专利名称：光学鼠标的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学鼠标，特别是涉及一种在鼠标垫表面设有反光区块的光学鼠标。
然而，上述光学鼠标，在使用及产业利用上则存有以下的缺点1.光学图象感应器易受焦距变化影响而产生误差。如将鼠标举起脱离平面物体或将鼠标倒翻，则由于光学图象感应器摄取的图象焦距变为无限大，将使光学图象无法被正确摄取及运算，从而产生光标乱动的误差现象。
2、光学图象感应器存有感应死角。当鼠标置于过于平滑或高反光系数的平面上时，该光学图象感应器无法感应到图象的变化，对于鼠标在移动过程中所感应到的每一个图象均被视为相同，从而产生鼠标移动而光标仍停留在原地不动的偏差问题。
3、结构复杂，且需经过精密调校而不利于产品制造。由于光学图象传感器着重于焦距的精确对准，故在制造时需对光学图象传感器的焦距进行精密调校，极为费时费工而不利于产品的生产制造，如稍有误差即可能产生摄取图象模糊无法产生控制光标移动的故障问题。
4、产品售价及组件维修成本偏高。该光学图象传感器价格昂贵不易取得，且在光学图象传感器故障维修时，由于必须再作精确的焦距位置调校，使得光学鼠标的制造及维修成本偏高，从而影响产品的推广及普及。
为了实现上述目的，本实用新型利用鼠标本体、光电传感器、反光组件、信号处理电路和鼠标垫构成一种光学鼠标；光电传感器由多个个光敏晶体管组成，埋设于鼠标本体底部的凹槽内，以感测光学信号并输出相应的初级电气信号；发光组件设于鼠标本体内部并向光电传感器下方斜向投射其发光；信号处理电路设于鼠标本体内，接收光电传感器各光敏晶体管输出的初级电气信号，运算并输出鼠标本体的位移速度及向量数据；鼠标垫为用于与鼠标本体底部接触并作为鼠标本体位移操作的范围的吸光体，其表面等距离设置有多个反光区块。
基于以上的结构，当鼠标本体在鼠标垫上移动时，发光组件发出的光投射至鼠标垫时，可被鼠标垫吸收或由反光区块反射，从而使光电传感器各光敏晶体管感应出对应于鼠标本体移动的初级信号并将其输入信号处理电路，以转换成对应于鼠标本体移动速度和向量的数据。
以下结合具体实施例对本实用新型光学鼠标的技术特征作进一步的详细说明。
图2是本实用新型的立体分解图。
图3是本实用新型的剖视图。
图4是本实用新型中信号处理电路的方框图。
图5是本实用新型信号处理电路的初级信号转换电路图。
图6是本实用新型中初级信号转换电路输入端的初级电气信号波形图。
图7是本实用新型中初级信号转换电路输出端的初级电气信号波形图。
而发光组件30则设于鼠标本体10内部邻近于光电传感器20的位置(如图2及图3所示)，斜向投射光至光电传感器20正下方的位置，且该发光组件30的型态不限，在本实用新型的实施例为发光二极管所构成。
上述的鼠标垫40，供鼠标本体10底部接触，提供鼠标本体10位移操作的范围，该鼠标垫40为吸光体且其表面上设有多个个反射区块41，反射区块41的形状不限，在本实用新型中所列举的实施例为圆形区块，各反射区块41间皆成一相等的间距D(如
图1及图2所示)；而在反射区块41以外的区域为一吸光区域42，为吸收光而无法形成反射的区域，以借由该连续的各反射区块41及吸光区域42共同提供鼠标本体10在移动的过程中，作为该发光组件30所投射光的反射或吸收的组件，而利用此光反射或吸收的位置，提供给光电传感器20中的每一个光敏晶体管21作光学信号感测，以作为对应于鼠标本体10移动位置及向量的参考。
请再配合图4、图5及图6所示，上述的信号处理电路50设于鼠标本体10内部适当位置处，包括多个个初级信号转动电路51及至少一微处理器52。其中，各个初级信号转换电路51是对应连结至各个光敏晶体管21中，以输入来自各光敏晶体管21输出的一初级电气信号Ain(如图5所示)，此初级电气信号Ain正是光敏晶体管21感测上述鼠标垫40的反射区块41的光反射或吸光区域42的光吸收所输出的光电转换信号，该初级电气信号Ain与光通量有关，即对发光组件30的反射面积及反射量成正比，也就是各光敏晶体管21相对于反射区块41的位置愈近则相应的初级电气信号Ain的电压愈高；反之，如光敏晶体管21距离反射区块41愈远，则初级信号Ain的电压愈低，故该初级电气信号Ain为一模拟的电压信号，在本实用新型中为便于说明，以一正弦波波形来表示之。
上述的各个初级信号转换电路51包括有至少一限流电阻器R、至少一第一运算放大器OP1及第二运算放大器OP2。其中，限流电阻器R连结于光敏晶体管21的集极211与电源端VCC间，作为光敏晶体管21的限流电阻，而第一运算放大器OP1具有一磁滞电压V1；第二运算放大器OP2也具有0.2伏特左右的磁滞电压，该第一运算放大器OP1的磁滞电压V1及第二运算放大器OP2的磁滞电压0.2伏是指该输入端对输出端的磁滞电压，该磁滞电压V1的值不限，在本实用新型中是以0.8伏为例，可以使初级信号转换电路51迅速准确获取初级电气信号Ain的微小电压变化量。
而上述的第一运算放大器OP1的正输入端X1与第二运算放大器OP2正输入端Y1相连结，使第一运算放大器OP1及第二运算放大器OP2均输入初级电气信号Ain，而第一运算放大器OP1的负输入端X2与输出端X3相互连结耦合，使输出端X3所输出的延迟参考信号B的电压峰值B1及B2为初级电气信号Ain的电压峰值A1及A2减去磁滞电压V1的电压值(如图6所示)，并且较初级电气信号Ain延迟一个延迟时间T1的相位，其相关波形如图6所示，其中，该图6中的纵轴为电压轴V，而横轴为时间轴T。
上述的第一运算放大器OP1的输出端X3所输出的延迟参考信号B再输入至该第二运算放大器OP2的负输入端Y2中，使该第二运算放大器OP2的输出端Y3根据该正输入端Y1所输入的初级电气信号Ain与负输入端Y2所输入的延迟参考信号B间的电压大小比较结果，输出一输出信号Aout，为一串行的数字方波讯号，而各个初级信号转换电路51所输出的输出信号Aout内容并不相同，其中该高电位(1)的区域则表示光敏晶体管21接近反射区块41的情况，而低电位(0)的区域表示光敏晶体管21远离反射区块41或位于吸光区域42的状态，借以判断出各个光敏晶体管21相对于邻近的反射区块41的位移参考位置。
而信号处理电路50中的微处理器52具有多个个输入端11-17，以分别输入来自各初级信号转换电路51所输出的输出信号Aout，运算各光敏晶体管21的输出讯号Aout的数值及时间差(相位差)，并再根据鼠标垫40的各反射区块41间的距离D以及各光敏晶体管21所代表的位置，来计算出鼠标本体10在鼠标垫40上的相对移动速度及向量，并由一输出端O1输出一数字资料521来代表最终的移动速度及向量的运算结果，而此数字资料521可以通过一界面电路200给计算机主机300，该界面电路300为已知，如PS/2或USB接口，达到控制计算机主机300光标移动的功能。此外，在本实用新型的实施例中，该微处理器52另一输出端O2与电源接地端间串接一限流电阻器R’及发光组件30，以控制发光组件30的亮、灭。
图1-图6所示本实用新型的光学鼠标100，其发明构思在于利用精简及低成本的结构，来使光学鼠标在制造或维修上皆可大幅降低工时及成本；同时，利用鼠标本体10在脱离鼠标垫40后可使光标定位不动的特性，可以消除现有光学鼠标在应用及操作上的感应死角及缺点，诚为一极具产业利用价值的发明创造。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种光学鼠标，其特征在于由鼠标本体、光电传感器、发光组件、鼠标垫和信号处理电路组成；所述光电传感器由多个光敏晶体管组成并埋设于鼠标本体底部的凹槽中；所述发光组件设于鼠标本体的内部并向光电传感器下方斜向投射发光；所述鼠标垫是与鼠标本体底部接触的吸光体，其表面等距离设置有多个反光区块；所述信号处理电路设置于鼠标本体的内部，以接收光电传感器各光敏晶体管输出的初级电气信号并运算和输出鼠标本体的位移速度及向量的数据。
2.根据权利要求1所述的光学鼠标，其特征在于所述光电传感器设有纳置光敏晶体管的透明外罩。
3.根据权利要求1所述的光学鼠标，其特征在于所述发光组件为发光二极管。
4.根据权利要求1所述的光学鼠标，其特征在于所述信号处理电路由多个初级信号转换电路和微处理器组成；所述初级信号转换电路接收各光敏晶体管输出的初级电气信号并转换成输出信号；所述微处理器具有多个输入端和至少一输出端，各输入端分别输入各初级信号转换电路转换输出的输出信号，运算鼠标本体位移的速度及向量后，由输出端输出代表位移速度及向量的数字资料。
5.根据权利要求4所述的光学鼠标，其特征在于所述初级信号转换电路的输出信号为串行方波信号。
6.根据权利要求4所述的光学鼠标，其特征在于所述初级信号转换电路由限流电阻器、第一运算放大器和第二运算放大器组成；所述限流电阻器连结于各光敏晶体管集极与电源正端之间；所述第一运算放大器与第二运算放大器的正输入端皆连结输入光敏晶体管初级电气信号，第一运算放大器的负输入端与输出端耦合连结，第二运算放大器的负输入端连结第一放大器的输出端。
7.根据权利要求6所述的光学鼠标，其特征在于所述第一运算放大器和第二运算放大器的输入端对输出端分别具有磁滞电压。
8.根据权利要求6所述的光学鼠标，其特征在于所述第二运算放大器输出端输出信号为串行方波信号。
专利摘要光学鼠标由鼠标本体、光电传感器、发光组件、鼠标垫和信号处理电路组成；光电传感器由多个光敏晶体管组成并埋设于鼠标本体底部的凹槽中；发光组件设于鼠标本体内部并向光电传感器下方斜向投射发光；鼠标垫是与鼠标本体底部接触的吸光体，其表面等距离设置有多个反光区块；信号处理电路设置于鼠标本体内，以接收光电传感器各光敏晶体管感应输出的初级电气信号并运算和输出鼠标本体的位移速度及向量的数据资料。当鼠标本体在鼠标垫上移动时，发光组件发出的光投射至鼠标垫上而被吸收或由反光区块反射，从而使光电传感器感应出鼠标本体移动的初级信号并由信号处理电路转换成移动速度和向量的数据。
文档编号G06F3/033GK2525589SQ02202529
公开日2002年12月11日 申请日期2002年1月25日 优先权日2002年1月25日
发明者洪阿满 申请人:洪阿满