201003470 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種井璺鈐 裡予輸入裝置之夹| 構，尤指一種避免光束自曰奸、、'° 之先與物反射後穿透折射介面 之光子輸入裝置之光導引結構。 【先前技術】 球裝置等輸入裝置來操控顯示於榮幕之圖：=: =游標’而現有光學輸入裝置，係利用—光 ^射一極體等）以照射於如桌面或執跡球之球面等目標 物，並反射呈現出干涉條紋或圖形，再經由—光: 1 象偵測元件以擷取及感測目標物表面之干涉條紋或圖/ =，進而感測計算出滑鼠或執跡球之移動方向及距 離，讓使用者能夠同步控制電腦螢幕之游標位置。 叙果上型或筆記型電腦 而現有之光學輸人裝置中，為了使上述光源所投 射出的光線能夠射向目標物，並使自該目標物表面反 射的光線射向上述之影像擷取元件，均會設置有光導 引結構，如第一圖所示之現有的光導引結構8 〇，兑 具有:折射介面8 1，使得光線射向該折射介面8I 後，光線的一部份透射，而一部份被反射向該目標物 8 2，接續地當該光線自目標物8 2表面反射後，須 穿透折射介面8 1射向該影像彳貞測元件8 3。 上述現有之光導引結構中，由於具有該折射介面 8 1位於該影像偵測元件8 3與該目標物8 2之間， 將使得自該目標物8 2反射向該影像偵測元件8 3的 201003470 變Π 介面8 1而發生影像模糊或扭 梅像，而導掏取得到清晰正 :而耗費電力，不符合省電環保的要求。 潛心研二Tr文善，乃特 效改善上述問題之本=用k出—種設計合理且有 【發明内容】 結構本提供：：種光學輸入裝置的光導引 反射的影像穿透折^介面面的衫像’並避免自目標物表面 ，了達成上述目的，本發 ;=:;r貞測，物“二 取路徑；一稜鏡組，射路經及一影像操 該光束投射路徑及該影㈣取，C鏡且位於 鏡之間形成一折射介而，忒主稜鏡及該副稜 射路獲而透射過該折射/棱鏡組使該光束沿著該光束投 债測元件，其設置’射向該目標物；以及一影像 標物改變方向，而沿著其卜側’該光束經該目 少-次方向改變後，/貞取路控在該稜鏡組中經至 元件擷取該目標物的影像該影像伯測元件，使該影像侧 本發明之實施例具右 組，使得該光束自該目=物改辦m果」藉由該稜鏡 徑進入_組後’目標物的“二 201003470 生影像模糊或扭曲之變異，因此能夠得到更清晰正確的與 像，如此一來能夠讓使用本發明之實施例的光學 式= 學執跡球等裝置具有更良好的靈敏度。 5 為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術内容，請參 閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，^而所附圖式^ 供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。二 【實施方式】 如已知的光線傳_論，光線傳播的路徑若經過棱 鏡組的折射介面會產生方向改變（如反射或折射）及 =丄如第一 Α圖所示’可說明當光束經過稜鏡組的 折射；丨面而發生之方向改變及透射的情形， 自-發光元件發射後，產生一光束投射路徑L :九； 光束投射路徑L1進人該光料結構㈣ 面81日夺’該光束會一部分由該折射介面 US 光束反射路徑L 1 3 ’ -部分透射該
”面而產生一光束透射路徑L丄b。請另參考第一 B 光束沿著該光束投射路徑L“射向該 ":物8 2後，經該目標物8 2反射產生一影像擷取 路徑L 2 ’該光束沿著該影像擷取路徑 導引結構80至該折射介面810寺，該光== 部分由該折射介面81反射產生-影像反射路 ，一部分透射該折射介面8 1而產生-影像 =ri2b，如此可知該光束經由該折射介面8 1所發生的方向改變及透射情況。 結構==面裝置之光導引 J J十甶不忍圖，其用以偵測一目標物1 201003470 0的影像，本貫施例包括一光源2 0、一棱鏡組及一 影像偵測元件4 0，該光源2 ◦用以投射出一光束， 而形成一光束投射路徑L 1及一影像擷取路徑l 2， 本發明之實施例中’該光源2 0可以是發散的，較佳 地是能夠投射出經準直的光束，且該光源2 〇係為一 發光構件，如發光二極體或雷射二極體。該稜鏡組包 含一主稜鏡3 0及一第一副稜鏡5 〇且位於該光束投 射路徑L 1及遠影像操取路徑l 2上，該主棱鏡3 〇 及該第一副稜鏡5 0之間形成一折射介面，該光束沿 著該光束投射路徑L1透射該稜鏡組中的該折射介 面，而以小角度或鉛直地射向該目標物i 〇，該影像 偵測元件4 0設置於該稜鏡組的其中一側，該光束經 該目標物1 Q改變方向（反射），而沿著該影像擷取路 控L 2在該稜鏡組中經至少一次方向改變（反射）後， 射向該影像偵測元件4 〇，使該影像偵測元件4 〇擷 取該目標物的影像，本發明下述實施例中，該影像偵 測元件4 0相對於該目標物表面工〇設置於該棱鏡植 的另一側，該光束沿著該影像擷取路徑L 2係在該稜 鏡組中係經過兩次方向改變後，而射向該影像偵測元 件4 ◦，然本發明不以此為限，而可藉由改變該主稜 鏡3 0與該第一副稜鏡5 〇的鏡面角度，以及該影 偵測元件40所裝配的位置，而使得該光束沿著該影 =取：2 2可只經過一次方向改變而射向該影像 偵測7G件4 0。 本實施例中，該稜鏡組中的該主稜 第一傾斜鏡面31及-第二傾斜鏡面 8 201003470
棱鏡3 0為一斜方稜鏡的情況，該第一傾斜鏡面3 1 與該第二傾斜鏡面3 2係形成在該主稜鏡3 〇的相對 兩側’本發明之實施例中，該第一傾斜鏡面3 1朝向 上方’該第二傾斜鏡面3 2朝向下方。該稜鏡組中的 該第一副稜鏡5 〇連接於該主稜鏡3 〇的第一傾斜鏡 面3 1，而在該主稜鏡3〇的第一傾斜鏡面3 1處形 成一折射介面，使該光束沿著該光束投射路徑L丄射 入該第一副稜鏡5 0後，透射該第一傾斜鏡面3 1 (折 射介面）進入該主棱鏡3〇，並射向該目標物1 〇， 該光束並經該目標物1 〇改變方向後，沿著該影像擷 取路徑L 2在該主稜鏡3 0中分別經過該第一傾斜鏡 面3 1及4第一傾斜鏡面3 2的一次方向改變。 如第二圖之本發明的實施例所示，該光源2 〇設 置於該第一傾斜鏡面3 1的一側，該第一副稜鏡5 〇 具有至少一反射面5 1，且該至少一反射面5 1位在 該光束投射路#L i i，使該光束沿著該光束投射路 裣L 1射入該第一副稜鏡5 〇後，經該至少一反射面 向’再經該第一傾斜鏡面3 1透射入該主 稜鏡3 0中。 署热四圖之本發明的實施例所示，該光源2 0設 二：斜鏡面3 2的一側，該稜鏡組為-主稜 稜鏡6 ◦’該稜鏡組中的該第二副 / 該主稜鏡30的第二傾斜鏡面3 2， "主稜鏡3 〇的第二傾斜鏡面 該光束投射路徑“丄= 田J牙夂鏡6 〇後，透射兮笛-a百力、丨^ 亥第一傾斜鏡面3 2 (折射介面） 9 201003470 進入該主稜鏡3 〇，並經該主稜鏡3 〇的該第一傾斜 鏡面3 1改變方向，射向該目標物1 〇。 如第五圖之本發明的實施例所示，該第二副稜鏡 6 0具有至少一反射面6 1，使該光束沿著該光束投 射路控L 1射入該第二副稜鏡6 〇後，經該反射面6 1改貧_方向，再朝向該主稜鏡3 〇的第二傾斜鏡面3 f (折射介面）透射，另如第六圖所示之另一實施例， 该第二副稜鏡60可具有兩反射面6 1 a、6丄b， ，該光束沿著縣束投射_L丄水平射人該第二副 馱鏡6 〇後，依序經該兩反射面6丄a、6丄b改變 方向而射向該主稜鏡3〇的第二傾斜鏡面3 2 (折射 介面）。 本發明之實施例中進一步具有至少一凸面聚焦結 構位在該光束投射路徑或該影像擷取路徑上，如該主 稜鏡3 〇具有至少—凸面聚焦結構3 3，該至少一凸 面聚焦結構3 3配置在該主稜鏡3 〇相對於該目桿物 1 〇或相對於該影像偵測元件4 〇的至少一鏡面上， 且位在该光束投射路徑L1及/或該影像擷取路徑乙 2上，而參照第七圖所示，該主稜鏡3 〇相對於該目 標物1 0或相對於該影像偵測元件4 〇的鏡面上^別 配置有凸面聚焦結構3 3，如此可提高目標物的影 的亮度。 上述實施例中，該第一副稜鏡5 〇或該第二副稜 ，6 0亦可具有至少一凸面聚焦結構，該至少一凸面 聚焦結構配置在該第一副棱鏡5 〇或該第二副稜鏡^ 〇相對於該光源的一鏡面上，而位在該光束投射路徑 201003470 ^ ’分別如第，及第九圖中標號5 2及6 2所示， 此可步提高光束的亮度，亦可如第十圖及第十 β 施例所示，該主稜鏡3◦與該副稜鏡5 0、 0句'刀別具有凸面聚焦結構3 3、5 2、6 2。 上述該凸面聚焦結構3 3 ，明之實施例的—種實施態樣，本發明 S = ?33、52、62與該主棱鏡3二 1兄〇或該第二副稜鏡6 0結合成一體為 ^ 明所屬領域中熟悉該項通常技術者，係可根 據上述只施例所聲明的精神，而修改、變更該凸面 焦結構3 3、5 2、6 2為附加的組件，而非盘該該& 該第一副棱鏡50或該第二副棱鏡6〇 尸物的另一實施例中’如第十二圖所示，該目 =1 0表面係覆有—透明介fl丄，該光束沿著該 、’束投射路控L 1自該主稜鏡3 Q錯直於該目標物工 0+表面射出’並經由該目標物i ◦表面改面方向而沿 t該影像擷取路2錯直較射後，射人該主稜鏡 3 ^)，並在該主稜鏡3 〇中經由該第一傾斜鏡面3工 及該第二傾斜鏡面3 2改變方向（如反射或全反射）， 而射向該影像偵測元件4 〇，使該影像偵測元件4 〇 擷取該目標物1 0表面的影像。 綜上所述，本發明藉由該稜鏡組包含一主稜鏡及 一副稜鏡（如上述實施例中之第一副稜鏡5 〇或第二 ，稜鏡h使得該光束經該目標物i 0改變方向，而沿 著該影像擷取路徑L 2進入該主稜鏡3 〇後，該光束 11 201003470 只在該主稜鏡3 〇發生方向改變（反射）的部分會射 向該影像偵測元件4 〇，使得該影像偵測元件4 〇所 擷取的目標物影像，在該主稜鏡3 〇中不會再穿透折 射介面而發生影像模糊或扭曲之變異，而使更清晰正 確的影像射向該影像偵測元件4 〇，如此一來，能夠 讓使用本發明光學輸入裝置之光導結構的光學滑^或 光學軌跡球等裝置具有更良好的靈敏度。 以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此 ( 侷限本發明之專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明 書及圖式内容所為之等效技術變化，均包含於本發明 之權利保護範圍内，合予陳明。 【圖式簡單說明】 第一圖、第一A圖及第—B圖係習知光學滑鼠之平面示意 圖。 第二圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構之平面示意 圖。 I 第二圖係本發明光學輪入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第四圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第五圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第六圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第七圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 12 201003470 之平面示意圖。 第八圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第九圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第十圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施例 之平面示意圖。 第十一圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施 例之平面示意圖。 第十二圖係本發明光學輸入裝置之光導引結構的另一實施 例之平面示意圖。 【主要元件符號說明】 [本發明之實施例] 10 目標物 11 透明介質 2 0 光源 3 0 主棱鏡 31 第一傾斜鏡面 32 第二傾斜鏡面 33 凸面聚焦結構 40 影像偵測元件 50 第一副稜鏡 51 反射面 52 凸面聚焦結構 60 第二副棱鏡 6 1 反射面 6 1 a反射面 13 201003470 62 凸面聚焦結構 6 1 b反射面 LI 光束投射路徑 L 2 影像擷取路徑 [習知技術] 80 光導引結構 81 折射介面 8 2 目標物 83 影像偵測元件 L1 光束投射路徑 L 1 b光束透射路徑 L 2 b影像透射路徑 L 1 a光束反射路徑 L 2 影像擷取路徑 L 2 a影像反射路徑
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