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。
但栅轮在应用上尚到诸多限制。如其入射面、出射面要正相向于发光元件、感测元件，若发光元件或感测元件设计在位于该栅轮环缘一侧，该类栅轮即不能适用。
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。栅轮一侧及外圆周面分别为入射面及出射面。栅轮的另一侧设有与动作机构形成滚动摩擦传动副的转轴。在入射面中心部位凹设中空穴孔，在穴孔内圆周面设有透镜。出射面上设有复数个聚焦方向约与入射面上透镜聚焦方向成90°的柱状透镜。感测元件内设有一组用于接收经由栅轮出射面投射出的工作光束光源信号的上、下相邻的感光晶片。发光元件及感测元件分别置于栅轮的入射面及出射面侧。
其中入射面上的透镜为环形柱状透镜。
入射面上的透镜为齿形柱状透镜。
入射面上的透镜为梯形柱状透镜。
入射面上的透镜为方形柱状透镜。
入射面上的透镜的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层。
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。栅轮一侧及外圆周面分别为入射面及出射面。栅轮的另一侧设有转轴。在入射面中心部位凹设内圆周面设有透镜的中空穴孔。出射面上设有复数个聚焦方向约与入射面上透镜聚焦方向成90°的柱状透镜。感测元件内设有一组上、下相邻的感光晶片。发光元件及感测元件分别置于栅轮的入射面及出射面侧。当发光元件的光源投射至栅轮入射面侧穴孔的内圆周面时，藉由其上环形柱状透镜将光源第一次聚光，聚光后的光束再通过栅轮出射面侧外圆周面时，藉由其上齿形柱状透镜将该光束第二次聚光。并藉由齿形柱状透镜的凸出部、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。最后，当经透光切割后形成的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，藉由环形柱状透镜及齿形柱状透镜两次聚光及光束处理，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(穴孔内圆周面透镜为环形柱状透镜)。
图4、为本实用新型中栅轮结构示意剖视图(穴孔内圆周面透镜为环形柱状透镜)。
图5、为图3中A向视图。
图6、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈弧齿形的柱状透镜)。
图7、为本实用新型中栅轮结构示意剖视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈弧齿形的柱状透镜)。
图8、为图7中B部局部放大图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈弧齿形的柱状透镜)。
图9、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈梯形的柱状透镜)。
图10、为本实用新型中栅轮结构示意剖视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈梯形的柱状透镜)。
图11、为图9中C部局部放大图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈梯形的柱状透镜)。
图12、为本实用新型中栅轮结构示意正视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈方形的柱状透镜)。
图13、为本实用新型中栅轮结构示意剖视图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈方形的柱状透镜)。
图14、为图12中D部局部放大图(穴孔内圆周面透镜为横截面呈方形的柱状透镜)。
图15、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。如图3、图4、图5所示，栅轮2一侧及外圆周面分别为入射面21及出射面22。栅轮2的另一侧设有与动作机构形成滚动摩擦传动副的转轴23。为出射面22的栅轮2外圆周面上轴向均设复数长条柱状透镜24。如图3、图6、图8所示，柱状透镜24A的横截面呈弧齿形。各柱状透镜24A的曲率为R2，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9、图11所示，柱状透镜24B的横截面呈梯形。亦可如图12、图14所示，柱状透镜24C的横截面呈方形。在柱状透镜24(24A、24B、24C)的凸出部241(241A、241B、241C)、凹陷部242(242A、242B、242C)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，以利工作光束投射时，可将不需要的光束反射或消光。相邻两柱状透镜24(24A、24B、24C)间全反射角度小于小于41.8°。在入射面21中心部位凹设中空穴孔25，并在穴孔25内圆周面设有聚焦方向与为出射面22的栅轮2外圆周面上柱状透镜24(24A、24B、24C)聚焦方向约呈90°透镜26。如图3、图4、图5所示，透镜26为环形柱状透镜，透镜26的曲率设为R1，以当发光元件1的光源投射至其内圆周面上时，以利于将光源聚光。亦可如图6、图7、图8所示，透镜26A为横截面呈弧齿形的柱状透镜。亦可如图9、图10、图11所示，透镜26B为横截面呈梯形的柱状透镜。亦可如图12、图13、图14所示，透镜26C为横截面呈方形的柱状透镜。在为柱状透镜26A(26B、26C)的凸出部261A(261B、261C)、凹陷部262A(262B、262C)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，以利工作光束投射时，可将不需要的光束反射或消光。
感测元件3系由透光材质制成，其内设有一组上、下相邻的感光晶片31，以用于接收经由栅轮2为出射面22的圆周面投射出的工作光束光源信号。
栅轮2藉由固定设置在其侧面中心部位的转轴23安装在发光元件1及感测元件3之间，其入射面21及出射面22分别与发光元件1及感测元件3相对。转轴23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。
当发光元件1的光源投射至为入射面21的栅轮2穴孔25的内圆周面时，藉由其上透镜26(26A、26B、26C)将光源第一次聚光，聚光后的光束再通过为出射面22的栅轮2外圆周面时，藉由其上柱状透镜24(24A、24B、24C)将该光束第二次聚光。并藉由柱状透镜的凸出部241(241A、241B、241C)、凹陷部242(242A、242B、242C)两者之一的光束处理层表面，将不需的光束反射或吸收。最后，当经透光切割后形成的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，藉由为入射面21穴孔25内圆周面上透镜26(26A、26B、26C)及为出射面22外圆周面上柱状透镜24(24A、24B、24C)两次聚光及光束处理，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为出射面22的外圆周面上柱状透镜24(24A、24B、24C)的透光切割，形成工作光束。当工作光束接触到感测元件3的感光晶片31，即产生能量。当栅轮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；栅轮上设有入射面及出射面；栅轮一侧中心部位固定设有与动作机构形成滚动摩擦传动副的转轴；在入射面上设有透镜；出射面上设有复数个聚焦方向约与入射面上透镜聚焦方向成90°的柱状透镜；感测元件内设有一组用于接收经由栅轮出射面投射出的工作光束光源信号的上、下相邻的感光晶片；发光元件及感测元件分别置于栅轮的入射面及出射面侧；其特征在于在所述的入射面位于栅轮的另一侧，其中心部位凹设中空穴孔，入射面的透镜设在穴孔内圆周面；出射面上透镜设在栅轮外圆周面上。
2.根据权利要求1所述的聚光型计算器，其特征在于所述的入射面上的透镜为环形柱状透镜。
3.根据权利要求1所述的聚光型计算器，其特征在于所述的入射面上的透镜为齿形柱状透镜。
4.根据权利要求1所述的聚光型计算器，其特征在于所述的入射面上的透镜为梯形柱状透镜。
5.根据权利要求1所述的聚光型计算器，其特征在于所述的入射面上的透镜为方形柱状透镜。
6.根据权利要求3、4、5所述的聚光型计算器，其特征在于所述的入射面上的透镜的凸出部、凹陷部两者之一的表面形成光束处理层。
7.根据权利要求6所述的聚光型计算器，其特征在于所述的光束处理层由涂敷的遮光物质形成。
8.根据权利要求6所述的聚光型计算器，其特征在于所述的光束处理层由涂敷的反射物质形成。
9.根据权利要求6所述的聚光型计算器，其特征在于所述的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;栅轮一侧及外圆周面分别为入射面及出射面;栅轮的另一侧设有转轴;在入射面中心部位凹设内圆周面设有透镜的中空穴孔;出射面上设有复数个聚焦方向约与入射面上透镜聚焦方向成90°的柱状透镜;感测元件内设有一组上、下相邻的感光晶片;发光元件及感测元件分别置于栅轮的入射面及出射面侧。
文档编号G06F15/02GK2377615SQ9920481
公开日2000年5月10日 申请日期1999年2月12日 优先权日1999年2月12日
发明者王庆顺, 谢政良, 朱明相, 刘宇翔, 王米荣, 赖建东, 吕淑芬, 杨纬综 申请人:王庆顺, 谢政良, 朱明相, 刘宇翔, 王米荣, 赖建东, 吕淑芬, 杨纬综