專利名稱：聚光型計算器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計算器，特別是一種聚光型計算器。
如
圖1所示，98102342.8所示的聚光型計算器包括發光元件、柵輪及感測元件。其主要系在柵輪的入射面上設有一環形柱狀透鏡，以利發光元件發出的光源投射至其入射面時，會將光源聚光，而在柵輪的出射面則環設有多數個與環形柱狀透鏡聚焦方向約呈90°的長條形齒柱狀透鏡，以使聚光后的光束通過至柵輪的出射面時，會將該光束再一次聚光。如此，聚光后的工作光束投射至感測元件的晶片時，干涉現象較小。同時，通過透鏡焦距公式，其感測元件可設計在焦點與透鏡之間，因此不會增加制造上的難度及降低解析度等問題。
但設在柵輪入射面上的環形柱狀透鏡，并不能將不需要的光束反射，同時在上述結構外，亦可以另一種結構達到使光源投射至其入射面時，有效地將光源聚光。
本實用新型的目的是提供一種能將光源聚光及反射無用光束的聚光型計算器。
本實用新型包括發光元件、柵輪及感測元件。柵輪兩側分別為構成透鏡的入射面、出射面及延設兩軸端。入射面為環設多數個長條形齒的第一齒形柱狀透鏡。出射面為環設多數個與為入射面聚焦方向約呈90°的長條形齒的第二齒形柱狀透鏡。感測元件內設有一組上、下相鄰的用于接收經由柵輪出射面投射的工作光束光源信號的感光晶片。柵輪藉由其兩側軸端轉動安裝在發光元件及感測元件之間，一側軸端與作為驅動機構的軌跡球機構形成滾動摩擦傳動副。
其中在入射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層；在出射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層。
為柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈曲率分別為R1、R2的圓弧形，相鄰兩長條形齒間的全反射角度小于41.8°。
為柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈梯形。
為柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈矩形。
光束處理層由涂敷的遮光物質形成。
光束處理層由涂敷的反射物質形成。
光束處理層由施以磨砂消光形成。
由于本實用新型包括發光元件、柵輪及感測元件。柵輪兩側分別為構成第一、第二齒形柱狀透鏡的入射面及出射面。感測元件內設有一組上、下相鄰的感光晶片。柵輪藉由其兩側軸端轉動安裝在發光元件及感測元件之間，一側軸端與作為驅動機構的軌跡球機構形成滾動摩擦傳動副。當發光元件的光源投射至柵輪入射面時，藉由為第一齒狀柱形透鏡的入射面將光源第一次聚光，并藉由入射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的光束處理層表面，將不需的光束反射或吸收。當光束穿過柵輪并由出射面射出時，便藉由為第二齒狀柱形透鏡的出射面將該光束第二次聚光，并藉由出射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的光束處理層表面，再次將不需的光束反射或吸收。最后，當工作光束投射至設置在感測元件內的感光晶片上時，由于該工作光束經過柵輪時，藉由為第一、第二齒形柱狀透鏡的入射面及出射面上兩次聚光及兩次處理，使干涉現象減小到最低程度，不僅能將光源聚光，而且能反射無用光束，從而達到本實用新型的目的。
圖1、為98102342.8專利申請案結構示意立體圖。
圖2、為本實用新型結構示意立體圖。
圖3、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(柱狀體呈圓弧形橫截面)。
圖4、為本實用新型中柵輪結構示意側視圖(柱狀體呈圓弧形橫截面)。
圖5、為圖3中A部局部放大圖(柱狀體呈圓弧形橫截面)。
圖6、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(柱狀體呈矩形橫截面)。
圖7、為本實用新型中柵輪結構示意側視圖(柱狀體呈矩形橫截面)。
圖8、為圖7中B部局部放大圖(柱狀體呈矩形橫截面)。
圖9、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(柱狀體呈梯形橫截面)。
圖10、為本實用新型中柵輪結構示意側視圖(柱狀體呈梯形橫截面)。
圖11、為圖10中C部局部放大圖(柱狀體呈梯形橫截面)。
圖12、為本實用新型中柵輪連續轉動時示波器上顯示的信號示意圖。
以下結合附圖對本實用新型進一步詳細闡述。
如圖2所示，本實用新型包括發光元件1、柵輪2及感測元件3。柵輪2兩側分別為構成透鏡的入射面21、出射面22及延設兩軸端23、24。入射面21為環設多數個長條形齒211的第一齒形柱狀透鏡。以利于發光元件1的光源投射至入射面21時，會將光源第一次聚光。出射面22為環設多數個與為第一齒形柱狀透鏡的入射面21聚焦方向約呈90°的長條形齒221的第二齒形柱狀透鏡。以利于工作光束穿過柵輪2并由柵輪2出射面22射出時，會將工作光束第二次聚光。如圖3、圖4、圖5所示，為柵輪2入射面21及出射面22的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒211、221的橫截面呈曲率分別為R1、R2的圓弧形，相鄰兩長條形齒211及相鄰兩長條形齒221間的全反射角度小于41.8°。根據透鏡焦距公式1/f＝(1/R1+1/R2)(N-1)可知，其焦距會因曲率不同而改變。亦可如圖6、圖7、圖8所示，為柵輪2入射面21及出射面22的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒211A、221A的橫截面呈矩形。亦可如圖9、圖10、圖11所示，為柵輪2入射面21及出射面22的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒211B、221B的橫截面呈梯形。在入射面21的長條形齒211、211A、211B的凸出部2111、2111A、2111B、凹陷部2112、2112A、2112B兩者之一的表面為涂敷有遮光物質、反射物質或施以磨砂消光形成的光束處理層，以利于工作光束投射時，可將不需的光束反射或吸收。在出射面22的長條形齒221、221A、221B的凸出部2211、2211A、2211B、凹陷部2212、2212A、2212B兩者之一的表面為涂敷有遮光物質、反射物質或施以磨砂消光形成的光束處理層，以利于工作光束投射時，可將不需的光束反射。感測元件3系由透光材質制成，其內設有一組上、下相鄰的用于接收經由柵輪2出射面22投射的工作光束光源信號的感光晶片31。
柵輪2藉由其兩側軸端23、24轉動安裝在發光元件1及感測元件3之間，軸端24與作為驅動機構的軌跡球機構形成滾動摩擦傳動副，使軌跡球滾動時，藉由滾動摩擦傳動副帶動柵輪2轉動。發光元件1設在位于柵輪2鄰近處，以利于發光元件1發出的光源投射在柵輪2的入射面21上。
當發光元件1的光源投射至柵輪2入射面21時，藉由為第一齒狀柱形透鏡的入射面21將光源第一次聚光，并藉由入射面21的長條形齒211、211A、211B的凸出部2111、2111A、2111B、凹陷部2112、2112A、2112B兩者之一的光束處理層表面，將不需的光束反射或吸收。當光束穿過柵輪2并由出射面22射出時，便藉由為第二齒狀柱形透鏡的出射面22將該光束第二次聚光，并藉由出射面22的長條形齒221、221A、221B的凸出部2211、2211A、2211B、凹陷部2212、2212A、2212B兩者之一的光束處理層表面，再次將不需的光束反射或吸收。最后，當工作光束投射至設置在感測元件3內的感光晶片31上時，由于該工作光束經過柵輪2時，藉由為第一、第二齒形柱狀透鏡的入射面21及出射面22兩次聚光及兩次光束處理，使干涉現象減小到最低程度。
當柵輪2轉動時，發光元件1發出的光源受到柵輪2上輪齒透光切割，形成工作光束。當工作光束接觸到感測元件3上的感光晶片31時，即產生能量。若柵輪2連續轉動時，由示波器上可得到正弦波形，并經整流電路得到如圖12所示的(0，0)、(0，1)、(1、1)及(1，0)四種信號。
權利要求1.一種聚光型計算器，它包括發光元件、柵輪及感測元件；柵輪兩側分別為構成透鏡的入射面、出射面及延設兩軸端；出射面為環設多數個與為入射面聚焦方向約呈90°的長條形齒的第二齒形柱狀透鏡；感測元件內設有一組上、下相鄰的用于接收經由柵輪出射面投射的工作光束光源信號的感光晶片；柵輪藉由其兩側軸端轉動安裝在發光元件及感測元件之間，一側軸端與作為驅動機構的軌跡球機構形成滾動摩擦傳動副；其特征在于所述的入射面為環設多數個長條形齒的第一齒形柱狀透鏡。
2.根據權利要求1所述的聚光型計算器，其特征在于在所述的為入射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層；在出射面的長條形齒的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層。
3.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于為所述柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈曲率分別為R1、R2的圓弧形，相鄰兩長條形齒間的全反射角度小于41.8°。
4.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于為所述柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈梯形。
5.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于為所述柵輪入射面及出射面的第一、第二齒形柱狀透鏡的長條形齒橫截面呈矩形。
6.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于所述光束處理層由涂敷的遮光物質形成。
7.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于所述光束處理層由涂敷的反射物質形成。
8.根據權利要求1或2所述的聚光型計算器，其特征在于所述光束處理層由施以磨砂消光形成。
專利摘要一種聚光型計算器。為提供一種的能將光源聚光及反射無用光束的計算器,提出本實用新型,它包括發光元件、柵輪及感測元件。柵輪兩側分別為構成第一、第二齒形柱狀透鏡的入射面及出射面。感測元件內設有一組上、下相鄰的感光晶片。柵輪藉由其兩側軸端轉動安裝在發光元件及感測元件之間,軸端與作為驅動機構的軌跡球機構形成滾動摩擦傳動副。
文檔編號G06F15/02GK2384264SQ9824912
公開日2000年6月21日 申請日期1998年12月3日 優先權日1998年12月3日
發明者王慶順, 謝政良, 呂淑芬 申請人:王慶順, 謝政良, 呂淑芬, 朱明相, 劉宇翔, 王米榮, 賴建東, 楊緯綜