単純化された設計を有する光学式マウス

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【発明の名称】	単純化された設計を有する光学式マウス
【発明者】	【氏名】ワンチン－ウェン【氏名】チョンユー－チン【氏名】リンハオ－フォン
【要約】	【課題】本発明は、光学式マウスの単純化された光学系を提供することを第１の目的とする。【解決手段】本発明の光学式マウスは、一体構造の底部の筐体、レンズセット構成要素、及び制御回路用の回路板を有する。底部の筐体は、開口と光源用の台を有する。レンズセット構成要素は開口の上の置かれる。回路板は、回路板上に取付けられる光源及び光センサを有する。回路板は、レンズセット構成要素の上で底部の筐体内に定められ、レンズセット構成要素を底部の筐体内に固定することを助ける。光源は光源用の台の中に配置される。光源用の台は、底部の筐体内における光源の角の向きを定めることを助け、それにより光源からの光線は開口を通り、光学式マウスがその上を滑る表面に向けられる。表面から反射する光線は、レンズセット構成要素を通り光センサに到達する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】第１の開口及び光源用の台を有する一体構造の底部の筐体と、上記第１の開口の上に置かれるレンズセット構成要素と、光源及び光センサが上に取付けられ、上記レンズセット構成要素の上において上記底部の筐体内に固定され、上記レンズセット構成要素を上記底部の筐体内に固定することを助ける制御回路用の回路板とを含み、上記光源は上記光源用の台内に配置される、光学式マウスの表面上の滑り動作を検出するよう適応される光学式マウスであって、上記光源用の台は、上記光源の上記底部の筐体内における角の向きを定めることを助け、それにより上記光源からの光線は上記開口を通り上記表面へ方向付けられ、上記表面から反射される光線は上記レンズセット構成要素を通過し上記光センサに方向付けられる光学式マウス。
【請求項２】上記一体構造の底部の筐体は更に、上記レンズセット構成要素を受容するよう適応される少なくとも１つのノッチを含み、上記ノッチは、上記レンズセット構成要素を上記底部の筐体内に配置することを助ける請求項１記載の光学式マウス。
【請求項３】上記レンズセット構成要素は、レンズ及びレンズ支持体を含み、上記レンズは上記レンズ支持体内に固定され、上記レンズ支持体は、上記底部の筐体と上記回路板との間にはさまれる請求項１記載の方法。
【請求項４】上記レンズセット構成要素は更に、上記光源用の台の側面を覆うよう適応されるフラップを含み、上記フラップと上記光源用の台は共に、上記光源を受容するよう適応される中空の構造を成形する請求項３記載の光学式マウス。
【請求項５】上記中空の構造は、上記光源から放出される光線の一部を遮断するシールドとして機能する請求項４記載の光学式マウス。
【請求項６】上記光源用の台は、中空の構造を有する請求項１記載の光学式マウス。
【請求項７】上記中空の構造は、上記光源から放出される光線の一部を遮断するシールドとして機能する請求項６記載の光学式マウス。
【請求項８】上記回路板は第２の開口を含み、上記光センサは上記第２の開口の上に取付けられ、上記表面から反射される上記光線は、上記レンズセット構成要素を通過し、且つ、上記第２の開口を通過し上記光センサに到達する請求項１記載の光学式マウス。
【請求項９】上記光源は、上記第２の開口を通り上記光源用の台の中に突出する請求項８記載の光学式マウス。
【請求項１０】上記光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）である請求項７記載の光学式マウス。
【請求項１１】上記一体構造の底部の筐体は更に、上記回路板を受容するよう適応される少なくとも１つのクランプを含み、上記クランプは上記回路板を上記底部の筐体内に取付ける請求項１記載の光学式マウス。
【請求項１２】上記回路板を上記底部の筐体に固定するためにネジが使用される請求項１記載の光学式マウス。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学式マウスに関する。より詳細には、本発明は単純化された設計を有する光学式マウスを開示する。
【０００２】
【従来の技術】従来の機械的マウスは、マウスの筐体内に置かれ、ある表面と接触するボールを使用する。機械的なマウスが表面に亘って動かされると、ボールは回転し、マウス内のセンサがこの回転を検出し、２つの垂直成分に分解する。この設計は多年にわたって広く使用されており、今日においても依然として人気がある。
【０００３】しかし、回転式ボールは汚れを拾い上げる傾向がある。この汚れはセンサ上に蓄積し、センサの動作を妨害する。定期的に洗浄を行わないと、機械的なマウスは動作軸のうちの１つの軸に沿ってくっつくか、又は、マウスの動作を滑らかに追跡しないなど常軌を逸して作動し始める。
【０００４】光学式マウスは、この問題を解決するべく導入された。機械的にボールの動作を感知するのではなく、光学式マウスは表面の高速な連続画像を捕捉し、これらの画像を互いに対し順次比較し、光学式マウスの動作の方向及び距離を決める。このような光学式マウスの方法及び構造は従来技術において周知であるので、ここで詳細に説明する必要はない。光学式マウスの幾つかの利点として、壊れる又は動きが悪くなる動く部分がないことによる高い信頼度と、動作のより滑らかな追跡とがあげられる。
【０００５】図１を参照するに、従来技術の光学式マウス５の底面からの斜視図を示す。従来技術の光学式マウス５は、開口２５が設けられる底部の筐体２０を有する。光学式マウス５は、この開口２５を介し、光学式マウス５がその上を滑る表面を「見る」。転位情報はコンピュータ（図示せず）にケーブル３を介し送られる。ケーブル３は、例えば、ＰＳ／２アダプタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）アダプタなどのような多くの標準的なアダプタを端に有する。
【０００６】図２を参照するに、従来技術の光学式マウス５の光学系１０の部分的な分解図を示す。光学セット３０は、底部の筐体２０の開口２５の上に取付けられる。光学セット３０はレンズ３２、第１の反射面３４、及び第２の反射面３６から構成される。回路板４０は光学セット３０の上に取付けられる。回路板４０は、レンズ３２の上に配置される孔４８と、孔４８の上に回路板４０上で取付けられる光センサ４２を有する。光センサ４２は、光学式マウス５がその上を滑る表面の画像を捕捉し、更に、光学式マウス５の転位を決めるために光センサ４２によって捕捉された画像を解析する回路（図示せず）を含む。発光ダイオード（ＬＥＤ）４４も、回路板４０上に取付けられる。ＬＥＤ４４は光センサ４２の光源として使用される。第１の反射面３４は孔４８から突出し、それにより第１の反射面３４がＬＥＤ４４と光センサ４２との間にあるようにされる。最後に光シールド４６も回路板４０上に取付けられる。光シールド４６は、ＬＥＤ４４からの所望しない光が、不用意に光センサ４２に到達することを阻止する。
【０００７】図２及び図３を参照する。図３は、図２中の光学系１０の非常に単純化された側面図を示す。ＬＥＤ４４によって光線１１が放出される。シールド４６によって幾つかの光線１１が遮断されるが、光線１１の大部分はＬＥＤ４４が面している方の方向に放出される。ＬＥＤ４４は第１の反射面３４に面しているので、光線１１の大部分は第１の反射面３４に向かって進み、そこから光線１１は第２の反射面３６に向けて下に反射される。光線１１は、第２の反射面３６から底部の筐体２０の開口２５を通り反射し、表面１３に光を当てる。光線１２は、表面１３によって反射され、従って変調され、光センサ４２に焦点が合わされているべきであるレンズによって集束される。光センサ４２は、表面１３の連続した画像を捕捉するために光線１２を使用し、これらの画像のうちの連続する対を解析し、光学式マウス５の動作の方向及び大きさを決める。
【０００８】光学系１０は良好に作動するが、複雑である。特に、第１の反射器３４及び第２の反射器３６を有する光学セット３０は比較的高価である。この高価な構成要素は光学式マウス５全体としての費用を増加し、機械的なマウスの市場において対抗できなくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、光学式マウスの単純化された光学系を提供することを第１の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、光学式マウスの表面上の滑り動作を検出するよう適応される本発明の光学式マウスは、第１の開口及び光源用の台を有する一体構造の底部の筐体と、第１の開口の上に置かれるレンズセット構成要素と、光源及び光センサが上に取付けられ、レンズセット構成要素の上において底部の筐体内に固定され、レンズセット構成要素を底部の筐体内に固定することを助ける制御回路用の回路板とを含み、光源は光源用の台内に配置され、光源用の台は、光源の底部の筐体内における角の向きを定めることを助け、それにより光源からの光線は開口を通り表面へ方向付けられ、表面から反射される光線はレンズセット構成要素を通過し光センサに方向付けられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図４を参照するに、本発明の光学式マウス５０の底面からの斜視図を示す。光学式マウス５０は、例えば、机のような表面（図示せず）の上を滑り、この滑り動作を検出するよう設計される。この光学式マウス５０は、開口６２が設けられる底部の筐体６０を有する。光学式マウス５０は、この開口６２を介し、光学式マウス５０がその上を滑る表面を検出する。転位情報は、ケーブル５３を介しコンピュータ（図示せず）に送られる。ケーブル５３は、例えば、ＰＳ／２アダプタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）アダプタなどのような幾つかの標準的なアダプタのうちの任意のアダプタを端に有する。
【００１２】図４乃至図６を参照されたい。図５は、光学式マウス５０用の光学系１１０の部分的な分解図である。図６は、光学系１１０の側面図である。光学系１１０は、底部の筐体６０、光源７０、レンズセット構成要素８０、回路板９０、及び光センサ１００を含む。光センサ１００は、表面５１から反射する光線１１３を検出し、表面５１の一連の画像を捕捉する。光センサ１００は、光学式マウス５０の動作の方向及び大きさを決めるために光センサ１００が一連の画像を解析することを可能にする光学認識及び制御回路（図示せず）を含む。このような装置の例として、Agilent TechnologiesのＨＤＮＳ－２０００がある。光センサ１００からの出力は、ケーブル５３を介しコンピュータ（図示せず）に転位情報を送るために使用される。光センサ１００は、回路板９０上に取付けられ、電気的に接続される。回路板９０は開口９２を有する。開口９２は、光線１１３が光センサ１００に到達するために必要である。光センサ１００は、従って開口９２をまたぐように置かれる。
【００１３】底部の筐体６０は、加圧成形（pressure－mold）されたプラスチックから形成される一体構造を有する。つまり、底部の筐体６０は、プラスチックが加熱及び加圧金型に注入され形成されたプラスチックからなる単一の構造である。プラスチック以外の他の材料も使用することが可能であるが、プラスチックは非常に安価であり、製造するのが容易であり、更に、適度に頑丈である。
【００１４】底部の筐体６０は、孔６２、光源用の台６６、ノッチ６７、及びクランプ６９を有するよう成形される。底部の筐体６０内の孔６２は、光源７０からの光線１１２が表面５１に到達し、表面５１から反射した光線１１３が光センサ１００に到達することを可能にする。
【００１５】光源用の台６６は、光源７０を受容するよう設計され、孔６２に向かって傾斜する滑走面６４及び２つの壁６３を有する。２つの壁６３の間に置かれる角度θを有する滑走面６４は、光源７０の角度を設定することを助け、それにより光源７０は所定の向きで孔６２に適当に面する。この所定の向きは、設計者によって決められ、表面の特徴のコントラストが高められるような方法で表面に光が当てられることを保証するような向きであるべきである。
【００１６】ノッチ６７は、レンズセット構成要素８０の配置を助けるよう使用される。レンズセット構成要素８０のコーナ８１は、夫々のノッチ６７にぴったりとはめ込まれる。レンズセット構成要素８０は、レンズ支持体８２内に固定されるレンズ８４を有し、上記のコーナ８１はレンズ支持体の一部である。コーナ８１とノッチ６７とのかみ合わせは、レンズ８４が孔６２の上に配置されることが保証されるよう設計される。レンズセット構成要素８０は更に、フラップ８６を有する。レンズセット構成要素８０がノッチ６７によって孔６２の上に配置されると、フラップ８６は光源用の台６６の１つの側面を覆い、屋根を成形する。フラップ８６は、光源用の台６６と共に囲われた、中空の構造１０１を成形し、その中に光源７０が配置される。レンズセット構成要素８０も、高品質の透明なプラスチックから形成される一体構造である。
【００１７】光源７０はＬＥＤであり、リード線７２を介し回路板９０上に取付けられる。リード線７２は、ＬＥＤ７０が回路板９０の開口９２を通り突出可能であることを保証するよう十分に長い。ＬＥＤ７０は回路板９０を通り、フラップ８６と光源用の台６６とによって形成される中空の構造１０１内に突出する。ＬＥＤ７０は従って、光源用の台６６内に配置されぴったりと保持される。次に、回路板９０は、クランプ６９によって、底部の筐体６０内のレンズセット構成要素８０の上で固定される。回路板９０は、クランプ６９によって定位置に取付けられると、回路板９０はレンズセット構成要素８０がノッチ６７から外れることを防ぐ。つまり、レンズセット構成要素８０は、回路板９０と底部の筐体６０との間にはさまれる。従って、ノッチ６７及び回路板９０は、レンズセット構成要素を底部の筐体６０内に固定するよう共に作用する。
【００１８】光学式マウス５０の動作中に、ＬＥＤ７０から光線１１２が放出される。大部分の光線１１２の進む方向は、ＬＥＤ７０の向きによって決められる。この向きは、光源用の台６６によって決められる。更に、ＬＥＤ７０が内部に配置される中空の構造１０１はシールドとしても機能し、所望しない光線が光センサ１００に直接的に到達することを防ぐ。光線１１２は表面５１に進み、反射する。この反射の際に、光線は表面５１によって変調され、光線１１３となる。光線１１３はレンズ８４にまで進む。レンズ８４は光線１１３を集束し、集束された光線１１３は回路９０の開口９２を通り光センサ１００に到達する。
【００１９】図７を参照するに、光学式マウス５０の光学系２００の部分的な分解図を示す。光学系２００は、ほとんど全ての点において光学系１００と同一である。しかし、この２つの系には幾つかの小さな違いがある。例えば、光学系２００は、回路板２１０を固定するためにネジ２０３を使用することが示される。ネジ２０３は、回路板２１０の孔２０７を通り、底部の筐体２２０上の支柱２０５に入る。更に、レンズセット構成要素２３０は、光源用の台２２５と共に中空の構造を成形するためのフラップを有さない。その代わりに、光源用の台２２５は既に中空の構造として成形され、壁２２６、屋根２２８、及び傾斜が付けられる滑走面２２４を有する。しかし、光源用の台２２５の機能は、光学系１１０の完全にされた中空の構造１０１の機能とまったく同じである。つまり、光源用の台２２５は、光源２４０によって放出された所望しない光線から光センサ２１５を保護するシールドとして機能し、更に、光源２４０を底部の筐体２２０内で適当に方向付けるよう機能する。
【００２０】従来の技術と比較して、本発明は、光源から光学式マウスがその上を滑る表面に光線を伝達するための反射面を光学式マウスの光学系内に必要としない。これは、光学系の全体としての費用を減少させる。光源は、シールドとして機能し、更に、光源が光学式マウスの底部の筐体内で適当に方向付けされることを保証する光源用の台の中にぴったりと保持される。

【出願人】	【識別番号】５０１０２６４００【氏名又は名称】プリマックスエレクトロニクスリミテッド
【出願日】	平成１３年７月９日（２００１．７．９）
【代理人】	【識別番号】１０００７０１５０【弁理士】【氏名又は名称】伊東忠彦
【公開番号】	特開２００２－１３２４３９（Ｐ２００２－１３２４３９Ａ）
【公開日】	平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【出願番号】	特願２００１－２０８３３９（Ｐ２００１－２０８３３９）