專利名稱：光學(xué)軌跡球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種結(jié)合光學(xué)原理和影像辨識(shí)技術(shù)的光學(xué)式軌跡球。
背景技術(shù)：
自從計(jì)算機(jī)窗口(windows)操作系統(tǒng)問世以來，鼠標(biāo)、軌跡球等輸入裝置，即成為鍵盤以外的操作計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)不可或缺的必要工具。因鼠標(biāo)較易造成使用者手部的傷害，故除鼠標(biāo)外軌跡球成為用來移動(dòng)屏幕窗口上的光標(biāo)和下達(dá)執(zhí)行指令的主要工具，而其中必須有坐標(biāo)編碼裝置；而傳統(tǒng)的軌跡球大部分是使用光柵輪配合光耦合組件進(jìn)行編碼，而此種光柵輪編碼裝置是利用柵輪軸桿和滑球直接接觸，當(dāng)滑球被滾動(dòng)時(shí)，即摩擦所述柵輪軸桿使其轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)柵輪軸桿一端的光柵也轉(zhuǎn)動(dòng)而造成光耦合組件的遮光、受光，借以進(jìn)行坐標(biāo)編碼。但此種光柵輪編碼裝置接近機(jī)械式構(gòu)造，且柵輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是和滑球接觸摩擦所造成，而滑球又是露出在軌跡球本體以外，與使用者的手接觸，所以十分容易沾染灰塵棉絮，而累積在柵輪軸桿上，當(dāng)柵輪軸桿上的棉絮灰塵累積到一定厚度，即使滑球表面無法正常接觸，嚴(yán)重影響柵輪的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，每隔一段時(shí)間必須打開軌跡球，清理柵輪軸桿上的棉絮灰塵，其使用上確有不便，故有待進(jìn)一步檢討并謀求可行的解決方案。
美國(guó)專利第5288993號(hào)揭示一種光學(xué)指針裝置，其中必須在所述指針裝置的滑球上設(shè)有一定密度的斑點(diǎn)(speckle)，以供一影像感測(cè)裝置進(jìn)行感測(cè)；但上述的滑球在制造時(shí)，必須注意所述斑點(diǎn)的分布密度外，還必須考慮斑點(diǎn)的顏色與滑球的底色必須互呈對(duì)比的效果；故所述滑球在制造上不僅相當(dāng)費(fèi)時(shí)，其精度的要求也相當(dāng)高，所以此種具有斑點(diǎn)滑球的指針裝置，就生產(chǎn)與成本的考慮上仍未盡理想。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本實(shí)用新型主要目的在于提供一種可抗外在灰塵、油垢等污染的光學(xué)指針裝置，并可有效降低所述指針裝置中的滑球的制造成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的光學(xué)軌跡球，它具有一滑球；其特點(diǎn)是，所述滑球的表面具有細(xì)微的紋路，且當(dāng)使用者的肢體動(dòng)作直接滾動(dòng)所述滑球時(shí)，一影像感應(yīng)模塊將計(jì)算所述滑球的表面經(jīng)一光源照射后的反射影像的位置變化，并使一計(jì)算機(jī)屏幕上的一指針進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述影像感應(yīng)模塊的光學(xué)鏡組包括有一相對(duì)位于滑球球面和光源間的入射棱鏡及一位于滑球球面和影像傳感器間的聚焦透鏡；借此，光源所發(fā)射出的光線可經(jīng)入射棱鏡投射于滑球球面，經(jīng)反射后由聚焦透鏡聚焦，以便由影像傳感器擷取所述光線照射處的球面影像。
為更清楚理解本實(shí)用新型的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的外觀圖；圖2是本實(shí)用新型滑球的剖面示意圖；圖3是本實(shí)用新型的影像感應(yīng)模塊分解圖；圖4是本實(shí)用新型的由背視角度所視的局部外觀圖；圖5是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，如圖1所示，至少包括有一殼體基座10；一滑球座20，它設(shè)在所述殼體基座10上，供設(shè)置一滑球21；以及一影像感應(yīng)模塊30，它設(shè)在所述滑球座20上，且相對(duì)于所述滑球座20上的滑球21表面。請(qǐng)參閱圖2所示，所述滑球21表面密布形成有非平滑狀的細(xì)微紋路211，其表面并覆設(shè)一平滑且透明的保護(hù)層212，以便由影像感應(yīng)模塊30擷取其球面影像；其中的細(xì)微紋路211，可為所述滑球自身的紋理(texture)、或因材質(zhì)本身的粗糙度(roughness)，或具有多層次(multilayer)的交錯(cuò)的條紋(stripe of marble-like/thread)或圖樣(pattern)等。
請(qǐng)參閱圖3所示，所述滑球座20上形成有一配合滑球21球面弧度的球室22，供容置滑球21，又于球室22背側(cè)處形成一開口(本圖中未示出)，開口兩側(cè)分設(shè)有相對(duì)設(shè)置的固定扣片23，用于固定所述影像感應(yīng)模塊30。所述影像感應(yīng)模塊30包括有一光源31，本實(shí)施例中，是由發(fā)光二極管(light emitting diode)構(gòu)成；一光學(xué)鏡組32，使所述光源31的光線通過它投射到滑球21表面，并對(duì)自滑球21球面反射的光線聚焦；以及一影像傳感器33，它設(shè)在光學(xué)鏡組32的相對(duì)位置處，以擷取其球面影像，且所述影像傳感器33的感測(cè)擷取端是位于底面處；其中，所述光學(xué)鏡組32是設(shè)在球室22背側(cè)的開口處，其兩端分設(shè)有一入射棱鏡321及一聚焦透鏡322，其中入射棱鏡321是位于滑球21球面和光源31間，借以供光源31光線經(jīng)由入射棱鏡321的導(dǎo)引折射而通過一斜度投射到滑球21球面上；又聚焦透鏡322剛好位于影像傳感器22的感測(cè)擷取端和反射光線的滑球21球面間。
另外，所述光源31和影像傳感器33是設(shè)在一平板34上的兩端，所述平板34上在所述二者間形成有一矩形的穿槽340，供光學(xué)鏡組32的入射棱鏡321穿置其中，而使入射棱鏡321的入射端和聚焦透鏡的出射端分別對(duì)應(yīng)光源31和影像傳感器33底端的感測(cè)擷取端。所述平板34在設(shè)置光源31的一端上設(shè)有一定位片35，所述定位片35底部形成有一槽部350，供光源31對(duì)應(yīng)容置其間；定位片35底部在形成所述槽部的一端上形成有楔柱351，又平板34在相對(duì)位置上形成有楔孔341，使定位片35得以插楔固定在所述平板34上；又如圖4所示，平板34兩端緣為球室22外側(cè)的相對(duì)固定扣片23所扣持。
由上述說明可了解本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，下面將具體說明其工作方式請(qǐng)參閱圖5所示，當(dāng)光源31點(diǎn)亮后，其光線由光學(xué)鏡組32的入射棱鏡321投入，并投射到滑球21表面，經(jīng)滑球21表面反射后，通過光學(xué)鏡組32的聚焦棱鏡322聚焦而投射到影像傳感器33底部的感測(cè)擷取端，所述影像傳感器33即可擷取滑球21上為光線照射的球面影像，由于滑球21球面上密布形成有非平滑狀的細(xì)微紋理211，當(dāng)滑球21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述影像傳感器33將計(jì)算所述滑球21的表面經(jīng)光照射后的反射影像的位置變化，并可據(jù)以產(chǎn)生一指針控制信號(hào)送給計(jì)算機(jī)。而即使所述滑球21的保護(hù)層上有所玷污，亦不會(huì)影響所述指針控制信號(hào)的精度與結(jié)果；上述影像的檢測(cè)為一現(xiàn)有技術(shù)，可參考美國(guó)第5644139號(hào)發(fā)明專利的說明。
由上述可知，本實(shí)用新型結(jié)合光學(xué)原理和影像處理技術(shù)，采用這樣的設(shè)計(jì)可有效解決現(xiàn)有機(jī)械式光柵輪編碼裝置容易累積塵垢，而影響其精確度、操作方便性和必須花時(shí)間清理的缺失。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)軌跡球，它具有一滑球；其特征在于，所述滑球的表面具有細(xì)微的紋路，且當(dāng)使用者的肢體動(dòng)作直接滾動(dòng)所述滑球時(shí)，一影像感應(yīng)模塊將計(jì)算所述滑球的表面經(jīng)一光源照射后的反射影像的位置變化，并使一計(jì)算機(jī)屏幕上的一指針進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的軌跡球，其特征在于，所述滑球的細(xì)微紋路可為以下任一種的選擇所述滑球自身的紋理，所述滑球本身的粗糙度，及具有多層次的交錯(cuò)的條紋或圖樣。
3.如權(quán)利要求1所述的軌跡球，其特征在于，所述滑球的外表面涂布有一透明的保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求1所述的軌跡球，其特征在于，所述影像感應(yīng)模塊包括有一使光源投射到滑球表面并使反射光源聚焦的光學(xué)鏡組；一設(shè)在光學(xué)鏡組相對(duì)位置處以擷取球面影像的影像傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的軌跡球，其特征在于，所述光學(xué)鏡組包括有一相對(duì)位于滑球球面和光源間的入射棱鏡，及一位于滑球球面和影像傳感器間的聚焦透鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的軌跡球，其特征在于，所述影像傳感器和光源是置于一平板上，而所述入射棱鏡穿置于其間。
7.如權(quán)利要求6所述的軌跡球，其特征在于，所述影像傳感器及所述光源的頂部設(shè)有一定位片。
8.如權(quán)利要求7所述的軌跡球，其特征在于，所述定位片的一端與所述平板相互楔固。
9.如權(quán)利要求8所述的軌跡球，其特征在于，所述平板與所述滑球的一滑球座相卡固。
10.如權(quán)利要求1所述的軌跡球，其特征在于，所述光源為一發(fā)光二極管。
專利摘要本實(shí)用新型是涉及一種光學(xué)軌跡球,它具有一表面具有細(xì)微紋路的滑球,當(dāng)使用者的肢體動(dòng)作直接滾動(dòng)所述滑球后,一影像感應(yīng)模塊將計(jì)算所述滑球的表面經(jīng)一光源照射后的反射影像的位置變化,并使一計(jì)算機(jī)屏幕上的一指針進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)。利用前述設(shè)計(jì)可有效提供一抗污染、具備高辨識(shí)度和精確度的計(jì)算機(jī)指針裝置。
文檔編號(hào)G06F3/033GK2507062SQ01266880
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者蘇玉泉 申請(qǐng)人:昆盈企業(yè)股份有限公司