专利名称：聚光型计算器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计算器，特别是一种聚光型计算器。
如
图1所示，98102342.8所示的聚光型计算器包括发光元件、栅轮及感测元件。其主要系在栅轮的入射面上设有一环形柱状透镜，以利发光元件发出的光源投射至其入射面时，会将光源聚光，而在栅轮的出射面则环设有多数个与环形柱状透镜聚焦方向约呈90°的长条形齿柱状透镜，以使聚光后的光束通过至栅轮的出射面时，会将该光束再一次聚光。如此，聚光后的工作光束投射至感测元件的晶片时，干涉现象较小。同时，通过透镜焦距公式，其感测元件可设计在焦点与透镜之间，因此不会增加制造上的难度及降低解析度等问题。
但设在栅轮入射面上的环形柱状透镜，并不能将不需要的光束反射，同时在上述结构外，亦可以另一种结构达到使光源投射至其入射面时，有效地将光源聚光。
本实用新型的目的是提供一种能将光源聚光及反射无用光束的聚光型计算器。
本实用新型包括发光元件、栅轮及感测元件。栅轮两侧分别为构成透镜的入射面、出射面及延设两轴端。入射面为环设多数个长条形齿的第一齿形柱状透镜。出射面为环设多数个与为入射面聚焦方向约呈90°的长条形齿的第二齿形柱状透镜。感测元件内设有一组上、下相邻的用于接收经由栅轮出射面投射的工作光束光源信号的感光晶片。栅轮藉由其两侧轴端转动安装在发光元件及感测元件之间，一侧轴端与作为驱动机构的轨迹球机构形成滚动摩擦传动副。
其中在入射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层；在出射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层。
为栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈曲率分别为R1、R2的圆弧形，相邻两长条形齿间的全反射角度小于41.8°。
为栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈梯形。
为栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈矩形。
光束处理层由涂敷的遮光物质形成。
光束处理层由涂敷的反射物质形成。
光束处理层由施以磨砂消光形成。
由于本实用新型包括发光元件、栅轮及感测元件。栅轮两侧分别为构成第一、第二齿形柱状透镜的入射面及出射面。感测元件内设有一组上、下相邻的感光晶片。栅轮藉由其两侧轴端转动安装在发光元件及感测元件之间，一侧轴端与作为驱动机构的轨迹球机构形成滚动摩擦传动副。当发光元件的光源投射至栅轮入射面时，藉由为第一齿状柱形透镜的入射面将光源第一次聚光，并藉由入射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的光束处理层表面，将不需的光束反射或吸收。当光束穿过栅轮并由出射面射出时，便藉由为第二齿状柱形透镜的出射面将该光束第二次聚光，并藉由出射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的光束处理层表面，再次将不需的光束反射或吸收。最后，当工作光束投射至设置在感测元件内的感光晶片上时，由于该工作光束经过栅轮时，藉由为第一、第二齿形柱状透镜的入射面及出射面上两次聚光及两次处理，使干涉现象减小到最低程度，不仅能将光源聚光，而且能反射无用光束，从而达到本实用新型的目的。
图1、为98102342.8专利申请案结构示意立体图。
图2、为本实用新型结构示意立体图。
图3、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(柱状体呈圆弧形横截面)。
图4、为本实用新型中栅轮结构示意侧视图(柱状体呈圆弧形横截面)。
图5、为图3中A部局部放大图(柱状体呈圆弧形横截面)。
图6、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(柱状体呈矩形横截面)。
图7、为本实用新型中栅轮结构示意侧视图(柱状体呈矩形横截面)。
图8、为图7中B部局部放大图(柱状体呈矩形横截面)。
图9、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(柱状体呈梯形横截面)。
图10、为本实用新型中栅轮结构示意侧视图(柱状体呈梯形横截面)。
图11、为图10中C部局部放大图(柱状体呈梯形横截面)。
图12、为本实用新型中栅轮连续转动时示波器上显示的信号示意图。
以下结合附图对本实用新型进一步详细阐述。
如图2所示，本实用新型包括发光元件1、栅轮2及感测元件3。栅轮2两侧分别为构成透镜的入射面21、出射面22及延设两轴端23、24。入射面21为环设多数个长条形齿211的第一齿形柱状透镜。以利于发光元件1的光源投射至入射面21时，会将光源第一次聚光。出射面22为环设多数个与为第一齿形柱状透镜的入射面21聚焦方向约呈90°的长条形齿221的第二齿形柱状透镜。以利于工作光束穿过栅轮2并由栅轮2出射面22射出时，会将工作光束第二次聚光。如图3、图4、图5所示，为栅轮2入射面21及出射面22的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿211、221的横截面呈曲率分别为R1、R2的圆弧形，相邻两长条形齿211及相邻两长条形齿221间的全反射角度小于41.8°。根据透镜焦距公式1/f＝(1/R1+1/R2)(N-1)可知，其焦距会因曲率不同而改变。亦可如图6、图7、图8所示，为栅轮2入射面21及出射面22的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿211A、221A的横截面呈矩形。亦可如图9、图10、图11所示，为栅轮2入射面21及出射面22的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿211B、221B的横截面呈梯形。在入射面21的长条形齿211、211A、211B的凸出部2111、2111A、2111B、凹陷部2112、2112A、2112B两者之一的表面为涂敷有遮光物质、反射物质或施以磨砂消光形成的光束处理层，以利于工作光束投射时，可将不需的光束反射或吸收。在出射面22的长条形齿221、221A、221B的凸出部2211、2211A、2211B、凹陷部2212、2212A、2212B两者之一的表面为涂敷有遮光物质、反射物质或施以磨砂消光形成的光束处理层，以利于工作光束投射时，可将不需的光束反射。感测元件3系由透光材质制成，其内设有一组上、下相邻的用于接收经由栅轮2出射面22投射的工作光束光源信号的感光晶片31。
栅轮2藉由其两侧轴端23、24转动安装在发光元件1及感测元件3之间，轴端24与作为驱动机构的轨迹球机构形成滚动摩擦传动副，使轨迹球滚动时，藉由滚动摩擦传动副带动栅轮2转动。发光元件1设在位于栅轮2邻近处，以利于发光元件1发出的光源投射在栅轮2的入射面21上。
当发光元件1的光源投射至栅轮2入射面21时，藉由为第一齿状柱形透镜的入射面21将光源第一次聚光，并藉由入射面21的长条形齿211、211A、211B的凸出部2111、2111A、2111B、凹陷部2112、2112A、2112B两者之一的光束处理层表面，将不需的光束反射或吸收。当光束穿过栅轮2并由出射面22射出时，便藉由为第二齿状柱形透镜的出射面22将该光束第二次聚光，并藉由出射面22的长条形齿221、221A、221B的凸出部2211、2211A、2211B、凹陷部2212、2212A、2212B两者之一的光束处理层表面，再次将不需的光束反射或吸收。最后，当工作光束投射至设置在感测元件3内的感光晶片31上时，由于该工作光束经过栅轮2时，藉由为第一、第二齿形柱状透镜的入射面21及出射面22两次聚光及两次光束处理，使干涉现象减小到最低程度。
当栅轮2转动时，发光元件1发出的光源受到栅轮2上轮齿透光切割，形成工作光束。当工作光束接触到感测元件3上的感光晶片31时，即产生能量。若栅轮2连续转动时，由示波器上可得到正弦波形，并经整流电路得到如图12所示的(0，0)、(0，1)、(1、1)及(1，0)四种信号。
权利要求1.一种聚光型计算器，它包括发光元件、栅轮及感测元件；栅轮两侧分别为构成透镜的入射面、出射面及延设两轴端；出射面为环设多数个与为入射面聚焦方向约呈90°的长条形齿的第二齿形柱状透镜；感测元件内设有一组上、下相邻的用于接收经由栅轮出射面投射的工作光束光源信号的感光晶片；栅轮藉由其两侧轴端转动安装在发光元件及感测元件之间，一侧轴端与作为驱动机构的轨迹球机构形成滚动摩擦传动副；其特征在于所述的入射面为环设多数个长条形齿的第一齿形柱状透镜。
2.根据权利要求1所述的聚光型计算器，其特征在于在所述的为入射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层；在出射面的长条形齿的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层。
3.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于为所述栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈曲率分别为R1、R2的圆弧形，相邻两长条形齿间的全反射角度小于41.8°。
4.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于为所述栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈梯形。
5.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于为所述栅轮入射面及出射面的第一、第二齿形柱状透镜的长条形齿横截面呈矩形。
6.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于所述光束处理层由涂敷的遮光物质形成。
7.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于所述光束处理层由涂敷的反射物质形成。
8.根据权利要求1或2所述的聚光型计算器，其特征在于所述光束处理层由施以磨砂消光形成。
专利摘要一种聚光型计算器。为提供一种的能将光源聚光及反射无用光束的计算器,提出本实用新型,它包括发光元件、栅轮及感测元件。栅轮两侧分别为构成第一、第二齿形柱状透镜的入射面及出射面。感测元件内设有一组上、下相邻的感光晶片。栅轮藉由其两侧轴端转动安装在发光元件及感测元件之间,轴端与作为驱动机构的轨迹球机构形成滚动摩擦传动副。
文档编号G06F15/02GK2384264SQ9824912
公开日2000年6月21日 申请日期1998年12月3日 优先权日1998年12月3日
发明者王庆顺, 谢政良, 吕淑芬 申请人:王庆顺, 谢政良, 吕淑芬, 朱明相, 刘宇翔, 王米荣, 赖建东, 杨纬综