专利名称：光机结构的制作方法
技术领域：
光机结构技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种光机结构，特别涉及一种应用于光学鼠标的光机结构。
技术背景[0002]鼠标是一种很常用的电子计算机的输入设备。鼠标上的光机结构可用来对电子 计算机的屏幕上的光标来进行移动与定位，并可通过鼠标上的按键来对光标所经过位置 的屏幕上的致动图标进行操作。[0003]现有的鼠标的光机结构是在鼠标壳体下装设有一滚轮，借由移动鼠标于桌面上 来带动滚轮的转动。鼠标内部同时装设有无线收发装置，其中无线发送装置可为红外线 发光二极管或红外线激光二极管等，无线接收装置可为光电二极管等。当滚轮转动时会 遮断无线发送装置与无线接收装置的连接，可用来对电子计算机的屏幕上的光标来进行 移动与定位。[0004]由于现有的鼠标是靠滚轮转动来定位，但由于鼠标于桌面上移动时，容易将桌 面的灰尘等带到鼠标内而影响了鼠标定位的准确度。近年来，鼠标内的光机结构大多改 为直接利用光收发装置来定位，借由发光装置将光线斜向照射于桌面上，并利用光电元 件来感测由桌面反射的光线，以准确的定位。直接利用光收发装置来定位可以达到叫现 有鼠标更精准的定位效果。[0005]由于光学鼠标是先行将内设的发光装置斜向照射于光学鼠标所在位置的对象表 面(桌面、地面等与光学鼠标接触的表面)后，光线会被与光学鼠标接触的对象表面反 射，再由光学鼠标内设的透镜汇聚后，由光学鼠标内的光电元件接收光线后以进行定 位。[0006]但若光学鼠标所在位置是在具有透光材质的对象表面上(即，诸如桌面、地面 等与光学鼠标接触的对象表面上具有玻璃、塑料等透光材质的保护层)，会使得光学鼠标 内设的发光装置斜向照射于透光材质时，光线会先折射，再由桌面、地面等对象表面反 射光线。反射后的光线在出射透光材质时，又经过一次折射，此时光线会偏离了光学鼠 标内设的透镜的接收范围，而使得光学鼠标无法定位或定位不精准的现象产生。实用新型内容[0007]本实用新型的目的在于提供一种光机结构，用以解决因反射后的光线偏离光学 鼠标的接收范围所造成无法定位或定位不精准的问题。[0008]为了实现上述目的，本实用新型揭露一种光机结构，包含有[0009]一波导元件，又包含一入光面、一导光通道以及一出光面，该出光面和该入 光面分别位于该导光通道的相对两端；以及[0010]一第一透镜，位于该波导元件的该出光面的一端，包含一第一曲面；以及一第二曲面；[0011]其中，该第一曲面与该第二曲面位于该第一透镜的同一侧，且该第一曲面的边缘与该第二曲面的边缘相邻。[0012]上述的光机结构，其中，还包括用以汇聚一光线于该波导元件的该入光面的 一第二透镜，该第二透镜位于该波导元件的该入光面的一端。[0013]上述的光机结构，其中，该第二透镜邻接于该入光面。[0014]上述的光机结构，其中，该入光面为一光滑表面。[0015]上述的光机结构，其中，该第一曲面的光轴与垂直该出光面的中心轴形成一第一夹角。[0016]上述的光机结构，其中，该第一夹角为一锐角或一钝角。[0017]上述的光机结构，其中，该第二曲面的光轴为平行于该第一曲面的光轴。[0018]上述的光机结构，其中，该第二曲面的光轴与垂直该出光面的中心轴形成一第 二夹角，且该第二夹角相异于该第一夹角。[0019]上述的光机结构，其中，该第二夹角为一锐角或一钝角。[0020]综上所述，根据本实用新型所揭露的光机结构应用于鼠标时，当鼠标所在位置 是在桌面、地面等的对象表面时，由鼠标内设的发光元件所发出的光线斜向照射于与鼠 标接触的对象表面，光线会被直接反射，再由第一透镜的第一曲面汇聚于光电元件，以 达到精准定位。当鼠标所在位置是在具有透光材质的对象表面上时，由鼠标内设的发光 元件所发出的光线斜向照射于对象表面的透光材质，会先经由透光材质与空气的交界面 折射后进入透光材质，再经由对象表面反射，然后在经过一次透光材质与空气的交界面 折射后离开透光材质，最后由第一透镜的第二曲面汇聚于光电元件，以达到精准定位。 借由具有第一曲面与第二曲面的第一透镜，使鼠标无论在对象表面上或是在具有透光材 质的对象表面上，仍可达到精准定位。[0021]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新 型的限定。
[0022]图1为本实用新型第一实施例的光机结构示意图；[0023]图2为本实用新型第一实施例的光机结构位于对象表面示意图；[0024]图3为本实用新型第一实施例的光机结构位于具有透光材质的对象表面示意 图；[0025]图4为本实用新型第一实施例的光机结构示意图；以及[0026]图5为本实用新型第一实施例的光机结构示意图。[0027]其中，附图标记[0028]1发光元件[0029]2光电元件[0030]20入光面[0031]30导光通道[0032]40出光面[0033]100波导元件[0034]200 第一透镜4[0035]300第二透镜[0036]210第一曲面[0037]220第二曲面[0038]nl导光通道的折射率[0039]n2外界空气的折射率[0040]P第一曲面的光轴[0041]S第一曲面的光轴[0042]Q垂直出光面的中心轴[0043]R对象表面[0044]T透光材质[0045]A第一夹角[0046]B第二夹角具体实施方式
[0047]
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述[0048]图1为本实用新型第一实施例的光机结构示意图。[0049]图2为本实用新型第一实施例的光机结构位于对象表面示意图。[0050]请参照图1与图2，于此实施例，光机结构可应用于鼠标上，用以接收鼠标内的 发光元件1 (诸如，发光二极管或激光二极管等用以将电能转换成光能的元件)所发射的 光线以照射至鼠标所在位置的对象表面R上(即，诸如桌子、鼠标垫或地板等对象与鼠标 接触的表面，例如桌面、地面等)，当光线经由与鼠标接触的对象表面R反射，再利用 鼠标内的光电元件2 (诸如，光电二极管等用以接收光能并将光能转换成电能的元件)来 接收所反射的光线。[0051]光机结构包含有波导元件100与第一透镜200。[0052]波导元件100可包含有入光面20、导光通道30与出光面40。[0053]入光面20和出光面40是分别位于导光通道30的相对两端。亦即，入光面20 和出光面40分别是光线进入波导元件100与离开波导元件100的相对两端。换言之，入 光面20和出光面40可位于波导元件100的相对两端。[0054]入光面20可邻接于发光元件1，亦即入光面20可与发光元件1的出光面相贴 合，或入光面20与发光元件1的出光表面为间隔相对应。[0055]入光面20用以接收发光元件1所发射的光线。[0056]导光通道30用以传导入光面20所接收的光线。[0057]出光面40用以提供光线离开导光通道30。[0058]第一透镜200位于波导元件100的出光面40的一端。第一透镜200可包含有第 一曲面210与第二曲面220。其中，第一曲面210与第二曲面220可位于第一透镜200的 同一侧，且第一曲面210的边缘与第二曲面220的边缘相邻。[0059]入光面20可为一光滑表面，由于光滑表面有助于光线的耦合效率，可以提高发 光元件1所发射的光线入射入光面20的效率。[0060]导光通道30具有与外界空气相异的材质，亦即导光通道30的折射率nl与外界空气的折射率n2相异。借由折射率的差异Cnl不等于n2)，光线在经由入光面20进入波 导元件100后，大多会被限制在导光通道30内传递，仅少部分会经由导光通道30折射至 外界空气中。[0061]出光面40可为一光滑表面，用以使光线离开导光通道30时，不会因为出光面40 表面的粗糙而造成光线散射等效应产生，以提高光线的经由出光面40离开导光通道30的 输出效率。[0062]第一曲面210的光轴P和第二曲面220的光轴S可分别与鼠标所在位置的对象表 面R形成有第一角度(图中未标示)，其中第一角度较佳为直角。[0063]出光面40的中心轴Q可与鼠标所在位置的对象表面R形成有第二角度(图中未 标示)，其中第二角度较佳为锐角或钝角(即，第二角度不为0度、90度或180度)。[0064]于此实施例，第一曲面210的光轴P可与垂直出光面40的中心轴Q形成第一夹 角A，且第二曲面220的光轴S可平行于第一曲面210的光轴P。其中，第一夹角A可 为锐角或钝角。[0065]波导元件100的材质可为玻璃或塑料等。[0066]第一透镜200可于光机结构的模具制作时，先行于模具上设计出第一透镜200的 形状与位置，因此光机结构射出成型或压铸成型时，第一透镜200即位于光机结构内。 第一透镜200也可于光机结构射出成型或压铸成型后，加工以形成第一透镜200于光机结 构内。[0067]根据本实用新型所揭露的光机结构，当鼠标内的发光元件1发出光线后，会先 由邻接于发光元件1的入光面20来接收发光元件1所发出的光线。光机结构借由导光通 道30折射率nl与外界空气折射率n2的差异(nl不等于n2)，将光线限制于导光通道30 内传递，最后光线会经由出光面40离开导光通道30。当光线离开出光面40后会照射于 鼠标所在位置的对象表面R上(即，诸如桌子、鼠标垫或地板等对象与鼠标接触的表面， 例如桌面、地面等)。此时光线会被鼠标所在位置的对象表面R所反射，再经由第一 透镜200的第一曲面210将由鼠标所在位置的对象表面R所反射的光线汇聚于光电元件2 上。光电元件2接收光线后会传递一信号给计算机以用来对计算机的屏幕上的光标来进 行移动与定位。[0068]图3为本实用新型第一实施例的光机结构位于具有透光材质的对象表面示意 图。[0069]请参照图3，当鼠标与鼠标所在位置的对象表面R之间具有一透光材质T时，鼠 标内的发光元件1所发出光线，会先由邻接于发光元件1的入光面20来接收发光元件1所 发出的光线。光机结构借由导光通道30折射率nl与外界空气折射率n2的差异(nl不等 于n2)，将光线限制于导光通道30内传递，最后光线会经由出光面40离开导光通道30。[0070]当光线离开出光面40后会先行照射于对象表面R上的透光材质T (即，诸如桌 子、鼠标垫等上设置的透明垫、玻璃等保护层)。此时光线会于透光材质T与空气的交界 面折射后进入透光材质T内。当光线于透光材质T内被对象表面R(即，诸如桌子、鼠 标垫或地板等对象的表面，例如桌面、地面等)所反射后，反射后的光线在透光材质T 内行进至透光材质T与空气的交界面时，光线再一次被折射后进入空气中。[0071]由于光机结构在具有透光材质T的对象表面R上时，相较于光机结构在不具透6光材质T的对象表面R上，会多了在透光材质T内两次折射所走的光行进路径，因此光 线折射出透光材质T后，会偏离第一透镜200的第一曲面210所能汇聚光线的范围，此 时可借由第一透镜200的第二曲面220来汇聚经由透光材质T折射出的光线于光电元件2 上。光电元件2接收光线后会传递一信号给计算机以用来对计算机的屏幕上的光标来进 行移动与定位。[0072]于此，当鼠标所在位置是在桌面、地面等与鼠标接触的对象表面R时，由鼠标 内设的发光元件1所发出的光线斜向照射于与鼠标接触的对象表面R，光线会被直接反 射，再由第一透镜200的第一曲面210汇聚于光电元件2，以达到精准定位。当鼠标所在 位置是在具有透光材质T的对象表面R上时，由鼠标内设的发光元件1所发出的光线斜向 照射于鼠标所在位置的透光材质T，会先经由透光材质T折射后由桌面、地面等的对象表 面R反射，然后在经过一次折射后离开透光材质T，最后由第一透镜200的第二曲面220 汇聚于光电元件2，以达到精准定位。借由具有第一曲面210与第二曲面220的第一透镜 200，使鼠标无论在对象表面R上或是在对象表面R上的透光材质T上，仍可达到精准定 位。[0073]图4为本实用新型第二实施例的光机结构示意图。[0074]请参照图4，并合参照前述实施例。于此实施例，光机结构还包含有第二透镜 300。[0075]第二透镜300位于波导元件100的入光面20的一端，且第二透镜300位于入光 面20与发光元件1之间。[0076]第二透镜300可邻接于入光面20上，亦即第二透镜300可与入光面20相贴合， 或第二透镜300与入光面20为间隔相对应。[0077]由于发光元件1所发出的光线可为放射状的，亦即光线离开发光元件1后，会形 成扩散的光线。为了使发光元件1所发射的光线能够有效的入射至入光面20，因此在入 光面20与发光元件1之间加入第二透镜300，用以将由发光元件1所发出的扩散光线汇聚 于波导元件100的入光面20，以提高发光元件1所发射的光线耦合至入光面20的耦合效率。[0078]图5为本实用新型第三实施例的光机结构示意图。[0079]请参照图5，并合参照前述实施例。于此实施例，第二曲面220的光轴S也可不 与第一曲面210的光轴P相互平行，亦即，第一曲面210的光轴P可与垂直出光面40的 中心轴Q形成第一夹角A，且第二曲面220的光轴S可与垂直出光面40的中心轴Q形成 第二夹角B，且第二夹角B相异于第一夹角A。其中，第一夹角A可为锐角或钝角，第 二夹角B可为锐角或钝角。[0080]根据本实用新型所揭露的光机结构，借由具有第一曲面210与第二曲面220的第 一透镜200，使鼠标无论在对象表面R上或是在具有透光材质T的对象表面R上，仍可达 到精准定位。[0081]综上所述，根据本实用新型所揭露的光机结构应用于鼠标时，当鼠标于桌面、 地面等的对象表面R上使用时，发光元件1所发出的光线斜向照射于与鼠标接触的对象表 面R，光线经由对象表面R反射后可经由第一曲面210汇聚于光电元件2;而当鼠标在具 有透光材质T的对象表面R上使用时时，发光元件1所发出的光线斜向照射于对象表面R的透光材质T，先折射进入透光材质T，再经由对象表面R反射，反射后经过再次折射而 离开透光材质T，最后由第二曲面220汇聚于光电元件2。因此，借由具有不同两曲面的 透镜来汇聚接收到的反射光线，致使鼠标无论在对象表面R上或是在具有透光材质T的 对象表面R上，皆可达到精准定位。[0082] 当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质 的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种光机结构，其特征在于，包含有一波导元件，又包含一入光面、一导光通道以及一出光面，该出光面和该入光面 分别位于该导光通道的相对两端；以及一第一透镜，位于该波导元件的该出光面的一端，包含一第一曲面；以及一第二 曲面；其中，该第一曲面与该第二曲面位于该第一透镜的同一侧，且该第一曲面的边缘与 该第二曲面的边缘相邻。
2.根据权利要求1所述的光机结构，其特征在于，还包括用以汇聚一光线于该波导元件的该入光面的一第二透镜，该第二透镜位于该波导元 件的该入光面的一端。
3.根据权利要求2所述的光机结构，其特征在于，该第二透镜邻接于该入光面。
4.根据权利要求1所述的光机结构，其特征在于，该入光面为一光滑表面。
5.根据权利要求1所述的光机结构，其特征在于，该第一曲面的光轴与垂直该出光面 的中心轴形成一第一夹角。
6.根据权利要求5所述的光机结构，其特征在于，该第一夹角为一锐角或一钝角。
7.根据权利要求5所述的光机结构，其特征在于，该第二曲面的光轴为平行于该第一 曲面的光轴。
8.根据权利要求5所述的光机结构，其特征在于，该第二曲面的光轴与垂直该出光面 的中心轴形成一第二夹角，且该第二夹角相异于该第一夹角。
9.根据权利要求8所述的光机结构，其特征在于，该第二夹角为一锐角或一钝角。
专利摘要一种光机结构，包含有波导元件与第一透镜。波导元件包含入光面、导光通道与出光面。其中，出光面与入光面分别位于导光通道的相对两端。第一透镜位于波导元件的出光面的一端。曲面镜包含有第一曲面与第二曲面。其中，第一曲面与第二曲面位于第一透镜的同一侧，且第一曲面的边缘与第二曲面的边缘相邻。于此，借由具有第一曲面与第二曲面的第一透镜，使鼠标无论在对象表面上或是在具有透光材质的对象表面上，仍可达到精准定位。
文档编号G06F3/033GK201812262SQ201020560830
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者王维中, 陈晖暄 申请人:原相科技股份有限公司