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(fā)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(huán)形柱狀透鏡，以利發(fā)光元件發(fā)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(huán)設有多數個與環(huán)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。
但柵輪在應用上尚到諸多限制。如其入射面、出射面要正相向于發(fā)光元件、感測元件，若發(fā)光元件或感測元件設計在位于該柵輪環(huán)緣一側，該類柵輪即不能適用。
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(fā)光元件、柵輪及感測元件。柵輪一側及外圓周面分別為入射面及出射面。柵輪的另一側設有與動作機構形成滾動摩擦傳動副的轉軸。在入射面中心部位凹設中空穴孔，在穴孔內圓周面設有透鏡。出射面上設有復數個聚焦方向約與入射面上透鏡聚焦方向成90°的柱狀透鏡。感測元件內設有一組用于接收經由柵輪出射面投射出的工作光束光源信號的上、下相鄰的感光晶片。發(fā)光元件及感測元件分別置于柵輪的入射面及出射面?zhèn)取?br> 其中入射面上的透鏡為環(huán)形柱狀透鏡。
入射面上的透鏡為齒形柱狀透鏡。
入射面上的透鏡為梯形柱狀透鏡。
入射面上的透鏡為方形柱狀透鏡。
入射面上的透鏡的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層。
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(fā)光元件、柵輪及感測元件。柵輪一側及外圓周面分別為入射面及出射面。柵輪的另一側設有轉軸。在入射面中心部位凹設內圓周面設有透鏡的中空穴孔。出射面上設有復數個聚焦方向約與入射面上透鏡聚焦方向成90°的柱狀透鏡。感測元件內設有一組上、下相鄰的感光晶片。發(fā)光元件及感測元件分別置于柵輪的入射面及出射面?zhèn)?。當發(fā)光元件的光源投射至柵輪入射面?zhèn)妊椎膬葓A周面時，藉由其上環(huán)形柱狀透鏡將光源第一次聚光，聚光后的光束再通過柵輪出射面?zhèn)韧鈭A周面時，藉由其上齒形柱狀透鏡將該光束第二次聚光。并藉由齒形柱狀透鏡的凸出部、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。最后，當經透光切割后形成的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，藉由環(huán)形柱狀透鏡及齒形柱狀透鏡兩次聚光及光束處理，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(穴孔內圓周面透鏡為環(huán)形柱狀透鏡)。
圖4、為本實用新型中柵輪結構示意剖視圖(穴孔內圓周面透鏡為環(huán)形柱狀透鏡)。
圖5、為圖3中A向視圖。
圖6、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈弧齒形的柱狀透鏡)。
圖7、為本實用新型中柵輪結構示意剖視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈弧齒形的柱狀透鏡)。
圖8、為圖7中B部局部放大圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈弧齒形的柱狀透鏡)。
圖9、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈梯形的柱狀透鏡)。
圖10、為本實用新型中柵輪結構示意剖視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈梯形的柱狀透鏡)。
圖11、為圖9中C部局部放大圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈梯形的柱狀透鏡)。
圖12、為本實用新型中柵輪結構示意正視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈方形的柱狀透鏡)。
圖13、為本實用新型中柵輪結構示意剖視圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈方形的柱狀透鏡)。
圖14、為圖12中D部局部放大圖(穴孔內圓周面透鏡為橫截面呈方形的柱狀透鏡)。
圖15、為本實用新型中柵輪連續(xù)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(fā)光元件1、柵輪2及感測元件3。如圖3、圖4、圖5所示，柵輪2一側及外圓周面分別為入射面21及出射面22。柵輪2的另一側設有與動作機構形成滾動摩擦傳動副的轉軸23。為出射面22的柵輪2外圓周面上軸向均設復數長條柱狀透鏡24。如圖3、圖6、圖8所示，柱狀透鏡24A的橫截面呈弧齒形。各柱狀透鏡24A的曲率為R2，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9、圖11所示，柱狀透鏡24B的橫截面呈梯形。亦可如圖12、圖14所示，柱狀透鏡24C的橫截面呈方形。在柱狀透鏡24(24A、24B、24C)的凸出部241(241A、241B、241C)、凹陷部242(242A、242B、242C)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，以利工作光束投射時，可將不需要的光束反射或消光。相鄰兩柱狀透鏡24(24A、24B、24C)間全反射角度小于小于41.8°。在入射面21中心部位凹設中空穴孔25，并在穴孔25內圓周面設有聚焦方向與為出射面22的柵輪2外圓周面上柱狀透鏡24(24A、24B、24C)聚焦方向約呈90°透鏡26。如圖3、圖4、圖5所示，透鏡26為環(huán)形柱狀透鏡，透鏡26的曲率設為R1，以當發(fā)光元件1的光源投射至其內圓周面上時，以利于將光源聚光。亦可如圖6、圖7、圖8所示，透鏡26A為橫截面呈弧齒形的柱狀透鏡。亦可如圖9、圖10、圖11所示，透鏡26B為橫截面呈梯形的柱狀透鏡。亦可如圖12、圖13、圖14所示，透鏡26C為橫截面呈方形的柱狀透鏡。在為柱狀透鏡26A(26B、26C)的凸出部261A(261B、261C)、凹陷部262A(262B、262C)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，以利工作光束投射時，可將不需要的光束反射或消光。
感測元件3系由透光材質制成，其內設有一組上、下相鄰的感光晶片31，以用于接收經由柵輪2為出射面22的圓周面投射出的工作光束光源信號。
柵輪2藉由固定設置在其側面中心部位的轉軸23安裝在發(fā)光元件1及感測元件3之間，其入射面21及出射面22分別與發(fā)光元件1及感測元件3相對。轉軸23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。
當發(fā)光元件1的光源投射至為入射面21的柵輪2穴孔25的內圓周面時，藉由其上透鏡26(26A、26B、26C)將光源第一次聚光，聚光后的光束再通過為出射面22的柵輪2外圓周面時，藉由其上柱狀透鏡24(24A、24B、24C)將該光束第二次聚光。并藉由柱狀透鏡的凸出部241(241A、241B、241C)、凹陷部242(242A、242B、242C)兩者之一的光束處理層表面，將不需的光束反射或吸收。最后，當經透光切割后形成的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，藉由為入射面21穴孔25內圓周面上透鏡26(26A、26B、26C)及為出射面22外圓周面上柱狀透鏡24(24A、24B、24C)兩次聚光及光束處理，使干涉現象減小到最低程度。
當柵輪2轉動時，發(fā)光元件1發(fā)出的光源受到柵輪2為出射面22的外圓周面上柱狀透鏡24(24A、24B、24C)的透光切割，形成工作光束。當工作光束接觸到感測元件3的感光晶片31，即產生能量。當柵輪2連續(xù)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(fā)光元件、柵輪及感測元件；柵輪上設有入射面及出射面；柵輪一側中心部位固定設有與動作機構形成滾動摩擦傳動副的轉軸；在入射面上設有透鏡；出射面上設有復數個聚焦方向約與入射面上透鏡聚焦方向成90°的柱狀透鏡；感測元件內設有一組用于接收經由柵輪出射面投射出的工作光束光源信號的上、下相鄰的感光晶片；發(fā)光元件及感測元件分別置于柵輪的入射面及出射面?zhèn)龋黄涮卣髟谟谠谒龅娜肷涿嫖挥跂泡喌牧硪粋?，其中心部位凹設中空穴孔，入射面的透鏡設在穴孔內圓周面；出射面上透鏡設在柵輪外圓周面上。
2.根據權利要求1所述的聚光型計算器，其特征在于所述的入射面上的透鏡為環(huán)形柱狀透鏡。
3.根據權利要求1所述的聚光型計算器，其特征在于所述的入射面上的透鏡為齒形柱狀透鏡。
4.根據權利要求1所述的聚光型計算器，其特征在于所述的入射面上的透鏡為梯形柱狀透鏡。
5.根據權利要求1所述的聚光型計算器，其特征在于所述的入射面上的透鏡為方形柱狀透鏡。
6.根據權利要求3、4、5所述的聚光型計算器，其特征在于所述的入射面上的透鏡的凸出部、凹陷部兩者之一的表面形成光束處理層。
7.根據權利要求6所述的聚光型計算器，其特征在于所述的光束處理層由涂敷的遮光物質形成。
8.根據權利要求6所述的聚光型計算器，其特征在于所述的光束處理層由涂敷的反射物質形成。
9.根據權利要求6所述的聚光型計算器，其特征在于所述的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(fā)光元件、柵輪及感測元件;柵輪一側及外圓周面分別為入射面及出射面;柵輪的另一側設有轉軸;在入射面中心部位凹設內圓周面設有透鏡的中空穴孔;出射面上設有復數個聚焦方向約與入射面上透鏡聚焦方向成90°的柱狀透鏡;感測元件內設有一組上、下相鄰的感光晶片;發(fā)光元件及感測元件分別置于柵輪的入射面及出射面?zhèn)取?br> 文檔編號G06F15/02GK2377615SQ9920481
公開日2000年5月10日 申請日期1999年2月12日 優(yōu)先權日1999年2月12日
發(fā)明者王慶順, 謝政良, 朱明相, 劉宇翔, 王米榮, 賴建東, 呂淑芬, 楊緯綜 申請人:王慶順, 謝政良, 朱明相, 劉宇翔, 王米榮, 賴建東, 呂淑芬, 楊緯綜