專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)輸入方法、設(shè)備及該設(shè)備的反射式鏡頭模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)輸入設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，普通型光學(xué)鼠標(biāo)中的透鏡模組只能攝取到有色粗糙表面的影像，不能實(shí)現(xiàn)在高光亮表面(如玻璃面/大理石面/金屬表面/透明塑膠面/相片紙表面)及雜色表面等介質(zhì)表面上的影像攝取，從而使光學(xué)式(有線及無(wú)線)鼠標(biāo)及其它光學(xué)輸入設(shè)備無(wú)法在高光亮表面(玻璃面/大理石面/金屬表面/透明塑膠表面/相片紙表面)及雜色表面等介質(zhì)表面上使用，給使用者帶來(lái)極大的不方便。
請(qǐng)參閱圖1，其為現(xiàn)有光學(xué)輸入設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)，其包括紅外線發(fā)光源2、棱鏡32、透鏡34及光學(xué)傳感器組件1，紅外線發(fā)光源2發(fā)射的光經(jīng)過(guò)棱鏡32折射后的光束以22.50度的角度直接射向介質(zhì)表面并產(chǎn)生透射點(diǎn)P1，此方式如因透鏡34到介質(zhì)表面的高度有誤差A(yù)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生透射點(diǎn)P1與透鏡中心偏離的現(xiàn)象(該投射點(diǎn)P1與透鏡中心的偏差為B)，從而使光學(xué)傳感組件降低對(duì)介質(zhì)表面攝取信息的能力.

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在高光亮表面及雜色表面上使用的光學(xué)輸入設(shè)備、方法及該設(shè)備的反射式鏡頭模組。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該光學(xué)輸入設(shè)備包括殼體、光學(xué)傳感器組件、紅外線發(fā)光源及反射式鏡頭模組，該光學(xué)傳感器組件、紅外線發(fā)光源及反射式鏡頭模組置于該殼體中，該反射式鏡頭模組包括使入射光折射后與介質(zhì)表面平行的棱鏡、使入射光折射后與介質(zhì)表面垂直的分光鏡及透鏡，該棱鏡位于發(fā)光源出射光的一側(cè)，該分光鏡位于該棱鏡出射光的一側(cè)，該透鏡位于該分光鏡出射光的一側(cè)。
所述的反射式鏡頭模組還包括座體，該座體、棱鏡、分光鏡及透鏡組合成一體。
所述的棱鏡、透鏡、分光鏡分別嵌入座體的對(duì)應(yīng)安裝位。
所述的分光鏡的位置在垂直方向與透鏡中心重合，在水平方向與棱鏡的射出光軸重合。
該光學(xué)輸入設(shè)備的反射式鏡頭模組包括棱鏡、分光鏡及透鏡，該棱鏡位于紅外線發(fā)光源出射光的一側(cè)，該分光鏡位于該棱鏡出射光的一側(cè)，該透鏡位于該分光鏡出射光的一側(cè)。
該一種光學(xué)輸入的方法包括如下步驟1)通過(guò)紅外線發(fā)光源發(fā)光；2)通過(guò)棱鏡將該紅外線光源發(fā)出的光折射后產(chǎn)生一個(gè)與介質(zhì)表面平行的光束，并將該光束投射到分光鏡的折射面；3)通過(guò)分光鏡將投射到分光鏡投射面上的光束折射后產(chǎn)生相對(duì)于介質(zhì)表面的夾角為90度的光束；4)將此與介質(zhì)表面夾角為90度的投射光束光軸折射到介質(zhì)物體的透射面，并將透射面上的影像一次或一次以上反射到分光鏡；5)通過(guò)分光鏡將影像光束反射到透鏡，從而使光學(xué)傳感器組件攝取到經(jīng)過(guò)透鏡處理過(guò)的影像。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)設(shè)置該具有棱鏡、透鏡及分光鏡的透鏡模組，可以攝取更多的介質(zhì)表面的影像，從而能使光學(xué)輸入設(shè)備在高亮度表面和雜色表面正常使用。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)輸入設(shè)備的光路原理圖。
圖2是本發(fā)明光學(xué)輸入設(shè)備的剖視圖。
圖3是圖2中P所指處的局部放大圖。
圖4是本發(fā)明的光路原理圖。
圖5是本發(fā)明的反射式鏡頭模組組裝前的立體分解圖。
圖6是本發(fā)明的反射式鏡頭模組的立體圖。
圖7是本發(fā)明的反射式鏡頭模組的另一個(gè)角度的立體圖。
圖8是本發(fā)明的反射式鏡頭模組的主視圖。
圖9是圖8中A-A方向的剖視圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖2至圖9，本發(fā)明光學(xué)輸入設(shè)備如光學(xué)鼠標(biāo)，其包括殼體4、光學(xué)傳感器組件1、紅外線發(fā)光源2及反射式鏡頭模組3，該光學(xué)傳感器組件1、紅外線發(fā)光源2及反射式鏡頭模組3均置于該殼體4內(nèi)部。該光學(xué)傳感器組件1及紅外線發(fā)光源2安裝在電路板上并將該電路板置于反射式鏡頭模組3的上方，該發(fā)光源2如現(xiàn)有的紅外線LED。該反射式鏡頭模組3包括座體31、棱鏡32、分光鏡33及透鏡34，其中棱鏡32嵌入到座體31上對(duì)應(yīng)的安裝位317并使其位于發(fā)光源2出射光的一側(cè)；分光鏡33嵌入到座體上對(duì)應(yīng)的安裝位314并使其位于棱鏡32出射光的一側(cè)；透鏡34嵌入到座體上對(duì)應(yīng)的安裝位315并使其位于分光鏡33出射光的一側(cè)，從而由此四組件組合成一體而成為本反射式鏡頭模組3，當(dāng)然該模組還可為一體注塑成型。本實(shí)施方式中，該棱鏡32位于發(fā)光源2出射光的一側(cè)，該分光鏡33位于該棱鏡32出射光的一側(cè)，透鏡位34于該分光鏡33出射光的一側(cè)，而光學(xué)傳感器組件1則位于該透鏡34出射光的一側(cè)；所述透鏡34特別采用單焦點(diǎn)或雙焦點(diǎn)或多焦點(diǎn)的高精度非球曲面，以使光學(xué)傳感器組件1組件能攝取更多的介質(zhì)表面光學(xué)影像信息，從而提高本反射式鏡頭模組攝取高光亮表面(玻璃面/大理石面/金屬表面/透明塑膠表面/相片紙表面)及雜色表面等更多介質(zhì)物體表面的影像信息的能力。該光學(xué)輸入設(shè)備的機(jī)械和電路結(jié)構(gòu)如現(xiàn)有技術(shù)所述，在此不再贅述。
該光學(xué)輸入設(shè)備的工作原理如下由發(fā)光源2發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)棱鏡32折射產(chǎn)生一個(gè)與介質(zhì)表面S平行的光束L1，該光束L1透射到分光鏡33的折射面，由分光鏡33折射后產(chǎn)生相對(duì)于介質(zhì)表面S的夾角A為90.00度的光束L1，此90.00度的投射光束光軸折射到高光亮表面(玻璃面/大理石面/金屬表面/透明塑膠表面/相片紙表面)及雜色表面等更多介質(zhì)物體的透射面S，并將透射面(即介質(zhì)表面)S上的影像一次或一次以上反射到分光鏡33，再經(jīng)過(guò)分光鏡33將影像光束L2反射到透鏡34，從而使光學(xué)式(有線及無(wú)線)鼠標(biāo)器或其它光學(xué)輸入設(shè)備中的光學(xué)傳感器組件1攝取到經(jīng)過(guò)透鏡34處理過(guò)的影像。
通過(guò)該反射式鏡頭模組的處理，可以實(shí)現(xiàn)讓光學(xué)式(有線及無(wú)線)鼠標(biāo)器及其它光學(xué)輸入設(shè)備的傳感器組件可以攝取到高光亮表面(玻璃面/大理石面/金屬表面/透明塑膠表面/相片紙表面)及雜色表面等更多介質(zhì)表面上的影像。
本發(fā)明一種光學(xué)輸入的方法包括如下步驟1)通過(guò)紅外線發(fā)光源發(fā)光；2)通過(guò)棱鏡將該紅外線光源發(fā)出的光折射后產(chǎn)生一個(gè)與介質(zhì)表面平行的光束，并將該光束投射到分光鏡的折射面；3)通過(guò)分光鏡將投射到分光鏡投射面上的光束折射后產(chǎn)生相對(duì)于介質(zhì)表面的夾角為90度的光束；4)將此與介質(zhì)表面夾角為90度的投射光束光軸折射到介質(zhì)物體的透射面，并將透射面上的影像一次或一次以上反射到分光鏡；5)通過(guò)分光鏡將影像光束反射到透鏡，從而使光學(xué)傳感器組件攝取到經(jīng)過(guò)透鏡處理過(guò)的影像。
本發(fā)明中，因分光鏡33的角度為45度(即該分光鏡與介質(zhì)表面之間的夾角為45度)，為了使此光束L1經(jīng)過(guò)分光鏡33后產(chǎn)生的光束為沿垂直方向透射到介質(zhì)表面S，根據(jù)光學(xué)折射原理此投射到分光鏡的光束必須為水平射入，所以須保證經(jīng)過(guò)棱鏡32折射后的光束要與介質(zhì)平面S平行。
本發(fā)明中，為了保證使經(jīng)過(guò)棱鏡32折射后的光束與介質(zhì)平面S平行，采用了45度的棱鏡，跟據(jù)光學(xué)折射的原理，入射光經(jīng)過(guò)45度的棱鏡32反射后為水平射出，為了保證出射光能精確的投射到介質(zhì)表面S，須保證出射光束、分光鏡33及透鏡34的光軸重合。
為了保證使經(jīng)過(guò)分光鏡33折射后的光束與介質(zhì)表面S垂直，分光鏡33采用為45度的角度。跟據(jù)光學(xué)折射的原理，經(jīng)過(guò)45度的分光鏡33折射后為垂直照向介質(zhì)表面S。為了保證經(jīng)棱鏡32射出光束能精確的投射到分光鏡33與透鏡34的光軸并使之重合，要求分光鏡的位置在垂直方向與透鏡34中心重合，在水平方向要求與棱鏡的射出光軸重合。
本發(fā)明中，為實(shí)現(xiàn)垂直照明及透鏡攝取影像的光路在同一光軸并使之重疊，采用通過(guò)分光鏡33折射后產(chǎn)生90度垂直光束照向介質(zhì)表面S攝取影像，再由透射面(即介質(zhì)表面)S上的影像一次或一次以上反射到分光鏡33，再經(jīng)過(guò)分光鏡33將影像光束L2反射到透鏡34，從而使光學(xué)式(有線及無(wú)線)鼠標(biāo)器或其它光學(xué)輸入設(shè)備中的光學(xué)傳感器組件1能精確的攝取到經(jīng)過(guò)透鏡34處理過(guò)的影像。
本發(fā)明中，因?yàn)椴捎么怪蓖干涞姆椒?，所以可以滿(mǎn)足不同的介質(zhì)表面特點(diǎn)，如反射率和顏色不同的需要。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)輸入設(shè)備，包括殼體、光學(xué)傳感器組件及紅外線發(fā)光源，該光學(xué)傳感器組件及紅外線發(fā)光源置于該殼體中，其特征在于還包括置于該殼體中的反射式鏡頭模組，該反射式鏡頭模組包括使入射光折射后與介質(zhì)表面平行的棱鏡、使入射光折射后與介質(zhì)表面垂直的分光鏡及透鏡，該棱鏡位于發(fā)光源出射光的一側(cè)，該分光鏡位于該棱鏡出射光的一側(cè)，該透鏡位于該分光鏡出射光的一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于所述的反射式鏡頭模組還包括座體，該座體、棱鏡、分光鏡及透鏡組合成一體。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于所述的棱鏡、透鏡、分光鏡分別嵌入座體的對(duì)應(yīng)安裝位。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)輸入設(shè)備，其特征在于所述的分光鏡的位置在垂直方向與透鏡中心重合，在水平方向與棱鏡的射出光軸重合。
5.一種光學(xué)輸入設(shè)備的反射式鏡頭模組，其特征在于它包括置于該殼體中的反射式鏡頭模組，該反射式鏡頭模組包括使入射光折射后與介質(zhì)表面平行的棱鏡、使入射光折射后與介質(zhì)表面垂直的分光鏡及透鏡，該棱鏡位于發(fā)光源出射光的一側(cè)，該分光鏡位于該棱鏡出射光的一側(cè)，該透鏡位于該分光鏡出射光的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)輸入設(shè)備的反射式鏡頭模組，其特征在于所述的棱鏡、分光鏡及透鏡嵌設(shè)于一座體。
7.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)輸入設(shè)備的反射式鏡頭模組，其特征在于所述的透鏡的表面為單焦點(diǎn)或雙焦點(diǎn)或多焦點(diǎn)的高精度非球曲面。
8.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)輸入設(shè)備的反射式鏡頭模組，其特征在于所述的分光鏡及棱鏡與介質(zhì)表面的夾角均為45度。
9.一種光學(xué)輸入的方法，其特征在于包括如下步驟1)通過(guò)紅外線發(fā)光源發(fā)光；2)通過(guò)棱鏡將該紅外線光源發(fā)出的光折射后產(chǎn)生一個(gè)與介質(zhì)表面平行的光束，并將該光束投射到分光鏡的折射面；3)通過(guò)分光鏡將投射到分光鏡投射面上的光束折射后產(chǎn)生相對(duì)于介質(zhì)表面的夾角為90度的光束；4)將此與介質(zhì)表面夾角為90度的投射光束光軸折射到介質(zhì)物體的透射面，并將透射面上的影像一次或一次以上反射到分光鏡；5)通過(guò)分光鏡將影像光束反射到透鏡，從而使光學(xué)傳感器組件攝取到經(jīng)過(guò)透鏡處理過(guò)的影像。
全文摘要
本發(fā)明光學(xué)輸入設(shè)備包括殼體、光學(xué)傳感器組件、發(fā)光源及反射式鏡頭模組，該光學(xué)傳感器組件、光源及反射式鏡頭模組置于該殼體中，該反射式鏡頭模組包括棱鏡、分光鏡及透鏡，該棱鏡位于發(fā)光源出射光的一側(cè)，該分光鏡位于該棱鏡出射光的一側(cè)，該透鏡位于該分光鏡出射光的一側(cè)。通過(guò)設(shè)置該具有棱鏡、透鏡及分光鏡的透鏡模組，可以攝取更多的介質(zhì)表面的影像，從而能使光學(xué)輸入設(shè)備在高亮度表面和雜色表面正常使用。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101030111SQ200610034439
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者郎歡標(biāo) 申請(qǐng)人:郎歡標(biāo)