專利名稱：光機結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
光機結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及一種光機結(jié)構(gòu)，特別涉及一種應(yīng)用于光學(xué)鼠標的光機結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景[0002]鼠標是一種很常用的電子計算機的輸入設(shè)備。鼠標上的光機結(jié)構(gòu)可用來對電子 計算機的屏幕上的光標來進行移動與定位，并可通過鼠標上的按鍵來對光標所經(jīng)過位置 的屏幕上的致動圖標進行操作。[0003]現(xiàn)有的鼠標的光機結(jié)構(gòu)是在鼠標殼體下裝設(shè)有一滾輪，借由移動鼠標于桌面上 來帶動滾輪的轉(zhuǎn)動。鼠標內(nèi)部同時裝設(shè)有無線收發(fā)裝置，其中無線發(fā)送裝置可為紅外線 發(fā)光二極管或紅外線激光二極管等，無線接收裝置可為光電二極管等。當滾輪轉(zhuǎn)動時會 遮斷無線發(fā)送裝置與無線接收裝置的連接，可用來對電子計算機的屏幕上的光標來進行 移動與定位。[0004]由于現(xiàn)有的鼠標是靠滾輪轉(zhuǎn)動來定位，但由于鼠標于桌面上移動時，容易將桌 面的灰塵等帶到鼠標內(nèi)而影響了鼠標定位的準確度。近年來，鼠標內(nèi)的光機結(jié)構(gòu)大多改 為直接利用光收發(fā)裝置來定位，借由發(fā)光裝置將光線斜向照射于桌面上，并利用光電元 件來感測由桌面反射的光線，以準確的定位。直接利用光收發(fā)裝置來定位可以達到叫現(xiàn) 有鼠標更精準的定位效果。[0005]由于光學(xué)鼠標是先行將內(nèi)設(shè)的發(fā)光裝置斜向照射于光學(xué)鼠標所在位置的對象表 面(桌面、地面等與光學(xué)鼠標接觸的表面)后，光線會被與光學(xué)鼠標接觸的對象表面反 射，再由光學(xué)鼠標內(nèi)設(shè)的透鏡匯聚后，由光學(xué)鼠標內(nèi)的光電元件接收光線后以進行定 位。[0006]但若光學(xué)鼠標所在位置是在具有透光材質(zhì)的對象表面上(即，諸如桌面、地面 等與光學(xué)鼠標接觸的對象表面上具有玻璃、塑料等透光材質(zhì)的保護層)，會使得光學(xué)鼠標 內(nèi)設(shè)的發(fā)光裝置斜向照射于透光材質(zhì)時，光線會先折射，再由桌面、地面等對象表面反 射光線。反射后的光線在出射透光材質(zhì)時，又經(jīng)過一次折射，此時光線會偏離了光學(xué)鼠 標內(nèi)設(shè)的透鏡的接收范圍，而使得光學(xué)鼠標無法定位或定位不精準的現(xiàn)象產(chǎn)生。實用新型內(nèi)容[0007]本實用新型的目的在于提供一種光機結(jié)構(gòu)，用以解決因反射后的光線偏離光學(xué) 鼠標的接收范圍所造成無法定位或定位不精準的問題。[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型揭露一種光機結(jié)構(gòu)，包含有[0009]一波導(dǎo)元件，又包含一入光面、一導(dǎo)光通道以及一出光面，該出光面和該入 光面分別位于該導(dǎo)光通道的相對兩端；以及[0010]一第一透鏡，位于該波導(dǎo)元件的該出光面的一端，包含一第一曲面；以及一第二曲面；[0011]其中，該第一曲面與該第二曲面位于該第一透鏡的同一側(cè)，且該第一曲面的邊緣與該第二曲面的邊緣相鄰。[0012]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，還包括用以匯聚一光線于該波導(dǎo)元件的該入光面的 一第二透鏡，該第二透鏡位于該波導(dǎo)元件的該入光面的一端。[0013]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第二透鏡鄰接于該入光面。[0014]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該入光面為一光滑表面。[0015]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第一曲面的光軸與垂直該出光面的中心軸形成一第一夾角。[0016]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第一夾角為一銳角或一鈍角。[0017]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第二曲面的光軸為平行于該第一曲面的光軸。[0018]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第二曲面的光軸與垂直該出光面的中心軸形成一第 二夾角，且該第二夾角相異于該第一夾角。[0019]上述的光機結(jié)構(gòu)，其中，該第二夾角為一銳角或一鈍角。[0020]綜上所述，根據(jù)本實用新型所揭露的光機結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鼠標時，當鼠標所在位置 是在桌面、地面等的對象表面時，由鼠標內(nèi)設(shè)的發(fā)光元件所發(fā)出的光線斜向照射于與鼠 標接觸的對象表面，光線會被直接反射，再由第一透鏡的第一曲面匯聚于光電元件，以 達到精準定位。當鼠標所在位置是在具有透光材質(zhì)的對象表面上時，由鼠標內(nèi)設(shè)的發(fā)光 元件所發(fā)出的光線斜向照射于對象表面的透光材質(zhì)，會先經(jīng)由透光材質(zhì)與空氣的交界面 折射后進入透光材質(zhì)，再經(jīng)由對象表面反射，然后在經(jīng)過一次透光材質(zhì)與空氣的交界面 折射后離開透光材質(zhì)，最后由第一透鏡的第二曲面匯聚于光電元件，以達到精準定位。 借由具有第一曲面與第二曲面的第一透鏡，使鼠標無論在對象表面上或是在具有透光材 質(zhì)的對象表面上，仍可達到精準定位。[0021]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新 型的限定。


[0022]圖1為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖2為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)位于對象表面示意圖；[0024]圖3為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)位于具有透光材質(zhì)的對象表面示意 圖；[0025]圖4為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖；以及[0026]圖5為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]其中，附圖標記[0028]1發(fā)光元件[0029]2光電元件[0030]20入光面[0031]30導(dǎo)光通道[0032]40出光面[0033]100波導(dǎo)元件[0034]200 第一透鏡4[0035]300第二透鏡[0036]210第一曲面[0037]220第二曲面[0038]nl導(dǎo)光通道的折射率[0039]n2外界空氣的折射率[0040]P第一曲面的光軸[0041]S第一曲面的光軸[0042]Q垂直出光面的中心軸[0043]R對象表面[0044]T透光材質(zhì)[0045]A第一夾角[0046]B第二夾角具體實施方式
[0047]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述[0048]圖1為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖。[0049]圖2為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)位于對象表面示意圖。[0050]請參照圖1與圖2，于此實施例，光機結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于鼠標上，用以接收鼠標內(nèi)的 發(fā)光元件1 (諸如，發(fā)光二極管或激光二極管等用以將電能轉(zhuǎn)換成光能的元件)所發(fā)射的 光線以照射至鼠標所在位置的對象表面R上(即，諸如桌子、鼠標墊或地板等對象與鼠標 接觸的表面，例如桌面、地面等)，當光線經(jīng)由與鼠標接觸的對象表面R反射，再利用 鼠標內(nèi)的光電元件2 (諸如，光電二極管等用以接收光能并將光能轉(zhuǎn)換成電能的元件)來 接收所反射的光線。[0051]光機結(jié)構(gòu)包含有波導(dǎo)元件100與第一透鏡200。[0052]波導(dǎo)元件100可包含有入光面20、導(dǎo)光通道30與出光面40。[0053]入光面20和出光面40是分別位于導(dǎo)光通道30的相對兩端。亦即，入光面20 和出光面40分別是光線進入波導(dǎo)元件100與離開波導(dǎo)元件100的相對兩端。換言之，入 光面20和出光面40可位于波導(dǎo)元件100的相對兩端。[0054]入光面20可鄰接于發(fā)光元件1，亦即入光面20可與發(fā)光元件1的出光面相貼 合，或入光面20與發(fā)光元件1的出光表面為間隔相對應(yīng)。[0055]入光面20用以接收發(fā)光元件1所發(fā)射的光線。[0056]導(dǎo)光通道30用以傳導(dǎo)入光面20所接收的光線。[0057]出光面40用以提供光線離開導(dǎo)光通道30。[0058]第一透鏡200位于波導(dǎo)元件100的出光面40的一端。第一透鏡200可包含有第 一曲面210與第二曲面220。其中，第一曲面210與第二曲面220可位于第一透鏡200的 同一側(cè)，且第一曲面210的邊緣與第二曲面220的邊緣相鄰。[0059]入光面20可為一光滑表面，由于光滑表面有助于光線的耦合效率，可以提高發(fā) 光元件1所發(fā)射的光線入射入光面20的效率。[0060]導(dǎo)光通道30具有與外界空氣相異的材質(zhì)，亦即導(dǎo)光通道30的折射率nl與外界空氣的折射率n2相異。借由折射率的差異Cnl不等于n2)，光線在經(jīng)由入光面20進入波 導(dǎo)元件100后，大多會被限制在導(dǎo)光通道30內(nèi)傳遞，僅少部分會經(jīng)由導(dǎo)光通道30折射至 外界空氣中。[0061]出光面40可為一光滑表面，用以使光線離開導(dǎo)光通道30時，不會因為出光面40 表面的粗糙而造成光線散射等效應(yīng)產(chǎn)生，以提高光線的經(jīng)由出光面40離開導(dǎo)光通道30的 輸出效率。[0062]第一曲面210的光軸P和第二曲面220的光軸S可分別與鼠標所在位置的對象表 面R形成有第一角度(圖中未標示)，其中第一角度較佳為直角。[0063]出光面40的中心軸Q可與鼠標所在位置的對象表面R形成有第二角度(圖中未 標示)，其中第二角度較佳為銳角或鈍角(即，第二角度不為0度、90度或180度)。[0064]于此實施例，第一曲面210的光軸P可與垂直出光面40的中心軸Q形成第一夾 角A，且第二曲面220的光軸S可平行于第一曲面210的光軸P。其中，第一夾角A可 為銳角或鈍角。[0065]波導(dǎo)元件100的材質(zhì)可為玻璃或塑料等。[0066]第一透鏡200可于光機結(jié)構(gòu)的模具制作時，先行于模具上設(shè)計出第一透鏡200的 形狀與位置，因此光機結(jié)構(gòu)射出成型或壓鑄成型時，第一透鏡200即位于光機結(jié)構(gòu)內(nèi)。 第一透鏡200也可于光機結(jié)構(gòu)射出成型或壓鑄成型后，加工以形成第一透鏡200于光機結(jié) 構(gòu)內(nèi)。[0067]根據(jù)本實用新型所揭露的光機結(jié)構(gòu)，當鼠標內(nèi)的發(fā)光元件1發(fā)出光線后，會先 由鄰接于發(fā)光元件1的入光面20來接收發(fā)光元件1所發(fā)出的光線。光機結(jié)構(gòu)借由導(dǎo)光通 道30折射率nl與外界空氣折射率n2的差異(nl不等于n2)，將光線限制于導(dǎo)光通道30 內(nèi)傳遞，最后光線會經(jīng)由出光面40離開導(dǎo)光通道30。當光線離開出光面40后會照射于 鼠標所在位置的對象表面R上(即，諸如桌子、鼠標墊或地板等對象與鼠標接觸的表面， 例如桌面、地面等)。此時光線會被鼠標所在位置的對象表面R所反射，再經(jīng)由第一 透鏡200的第一曲面210將由鼠標所在位置的對象表面R所反射的光線匯聚于光電元件2 上。光電元件2接收光線后會傳遞一信號給計算機以用來對計算機的屏幕上的光標來進 行移動與定位。[0068]圖3為本實用新型第一實施例的光機結(jié)構(gòu)位于具有透光材質(zhì)的對象表面示意 圖。[0069]請參照圖3，當鼠標與鼠標所在位置的對象表面R之間具有一透光材質(zhì)T時，鼠 標內(nèi)的發(fā)光元件1所發(fā)出光線，會先由鄰接于發(fā)光元件1的入光面20來接收發(fā)光元件1所 發(fā)出的光線。光機結(jié)構(gòu)借由導(dǎo)光通道30折射率nl與外界空氣折射率n2的差異(nl不等 于n2)，將光線限制于導(dǎo)光通道30內(nèi)傳遞，最后光線會經(jīng)由出光面40離開導(dǎo)光通道30。[0070]當光線離開出光面40后會先行照射于對象表面R上的透光材質(zhì)T (即，諸如桌 子、鼠標墊等上設(shè)置的透明墊、玻璃等保護層)。此時光線會于透光材質(zhì)T與空氣的交界 面折射后進入透光材質(zhì)T內(nèi)。當光線于透光材質(zhì)T內(nèi)被對象表面R(即，諸如桌子、鼠 標墊或地板等對象的表面，例如桌面、地面等)所反射后，反射后的光線在透光材質(zhì)T 內(nèi)行進至透光材質(zhì)T與空氣的交界面時，光線再一次被折射后進入空氣中。[0071]由于光機結(jié)構(gòu)在具有透光材質(zhì)T的對象表面R上時，相較于光機結(jié)構(gòu)在不具透6光材質(zhì)T的對象表面R上，會多了在透光材質(zhì)T內(nèi)兩次折射所走的光行進路徑，因此光 線折射出透光材質(zhì)T后，會偏離第一透鏡200的第一曲面210所能匯聚光線的范圍，此 時可借由第一透鏡200的第二曲面220來匯聚經(jīng)由透光材質(zhì)T折射出的光線于光電元件2 上。光電元件2接收光線后會傳遞一信號給計算機以用來對計算機的屏幕上的光標來進 行移動與定位。[0072]于此，當鼠標所在位置是在桌面、地面等與鼠標接觸的對象表面R時，由鼠標 內(nèi)設(shè)的發(fā)光元件1所發(fā)出的光線斜向照射于與鼠標接觸的對象表面R，光線會被直接反 射，再由第一透鏡200的第一曲面210匯聚于光電元件2，以達到精準定位。當鼠標所在 位置是在具有透光材質(zhì)T的對象表面R上時，由鼠標內(nèi)設(shè)的發(fā)光元件1所發(fā)出的光線斜向 照射于鼠標所在位置的透光材質(zhì)T，會先經(jīng)由透光材質(zhì)T折射后由桌面、地面等的對象表 面R反射，然后在經(jīng)過一次折射后離開透光材質(zhì)T，最后由第一透鏡200的第二曲面220 匯聚于光電元件2，以達到精準定位。借由具有第一曲面210與第二曲面220的第一透鏡 200，使鼠標無論在對象表面R上或是在對象表面R上的透光材質(zhì)T上，仍可達到精準定 位。[0073]圖4為本實用新型第二實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖。[0074]請參照圖4，并合參照前述實施例。于此實施例，光機結(jié)構(gòu)還包含有第二透鏡 300。[0075]第二透鏡300位于波導(dǎo)元件100的入光面20的一端，且第二透鏡300位于入光 面20與發(fā)光元件1之間。[0076]第二透鏡300可鄰接于入光面20上，亦即第二透鏡300可與入光面20相貼合， 或第二透鏡300與入光面20為間隔相對應(yīng)。[0077]由于發(fā)光元件1所發(fā)出的光線可為放射狀的，亦即光線離開發(fā)光元件1后，會形 成擴散的光線。為了使發(fā)光元件1所發(fā)射的光線能夠有效的入射至入光面20，因此在入 光面20與發(fā)光元件1之間加入第二透鏡300，用以將由發(fā)光元件1所發(fā)出的擴散光線匯聚 于波導(dǎo)元件100的入光面20，以提高發(fā)光元件1所發(fā)射的光線耦合至入光面20的耦合效率。[0078]圖5為本實用新型第三實施例的光機結(jié)構(gòu)示意圖。[0079]請參照圖5，并合參照前述實施例。于此實施例，第二曲面220的光軸S也可不 與第一曲面210的光軸P相互平行，亦即，第一曲面210的光軸P可與垂直出光面40的 中心軸Q形成第一夾角A，且第二曲面220的光軸S可與垂直出光面40的中心軸Q形成 第二夾角B，且第二夾角B相異于第一夾角A。其中，第一夾角A可為銳角或鈍角，第 二夾角B可為銳角或鈍角。[0080]根據(jù)本實用新型所揭露的光機結(jié)構(gòu)，借由具有第一曲面210與第二曲面220的第 一透鏡200，使鼠標無論在對象表面R上或是在具有透光材質(zhì)T的對象表面R上，仍可達 到精準定位。[0081]綜上所述，根據(jù)本實用新型所揭露的光機結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鼠標時，當鼠標于桌面、 地面等的對象表面R上使用時，發(fā)光元件1所發(fā)出的光線斜向照射于與鼠標接觸的對象表 面R，光線經(jīng)由對象表面R反射后可經(jīng)由第一曲面210匯聚于光電元件2;而當鼠標在具 有透光材質(zhì)T的對象表面R上使用時時，發(fā)光元件1所發(fā)出的光線斜向照射于對象表面R的透光材質(zhì)T，先折射進入透光材質(zhì)T，再經(jīng)由對象表面R反射，反射后經(jīng)過再次折射而 離開透光材質(zhì)T，最后由第二曲面220匯聚于光電元件2。因此，借由具有不同兩曲面的 透鏡來匯聚接收到的反射光線，致使鼠標無論在對象表面R上或是在具有透光材質(zhì)T的 對象表面R上，皆可達到精準定位。[0082] 當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì) 的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有一波導(dǎo)元件，又包含一入光面、一導(dǎo)光通道以及一出光面，該出光面和該入光面 分別位于該導(dǎo)光通道的相對兩端；以及一第一透鏡，位于該波導(dǎo)元件的該出光面的一端，包含一第一曲面；以及一第二 曲面；其中，該第一曲面與該第二曲面位于該第一透鏡的同一側(cè)，且該第一曲面的邊緣與 該第二曲面的邊緣相鄰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括用以匯聚一光線于該波導(dǎo)元件的該入光面的一第二透鏡，該第二透鏡位于該波導(dǎo)元 件的該入光面的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二透鏡鄰接于該入光面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該入光面為一光滑表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一曲面的光軸與垂直該出光面 的中心軸形成一第一夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一夾角為一銳角或一鈍角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二曲面的光軸為平行于該第一 曲面的光軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二曲面的光軸與垂直該出光面 的中心軸形成一第二夾角，且該第二夾角相異于該第一夾角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光機結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二夾角為一銳角或一鈍角。
專利摘要一種光機結(jié)構(gòu)，包含有波導(dǎo)元件與第一透鏡。波導(dǎo)元件包含入光面、導(dǎo)光通道與出光面。其中，出光面與入光面分別位于導(dǎo)光通道的相對兩端。第一透鏡位于波導(dǎo)元件的出光面的一端。曲面鏡包含有第一曲面與第二曲面。其中，第一曲面與第二曲面位于第一透鏡的同一側(cè)，且第一曲面的邊緣與第二曲面的邊緣相鄰。于此，借由具有第一曲面與第二曲面的第一透鏡，使鼠標無論在對象表面上或是在具有透光材質(zhì)的對象表面上，仍可達到精準定位。
文檔編號G06F3/033GK201812262SQ201020560830
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者王維中, 陳暉暄 申請人:原相科技股份有限公司