專利名稱：光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，特別是一種可整合光學(xué)鼠標(biāo)與手寫(xiě)辨識(shí)功能、且其擷取影像光的光學(xué)路徑與筆尖共軸的一種光學(xué)筆。
背景技術(shù)：
對(duì)于桌上型或筆記型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant；簡(jiǎn)稱PDA)、與智能型手機(jī)(Smart Phone)等各種常有大量資料輸入需求的電子信息裝置而言，手寫(xiě)輸入裝置無(wú)疑是除鼠標(biāo)與鍵盤(pán)的外的另一方便選擇。
目前已知的手寫(xiě)輸入裝置可分為三類，一種需配合壓力感應(yīng)的觸控式屏幕使用、一種是電磁感應(yīng)的數(shù)字面板使用、還有一種就是使用光學(xué)筆。由于光學(xué)筆具有成本相對(duì)較低且適于在任何表面上操作書(shū)寫(xiě)的特性，因此成為目前各種手寫(xiě)輸入裝置的中相對(duì)較普遍的一種。
請(qǐng)參閱圖1所示的一種已知光學(xué)筆10的示意圖。大體而言，光學(xué)筆10其實(shí)可稱為一筆桿狀的光學(xué)鼠標(biāo)。其筆桿狀的本體11可方便使用者握持書(shū)寫(xiě)，而位于本體11下端的光源12及光感應(yīng)器13，則可擷取位于筆尖14附近的外界表面15上的小區(qū)域位置16的反射影像。當(dāng)光學(xué)筆10移動(dòng)時(shí)，所擷取的影像會(huì)產(chǎn)生連續(xù)性且有方向性的變化，藉此可偵測(cè)到光學(xué)筆10移動(dòng)的方向及速度。將此信息傳送給光學(xué)筆10所連接的電子信息裝置進(jìn)行處理后，便可達(dá)到手寫(xiě)輸入的目的。
然而，如圖1所示的已知光學(xué)筆10有一明顯缺點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖2A及圖2B，分別為圖1所示的已知光學(xué)筆10的光學(xué)路徑與筆尖14的相對(duì)位置示意圖，以及圖1所示的已知光學(xué)筆10于移動(dòng)時(shí)，其光學(xué)筆10的筆尖14與光感應(yīng)器13擷取影像位置16的相對(duì)位置示意圖。由于已知光學(xué)筆10的筆尖14的一軸心方向17與光感應(yīng)器13擷取影像的光學(xué)路徑18(亦即光行進(jìn)路徑)并非同軸(亦即非重疊)，所以筆尖14與光感應(yīng)器13擷取影像的位置16的間會(huì)有一間距d。當(dāng)使用者操作光學(xué)筆10進(jìn)行書(shū)寫(xiě)時(shí)，則光學(xué)筆10將會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，并如同圖2B所示般，光感應(yīng)器13擷取的影像行進(jìn)速度、方向、與距離均會(huì)和筆尖14不同，而導(dǎo)致筆尖14采直線行進(jìn)，但光感應(yīng)器13擷取的影像卻是彎曲弧線影像的結(jié)果。而倘若是進(jìn)行筆畫(huà)轉(zhuǎn)折(亦即非直線的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作)動(dòng)作時(shí)，光感應(yīng)器13所擷取的影像文字或圖形，將更容易發(fā)生無(wú)法預(yù)期的扭曲失真、或甚至造成線條不連續(xù)現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其進(jìn)行書(shū)寫(xiě)動(dòng)作，光感應(yīng)器所擷取到的影像的行進(jìn)速度、方向、與距離均會(huì)和筆尖完全相同。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其可整合光學(xué)鼠標(biāo)與手寫(xiě)辨識(shí)功能、且光學(xué)筆擷取影像光的光學(xué)路徑與筆尖為共軸。
本發(fā)明的再一目的是提供一種光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，藉由導(dǎo)光組件的設(shè)置來(lái)將光源的光導(dǎo)引射向筆尖附近、并藉由將筆尖簍空使筆尖附近的反射影像光可由該簍空處進(jìn)入筆尖，可使得光學(xué)筆擷取影像光的光學(xué)路徑與筆尖成為共軸。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆可包括一筆桿、一筆尖、一光源、及一光感應(yīng)器。該筆桿沿一軸心方向延伸一預(yù)定長(zhǎng)度。筆尖位于該筆桿的一末端且座落于該軸心方向上。光源用以產(chǎn)生光照射向位于該筆尖附近的一外界表面，以產(chǎn)生該外界表面的一反射影像光。該影像光沿著位于筆尖內(nèi)的一光學(xué)路徑行進(jìn)，并且，該光學(xué)路徑至少有一部份與該軸心方向相重疊。光感應(yīng)器位于該光學(xué)路徑上，可用以接受該影像光并將其轉(zhuǎn)換為一電氣訊號(hào)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是一傳統(tǒng)光學(xué)筆的示意圖；圖2A是圖1所示的傳統(tǒng)光學(xué)筆的光學(xué)路徑與筆尖的相對(duì)位置示意圖；
圖2B是圖1所示的傳統(tǒng)光學(xué)筆于旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，其光學(xué)筆的筆尖與光感應(yīng)器擷取影像位置的相對(duì)位置示意圖；圖3是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第一較佳實(shí)施例示意圖；圖4A是本發(fā)明的光學(xué)筆的光學(xué)路徑與筆尖的相對(duì)位置示意圖；圖4B是本發(fā)明的光學(xué)筆于旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，其光學(xué)筆的筆尖與光感應(yīng)器擷取影像位置的相對(duì)位置示意圖；圖5是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第二較佳實(shí)施例示意圖；圖6是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第三較佳實(shí)施例示意圖；圖7是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第四較佳實(shí)施例示意圖；圖8是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第五較佳實(shí)施例示意圖；圖9是本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆的第六較佳實(shí)施例示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10光學(xué)筆；11本體；12光源；13光感應(yīng)器；14筆尖15外界表面；16位置；17軸心方向；18光學(xué)路徑；20、20a、20b、20c、50、50a光學(xué)筆；21、21a、21b、21c、51、51a筆桿；22、22a、22b、22c、52、52a筆尖；23、23a、23b、23c、53、53a光源；24、24b第一透鏡；25、25a、25b、25c第二透鏡；26、26a、26b、26c、56、56a光感應(yīng)器；27、27a、27b、27c控制單元；28按鍵；29、29a彈性機(jī)構(gòu)；30、30a壓力感應(yīng)器；31半穿透半反射鏡；32、32a、32b、62、62a軸心方向；33、63、63a外界表面；34、34a、64、64a光學(xué)路徑；35、35c簍空空間；36貫穿孔；37、37c、57、57a導(dǎo)光組件；371一端；38棱鏡組；381第一棱鏡；382第二棱鏡；383交界面；384第一入光面；385第一出光面；386第二入光面；387第二出光面；55、55a透鏡；571斜椎面；572切除部分；631、631a區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖3、圖4A及圖4B分別所示的本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆50的第一較佳實(shí)施例示意圖、本發(fā)明的光學(xué)筆的光學(xué)路徑與筆尖的相對(duì)位置示意圖、以及本發(fā)明的光學(xué)筆于移動(dòng)時(shí)，其筆尖與光感應(yīng)器擷取影像位置的相對(duì)位置示意圖。
如圖3所示，本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆50的第一較佳實(shí)施例可包括一筆桿51、一筆尖52、一光源53、一透鏡55、一光感應(yīng)器56、及一導(dǎo)光組件57。
該筆桿51構(gòu)成光學(xué)筆50的本體，以供容置光學(xué)筆50的各組件。于本實(shí)施例中，該筆桿51為一狹長(zhǎng)桿狀元件且大體上沿一軸心方向62延伸一預(yù)定長(zhǎng)度。
該筆尖52位于該筆桿51的一末端(下端)且座落于該軸心方向62上，所以于本實(shí)施例中，該筆桿51的軸心方向62即為筆尖52的軸心方向62。于本實(shí)施例中，該筆尖52由該導(dǎo)光組件57的最末端(最下端)所構(gòu)成。該導(dǎo)光組件57由導(dǎo)光材質(zhì)所制成，其上端鄰近于光源53、另一端則接近于該筆尖52處且設(shè)置有一斜椎面571。于該斜椎面571可形成一反射面，例如可在其外側(cè)表面涂覆光反射材料，或是單純以適當(dāng)角度的安排使導(dǎo)光組件57內(nèi)部的光源可受斜椎面571反射而折向。因此，由光源53所產(chǎn)生光射入該導(dǎo)光組件57并受其導(dǎo)引，亦即，在導(dǎo)光組件57內(nèi)部多次反射并沿導(dǎo)光組件57延伸方向前進(jìn)，最后再受斜椎面571反射而由筆尖52的該末端射出。藉由此一導(dǎo)光組件57的設(shè)置，使得光源53所產(chǎn)生光可被導(dǎo)引并集中向外界表面63上鄰近筆尖52附近的區(qū)域631，達(dá)到光線集中的效果。
該光源53產(chǎn)生的光照射到該筆尖52附近的一外界表面，以供獲得該外界表面63的一小區(qū)域631的反射影像光。該反射影像光的行進(jìn)路線可定義有一光學(xué)路徑64。于本實(shí)施例中，該光源53可以是一發(fā)光二極管(LED)或是微型的傳統(tǒng)鎢絲燈泡。并且，該反射影像光的光學(xué)路徑64與筆尖52的軸心方向62為同軸(亦即相重疊)。
該透鏡55設(shè)于光感應(yīng)器56之前，其可為單一透鏡或是一透鏡組。該透鏡55可將影像光加以聚集并成像于光感應(yīng)器56上。該光感應(yīng)器56用以接受來(lái)自筆尖52附近的該影像光并將其轉(zhuǎn)換為一電氣訊號(hào)。于本實(shí)施例中，該光感應(yīng)器56可以是一場(chǎng)效晶體管光感應(yīng)器(CMOS Sensor)或是一電荷耦合組件光感應(yīng)器(CCD)。
利用上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明的光學(xué)筆50的反射影像光的光行進(jìn)路徑(亦即光學(xué)路徑64)將可如圖4A所示與該軸心方向62相重疊(亦即影像光的光學(xué)路徑64與筆尖62為同軸心)。所以，如圖4B所示，使用者在手寫(xiě)輸入時(shí)，本發(fā)明的光學(xué)筆50的光感應(yīng)器56所擷取小區(qū)域631影像的行進(jìn)速度、方向、與距離均會(huì)和筆尖52完全相同。本發(fā)明的光學(xué)筆50無(wú)論是在進(jìn)行直線書(shū)寫(xiě)、或甚至是筆畫(huà)轉(zhuǎn)折(亦即非直線的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作)造成光學(xué)筆50的旋轉(zhuǎn)時(shí)，也都不會(huì)發(fā)生所輸入的文字或圖形扭曲失真或不連續(xù)現(xiàn)象，完全克服傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷。
如圖5所示，本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆20的第二較佳實(shí)施例包括一筆桿21、一筆尖22、一光源23、一第一透鏡24、一第二透鏡25、一光感應(yīng)器26、一控制單元27、一按鍵28、一彈性機(jī)構(gòu)29、一壓力感應(yīng)器30、以及一半穿透半反射鏡31。
該筆桿21沿一軸心方向32延伸一預(yù)定長(zhǎng)度且構(gòu)成光學(xué)筆20的本體，以供容置光學(xué)筆20的各組件。該筆尖22位于該筆桿21的一末端(下端)且座落于該軸心方向32上。于本實(shí)施例中，該筆尖22為一實(shí)心透明組件，其可由透明的塑料、壓克力、玻璃、或石英等材質(zhì)所制成。
該光源23產(chǎn)生的光，照射到筆尖22附近的一外界表面33，以供獲得該外界表面33的一小區(qū)域的反射影像光。
該第一透鏡24設(shè)于光源23附近，其可為單一透鏡或是一透鏡組。該第一透鏡24可將光源23所產(chǎn)生光的加以集光并使其大致可聚集在外界表面33位于筆尖22附近的預(yù)定大小的小區(qū)域上。一般而言，該小區(qū)域的尺寸可介于3mm×3mm至8mm×8mm左右為佳。
該第二透鏡25設(shè)于光感應(yīng)器26之前，其可為單一透鏡或是一透鏡組。該第二透鏡25可將影像光加以聚集并成像于光感應(yīng)器26上。
該光感應(yīng)器26是用以接受來(lái)自筆尖22附近的該影像光并將其轉(zhuǎn)換為一電氣訊號(hào)。
該控制單元27連接于該光源23及該光感應(yīng)器26，可接受來(lái)自光感應(yīng)器26的該電氣訊號(hào)，并加以運(yùn)算處理后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第一控制訊號(hào)，以有線或是無(wú)線方式傳送給所連接的外界電子信息裝置(圖中未示出)做進(jìn)一步的運(yùn)算處理，以執(zhí)行一第一預(yù)定功能，例如控制光標(biāo)位置的移動(dòng)與定位、或是進(jìn)行手寫(xiě)輸入功能。
該按鍵28連接于該控制單元27，藉由按壓該按鍵28可使控制單元27產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第二控制訊號(hào)，經(jīng)控制單元27傳送給所連接的外界電子信息裝置做進(jìn)一步的運(yùn)算處理，以執(zhí)行一第二預(yù)定功能，例如執(zhí)行光標(biāo)所在位置所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行功能者(也就是類似傳統(tǒng)鼠標(biāo)按鍵的功能)。
該彈性機(jī)構(gòu)29連結(jié)于筆尖22，使該筆尖22可受一外界壓力而進(jìn)行預(yù)定距離的伸縮位移運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，該壓力感應(yīng)器30設(shè)置于筆桿21內(nèi)鄰近筆尖22的位置處，可偵測(cè)筆尖22的伸縮位移運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第三控制訊號(hào)。當(dāng)使用者操作光學(xué)筆20使其筆尖22向下壓迫該外界表面33時(shí)，壓力感應(yīng)器30可產(chǎn)生該第三控制訊號(hào)經(jīng)控制單元27傳送給所連接的外界電子信息裝置，以執(zhí)行一第三預(yù)定功能，例如執(zhí)行依據(jù)壓力大小的變化來(lái)改變所輸入圖文線條的粗細(xì)(亦即可書(shū)寫(xiě)毛筆字)、或是激活影像掃瞄等其它功能、或是把可伸縮的筆尖22當(dāng)作另一按鍵來(lái)使用。于本實(shí)施例中，該光源23與該光感應(yīng)器26并不連動(dòng)于該筆尖22，所以當(dāng)筆尖22進(jìn)行伸縮位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，光源23與光感應(yīng)器26并不隨著筆尖22運(yùn)動(dòng)。
該半穿透半反射鏡31座落于該軸心方向32上，且與軸心方向32呈45度夾角方式設(shè)置，且該光源23與該光感應(yīng)器26分別位于該半穿透半反射鏡31的相對(duì)兩側(cè)面。該光源23所產(chǎn)生的光以大體上和該軸心方向32呈90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡31，使部分的光可受半穿透半反射鏡31所反射而射向該筆尖22附近。并且，光感應(yīng)器26座落于該軸心方向32上，由筆尖22附近射回的影像光有部分會(huì)穿透該半穿透半反射鏡31而到達(dá)該光感應(yīng)器26。因此，于本較佳實(shí)施例中，光學(xué)筆20其反射影像光的光行進(jìn)路徑(亦即光學(xué)路徑34)亦是與該軸心方向32相重疊(亦即影像光的光學(xué)路徑34與筆尖22系為同軸心)。
在以下所述的本發(fā)明其它較佳實(shí)施例中，由于大部分組件系相同或類似于前述的實(shí)施例。所以，相同或類似的組件將給予相同的數(shù)字編號(hào)與組件名稱且不再贅述其詳細(xì)構(gòu)成，而僅是在原數(shù)字編號(hào)后增加一英文字母以資區(qū)別。
如圖6所示的本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆20a的第三較佳實(shí)施例示意圖。該第三較佳實(shí)施例的光學(xué)筆同樣具有筆桿21a、筆尖22a、光源23a、第二透鏡25a、光感應(yīng)器26a、控制單元27a、按鍵(本圖未示)、彈性機(jī)構(gòu)29a、及壓力感應(yīng)器30a等組件。其不同點(diǎn)在于
該筆尖22a于沿著該軸心方向32a延伸的部分還設(shè)有一簍空空間35及一貫穿孔36，該簍空空間35及貫穿孔36可供該影像光通過(guò)。并且，該筆尖22a由導(dǎo)光材質(zhì)所構(gòu)成且還設(shè)計(jì)有一導(dǎo)光組件37，該導(dǎo)光組件37的一端371鄰近于光源23a、另一端則鄰近于筆尖22a的一末端。由光源23a所產(chǎn)生光射入該導(dǎo)光組件37并受其導(dǎo)引，亦即，在導(dǎo)光組件37內(nèi)部多次反射并沿導(dǎo)光組件37延伸方向前進(jìn)，最后再由筆尖22a的該末端射出。藉由此一導(dǎo)光組件37的設(shè)置，使得光源23a所產(chǎn)生光可被導(dǎo)引并集中向筆尖22a附近的區(qū)域，達(dá)到光線集中的效果，同時(shí)也可省去第一透鏡的設(shè)置。此外，于本實(shí)施例中，該光源23a及該光感應(yīng)器26a均是設(shè)置于筆尖22a內(nèi)。所以，當(dāng)筆尖22a進(jìn)行伸縮位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，光源23a及光感應(yīng)器26a將隨著筆尖22a運(yùn)動(dòng)。此種設(shè)計(jì)可使光學(xué)筆20a的光學(xué)路徑34a長(zhǎng)度不受筆尖22a被按壓伸縮所影響。
如圖7所示的本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆20b的第四較佳實(shí)施例示意圖。該第四較佳實(shí)施例的光學(xué)筆同樣具有筆桿21b、筆尖22b、光源23b、第一透鏡24b、第二透鏡25b、光感應(yīng)器26b、及控制單元27b等組件。其不同點(diǎn)在于該光學(xué)筆20b還包括有一棱鏡組38，座落于該軸心方向上。該棱鏡組38為一反向全內(nèi)反射棱鏡組(Reversed Total Internal Reflection；RTIR)且還包括一具有楔形截面的第一棱鏡381及一具有直角三角形截面的第二棱鏡382，該第一棱鏡381與第二棱鏡382均是以具有預(yù)定光折射系數(shù)的透明材質(zhì)所構(gòu)成，使得第一棱鏡381與第二棱鏡382的交界面383在單方向上成為以預(yù)定角度入射光線的全反射面。該棱鏡組38具有包括一第一入光面384、一第一出光面385、一第二入光面386及一第二出光面387，由第一入光面384以預(yù)定角度所射入的光會(huì)由第一出光面385射出，而由第二入光面386以預(yù)定角度所射入的光會(huì)由第二出光面387射出，并且，該第一出光面385與第二入光面386為同一面。該光源23b所產(chǎn)生的光大體上沿著該軸心方向32b射向該第一入光面384，使光穿透該棱鏡組38并由第一出光面385射出且射向該筆尖22b附近；并且，光感應(yīng)器26b位于第二出光面387附近，由筆尖22b附近射回的影像光經(jīng)由第二入光面386射入棱鏡組38并受其反射后由第二出光面387射出而到達(dá)該光感應(yīng)器26b。藉由本實(shí)施例的棱鏡組38的設(shè)置，可使光源23b所發(fā)出的光的利用效率相對(duì)提高。
如圖8所示的本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆20c的第五較佳實(shí)施例示意圖。該第五較佳實(shí)施例的光學(xué)筆20c同樣具有筆桿21c、筆尖22c、光源23c、第二透鏡25c、光感應(yīng)器26c、控制單元27c、簍空空間35c、及導(dǎo)光組件37c等組件。其不同點(diǎn)在于該筆尖22c的導(dǎo)光組件37e固定于筆桿21c上，所以不具有伸縮筆尖22c的功能。并且，該導(dǎo)光組件37c于接近筆尖22c末端的部分系呈現(xiàn)截面漸縮的設(shè)計(jì)，以加強(qiáng)光集中效果。
如圖9所示的本發(fā)明的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆50a的第六較佳實(shí)施例示意圖。該第六較佳實(shí)施例的光學(xué)筆50a同樣具有筆桿51a、筆尖52a、光源53a、透鏡55a、光感應(yīng)器56a、及導(dǎo)光組件57a等組件。并且，由外界表面63a的小區(qū)域631a所反射的影像光的光學(xué)路徑64a同樣是與筆桿51a的軸心方向62a共軸。其不同點(diǎn)在于于該導(dǎo)光組件57a較遠(yuǎn)離光源53a且較接近區(qū)域631a的部分(亦即圖9所示的導(dǎo)光組件57a的右下角部分)包括有一切除部分572。該切除部分572可使導(dǎo)光組件57a的形狀有如一般鋼筆的筆頭構(gòu)造般，可具有相對(duì)較尖銳的筆尖52a以利使用者進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。
以上所述的實(shí)施例不限制本發(fā)明的可應(yīng)用范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以本發(fā)明的權(quán)利要求所界定技術(shù)精神及其均等變化所含括的范圍確定。因此，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化及修飾，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍的，都應(yīng)視為本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，包括一筆桿，該筆桿延伸一預(yù)定長(zhǎng)度；一筆尖，位于該筆桿的一末端，該筆尖定義一軸心方向；一光源，所產(chǎn)生的光照射到筆尖附近的一外界表面，以產(chǎn)生該外界表面的一反射影像光；以及，一光感應(yīng)器，容置于筆桿內(nèi)，用以接受來(lái)自筆尖附近的該影像光并將其轉(zhuǎn)換為一電氣訊號(hào)；其特征在于該光感應(yīng)器接受該影像光的光行進(jìn)路徑中至少有一部份系與該軸心方向相重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其中，該光學(xué)筆還包括一控制單元，連接于該光源及該光感應(yīng)器，可接受來(lái)自光感應(yīng)器的該電氣訊號(hào)，并加以運(yùn)算處理后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一控制訊號(hào)；及一按鍵，連接于該控制單元，利用按壓按鍵可使控制單元產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第二控制訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其特征在于，該光學(xué)筆還包括一彈性機(jī)構(gòu)，連結(jié)于該筆尖，使該筆尖可受一外界壓力而進(jìn)行預(yù)定距離的伸縮位移運(yùn)動(dòng)；以及，一壓力感應(yīng)器，設(shè)置于筆桿內(nèi)鄰近筆尖的位置處，可偵測(cè)筆尖的伸縮位移運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第三控制訊號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其特征在于，該光源結(jié)合于該筆尖，當(dāng)筆尖進(jìn)行伸縮位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，光源將隨著筆尖運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其特征在于，該筆尖由導(dǎo)光材質(zhì)所構(gòu)成，且還設(shè)有一導(dǎo)光組件，該導(dǎo)光組件的一端鄰近于光源、另一端則鄰近于筆尖的一末端，該光源所產(chǎn)生光射入該導(dǎo)光組件并受其導(dǎo)引而由筆尖的末端射出。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其特征在于，于該導(dǎo)光組件較遠(yuǎn)離光源且較接近筆尖末端的部分系設(shè)有一切除部分，以使導(dǎo)光組件的形狀有如一般鋼筆的筆頭構(gòu)造。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其特征在于，該光學(xué)筆還包括一半穿透半反射鏡，座落于該軸心方向上，且與軸心方向大體上呈45度夾角方式設(shè)置，且該光源與該光感應(yīng)器分別位于該半穿透半反射鏡的相對(duì)兩側(cè)面；其中，該光源所產(chǎn)生的光以大體上和該軸心方向呈90度夾角的方向射向該半穿透半反射鏡，使部分的光可受半穿透半反射鏡所反射而射向該筆尖附近；并且，光感應(yīng)器座落于該軸心方向上，由筆尖附近射回的影像光有部分會(huì)穿透該半穿透半反射鏡而到達(dá)該光感應(yīng)器。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)路徑與筆尖共軸的光學(xué)筆，其中，該光學(xué)筆還包括一棱鏡組，座落于該軸心方向上，該棱鏡組包括一第一入光面、一第一出光面、一第二入光面及一第二出光面，由第一入光面以預(yù)定角度所射入的光會(huì)由第一出光面射出，而由第二入光面以預(yù)定角度所射入的光會(huì)由第二出光面射出，并且，該第一出光面與第二入光面為同一面；其中，該光源所產(chǎn)生的光大體上沿著該軸心方向射向該第一入光面，使光穿透該棱鏡組并由第一出光面射出且射向該筆尖附近；并且，光感應(yīng)器位于第二出光面附近，由筆尖附近射回的影像光經(jīng)由第二入光面射入棱鏡組并受其反射后由第二出光面射出而到達(dá)該光感應(yīng)器；其中，該棱鏡組為一反向全內(nèi)反射棱鏡組且還包括一具有楔形截面的第一棱鏡及一具有直角三角形截面的第二棱鏡，該第一棱鏡與第二棱鏡均是以具有預(yù)定光折射系數(shù)的透明材質(zhì)所構(gòu)成，使得第一棱鏡與第二棱鏡的交界面在單方向上成為以預(yù)定角度入射光線的全反射面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)筆，包括一筆桿、一筆尖、一光源、及一光感應(yīng)器。筆桿沿一軸心方向延伸一預(yù)定長(zhǎng)度。筆尖位于筆桿的一末端且座落于該軸心方向上。光源產(chǎn)生的光照向位于筆尖附近的一外界表面，以產(chǎn)生一反射影像光其沿著一光學(xué)路徑行進(jìn)。并且，該光學(xué)路徑至少有一部份與該軸心方向相重疊。光感應(yīng)器位于光學(xué)路徑上，可用以接受影像光并將其轉(zhuǎn)換為一電氣訊號(hào)。由于光學(xué)筆擷取影像光的光學(xué)路徑與筆尖為共軸，所以當(dāng)使用光學(xué)筆進(jìn)行書(shū)寫(xiě)動(dòng)作時(shí)，光感應(yīng)器所擷取到的影像的行進(jìn)速度、方向、與距離均會(huì)和筆尖完全相同。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1804770SQ20051000197
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者姜水傳, 張世遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:天瀚科技股份有限公司