析这些连续画面，以决定该光学鼠标5移动的方向与距离。
光学系统10很好用但是很复杂。具体的说，包括有第一反射面34与第二反射面36的光学组30，其价格相当昂贵。昂贵的元件会增加该光学鼠标的整体价格，使它在市场上与机械鼠标无法竞争。
本发明的目的在于提供一种光学系统经简化设计的光学鼠标，以解决上述问题。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种光学鼠标，其包括有一底壳，其上设有一第一开口；一镜片组，设于该第一开口的上方；一电路板，其设于该镜片组的上方，用来控制该鼠标的操作并将该镜片组固定在该底壳上；一光源，用来产生光线；一光感测器，用来侦测该光源所发出的光线；以及一光源座，设于该底壳上，其上设有一倾斜平面，用来承载该光源；其中该电路板会将该光源固定于该光源座的倾斜平面上，以使该光源所发出的光线直接穿透该第一开口并于反射后经由该第一开口传至该光感测器。
下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中图1为现有光学鼠标的底视图；图2为图1中现有光学鼠标的光学系统的部分分解图；图3为图2中光学系统的侧视图；图4为本发明光学鼠标的底视图；图5为图4中光学鼠标的光学系统部分分解图6为图5中光学系统的侧视图；图7为图4中光学鼠标的另一实施例的光学系统部分分解图。
请参阅图4。图4为本发明光学鼠标50的底视图。光学鼠标50设计成在一平面(像是桌面，但在图中未显示)上滑行，并侦测此滑行动作。光学鼠标50有一底壳60，其上有一第一开口62。通过该第一开口62，光学鼠标50可侦测光学鼠标50滑过的平面。位移数据会利用一电缆线53送到一计算机(未显示)上。该电缆线53的尾端可以是许多种标准的转接头，像是PS/2转接头，通用串行总线(USB)转接头等等。
请参阅图5与图6(并同时参考图4)。图5为光学鼠标50的光学系统110的局部分解图。图6为光学系统110的侧视图。光学系统110包括了底壳60、一光源70、一镜片组80、一电路板90、以及一光感测器100。光感测器100会侦测反射自平面51的光线113，并取得平面51的一连串画面。光感测器100包括有光感应与控制电路(未显示)，让光感测器100能分析这些连续画面，并由此决定光学鼠标50的移动方向与距离。类似的装置的实例为AgilentTechnologies公司的HDNS-2000。光感测器100的输出通过电缆线53，将位移数据传送至计算机(未显示)上。光感测器100本身则是装设在电路板90上，并与电路板90电连接。另外，电路板90上开有一第二开口92，而光感测器100就装设在跨过第二开口92的位置上，以便让光线113能射入到光感测器100。
底壳60本身是利用压力塑胶开模制成的一体成型结构。也就是说，底壳60是一个单一塑胶结构体，在高温高压下以塑胶注塑成型。当然，除了塑胶外，底壳60也可以用其他的材料制作；但塑胶非常便宜、容易制造、且颇为结实耐用。底壳60上有第一开口62、一光源座66、数个L型定位座67以及固定夹69。通过底壳60上的第一开口62，来自光源70的光线112可以入射到平面51；而从平面51反射回来的光线113也可以到达光感应器100。光源座66是设计来收纳光源70，并有一个朝着第一开口62倾斜的底面64，以及两侧边63。底面64置于两侧边63之间，并倾斜而与底壳60的表面形成一角度为θ的夹角；而此一倾斜的角度可将光源70固定于一定的角度，使光源70会以预先决定好的角度朝向第一开口62。这预先决定好的角度是由设计者所决定的，而设计者可选择一个可凸显平面51表面特性的角度，使入射平面51的光线112能凸显平面51的表面特性，并使反射自平面51的光线113被平面51的表面特性调变的程度更大，从而提高本发明光学鼠标的灵敏度。设于底壳60的L型定位座67可将镜片组80固定于定位，因为镜片组80的各转角81恰可嵌入对应的各个L型定位座67。镜片组80有一镜片84固定于一镜片座82中，而各转角81即为镜片座82的一部分。而转角81与L型定位座67搭配在一起，便可确保镜片84会位于第一开口62的上方。镜片组80也有一折板86；当镜片组元件80利用L型定位座67定位于第一开口62上方时，折板86会盖住光源座66的一侧，形成一个屋顶的形状。而折板86与光源座66，会围成一中空结构101，光源70即置于其中。镜片组80本身也是一体成型的结构，是由高品质且清澈透明的塑胶制成。
光源70为一发光二极管，以导线72装设在电路板90上。而导线72够长，足以让发光二极管70能伸入电路板90上第二开口92之内。发光二极管70会沿第二开口92穿过电路板90，伸进折板86与光源座66所形成的中空结构101中，并使发光二极管70恰好可置于光源座66之中。接着，电路板90便会以固定夹69，固定在底壳60上，而镜片组80刚好位于电路板90的下方。当电路板90以固定夹69夹钳固定时，同时也可避免镜片组80跑出L型定位座67。也就是说，镜片组80是夹在电路板90与底壳60之间。因此，L型定位座67与电路板90会一起将镜片组80固定在底壳60上。
在操作光学鼠标50期间，光线112是由发光二极管70注塑的。因为大部分的光线112的行进方向是由发光二极管70的角度所决定的，发光二极管70的角度又是由光源座66决定。另外，发光二极管70所在的中空结构101也会形成一光掩模，避免光线直接碰到该光感应器100。综合以上各因素，光线112会直接入射到平面51，并由平面51加以反射。在反射时，入射的光线112会被平面51的表面特性调变，并反射而成为光线113。光线113会往上行进到镜片84。镜片84会将光线113聚焦，而聚焦后的光线113会通过电路板90的第二开口92传到光感测器100。
请参阅图7。图7为光学鼠标50中光学系统另一种实施例200的部分分解图。光学系统200与本发明光学鼠标中光学系统的第一实施例100的运作原理相同；但在光学系统200中，电路板210是用螺丝203固定于底壳220上。螺丝203会穿过电路板210上的螺丝孔207，锁入底壳220的固定柱205中。除此之外，该镜片组230没有折板与光源座225形成一中空结构。相对地，光学系统200中是以光源座225本身的侧边226、一斜顶228以及一倾斜底面224，形成了一中空结构。也就是说，光源座225本身的功能，就完全如同前述光学系统110的中空结构101一般。换句话说，光源座225不仅本身可形成一光掩模，保护光感测器215，避免其接收到直接来自光源240的光线，同时也能将维持底壳220中光源240的角度。
与现有技术相比，在本发明光学鼠标的光学系统中，并不需要反射面将光线从光源反射到光学鼠标滑过的平面上，而是将光线通过底壳的第一开口直接入射到平面上。这有助于降低该光学系统的整体成本。而本发明中光学系统的光源恰可嵌入于一光源座中；而该光源座的设计不仅可做为一光掩模，也可确保光源在光学鼠标的底壳中有适当的角度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种光学鼠标，其包括有一底壳，其上设有一第一开口；一镜片组，设于该第一开口的上方；一电路板，其设于该镜片组的上方，用来控制该鼠标的操作并将该镜片组固定在该底壳上；一光源，用来产生光线；一光感测器，用来侦测该光源所发出的光线；以及一光源座，设于该底壳上，其上设有一倾斜平面，用来承载该光源；其中该电路板会将该光源固定于该光源座的倾斜平面上，以使该光源所发出的光线直接穿透该第一开口并于反射后经由该第一开口传至该光感测器。
2.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该底壳上另设有至少一L型定位座，用来固定该镜片组的位置。
3.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该镜片组包括有一镜片及一镜片座，该镜片设于该镜片座中，该镜片座夹钳于该底壳及该电路板之间。
4.如权利要求3所述的光学鼠标，其中该镜片组另包括有一悬臂，用来遮盖该光源座的一侧，以与该光源座形成一中空结构，该光源置于该中空结构中。
5.如权利要求4所述的光学鼠标，其中该中空结构用来阻隔该光源所产生的部分光线。
6.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该光源座具有一中空结构。
7.如权利要求6所述的光学鼠标，其中该中空结构用来阻隔该光源所产生的部分光线。
8.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该电路板具有一第二开口，该光感测器设于该第二开口的上方，反射后的光线会经由该镜片组及该第二开口传至该光感测器。
9.如权利要求8所述的光学鼠标，其中该光源是以穿透该第二开口的方式设于该光源座上。
10.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该光源是一发光二极管。
11.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该底壳另包括有至少一固定夹，用来夹钳该电路板。
12.如权利要求1所述的光学鼠标，其另包括有多个螺丝，用来将该电路板固定在该底壳上。
13.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该光源座与该底壳一体成型。
全文摘要
一种光学鼠标,其包括有:一底壳,其上设有一第一开口;一镜片组,设于第一开口的上方;一电路板,设置于镜片组的上方,用来控制鼠标的操作并将镜片组固定于底壳上;一光源,用来产生光线;一光感测器,用来侦测光源所发出的光线;以及一光源座,设于底壳上,其上设有一倾斜平面,用来承载光源;其中电路板会将光源固定于光源座的倾斜平面上,以使光源所发出的光线直接穿透第一开口并于反射后经由第一开口传至光感测器。
文档编号G06F3/033GK1349195SQ0111779
公开日2002年5月15日 申请日期2001年5月17日 优先权日2000年10月16日
发明者王清文, 郑宇志, 凌浩峰 申请人:致伸科技股份有限公司