專利名稱：激光鼠標(biāo)及其像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種激光鼠標(biāo)及其像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法，且特別是有關(guān)于一種可依據(jù)光斑圖樣來調(diào)整其感光元件的像素分辨率的激光鼠標(biāo)及其像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法。
背景技術(shù)：
近來，屬同調(diào)光(coherence light)的激光因其具有較佳的光學(xué)辨識效果，而被應(yīng)用于激光鼠標(biāo)中。激光鼠標(biāo)是利用激光來照射使用表面，且隨被照射表面的各處粗糙度或細(xì)部結(jié)構(gòu)不同，經(jīng)表面反射的激光是依干涉原理而在激光鼠標(biāo)的感光元件上形成細(xì)微而規(guī)律的干涉條紋(interferencefringes)或光斑圖樣(speckle pattern)。
藉此，激光鼠標(biāo)利用感光元件來感測光斑圖樣，以產(chǎn)生供下級處理器進(jìn)行圖像比對操作的圖像數(shù)據(jù)。較利用陰影來辨別鼠標(biāo)位置的光學(xué)鼠標(biāo)而言，能直接反映出物體表面細(xì)節(jié)的激光鼠標(biāo)能更精確地判斷鼠標(biāo)位置而決定光標(biāo)的移動。
請參照圖1A及1B，其繪示乃傳統(tǒng)的感光元件感測光斑圖樣的二示意圖。感光元件100包括數(shù)個感測單元100p，各感測單元100p感測光斑圖樣后產(chǎn)生一筆對應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)，感光元件100以此像素分辨率輸出光斑圖像供下級處理器處理。此外，光斑圖樣的光斑(干涉條紋的亮區(qū))是以虛線框起的斜線范圍表示。如圖1A所示，光斑圖樣的各光斑s1大小是大于感測單元100p的尺寸。此時，雖然像素分辨率相對足夠高，但顯然增加了下級處理器不必要的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，降低圖像比對速度。另一方面，如圖1B所示，光斑s2的大小是小于感測單元100p的尺寸。此時，像素分辨率相對不足，下級處理器可能無法準(zhǔn)確判斷光斑s2的移動，而產(chǎn)生光標(biāo)移動不線性的情形(親和性下降)。
如此一來，為達(dá)一定的使用效果，便必須對激光鼠標(biāo)的使用表面有所限制。或者，根據(jù)于一般常用的桌面或表面上使用時所形成的平均光斑大小，采用感測單元其尺寸符合平均光斑大小的感光元件。然而，激光鼠標(biāo)中各元件的組裝誤差或使用者的使用習(xí)慣等，仍可能造成感光元件或其它相關(guān)光學(xué)件(如成像鏡片)與使用表面之間的相對位置及角度改變，進(jìn)而使光斑大小對應(yīng)改變。例如，當(dāng)感光元件與表面的距離縮小或增加時，光斑大小亦同時縮小或增加，而發(fā)生如圖1A及1B所示的情形，同樣影響使用效能甚巨。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種激光鼠標(biāo)及其像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法。激光鼠標(biāo)可依據(jù)光斑圖樣來調(diào)整其感光元件的像素分辨率，以提高處理器處理取得的像素?cái)?shù)據(jù)的運(yùn)算速度，并同時兼顧使用親和性。藉此，不但能因應(yīng)激光鼠標(biāo)的制造誤差問題而提高產(chǎn)品良率，亦讓激光鼠標(biāo)更不受使用環(huán)境限制。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種激光鼠標(biāo)，用以使用于表面上。激光鼠標(biāo)包括光源、感光元件及處理器。光源用以產(chǎn)生同調(diào)光束(coherent lightbeam)，且表面反射同調(diào)光束后，光斑圖樣(speckle pattern)是形成于感光元件上。感光元件包括數(shù)個感測單元，當(dāng)激光鼠標(biāo)處于設(shè)定模式時，感光元件感測光斑圖樣以輸出第一光斑圖像，第一光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的一個感測單元感測光斑圖樣來得到。處理器用以根據(jù)第一光斑圖像的光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與光斑大小值正相關(guān)。當(dāng)激光鼠標(biāo)進(jìn)入操作模式后，感光元件感測光斑圖樣以輸出第二光斑圖像，第二光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元感測光斑圖樣來得到，處理器系根據(jù)第二光斑圖像以決定光標(biāo)的移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提出一種像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法，是應(yīng)用于感光元件。感光元件包括數(shù)個感測單元，并用以感測光斑圖樣(speckle pattern)。首先，根據(jù)光斑圖樣以決定光斑大小值。接著，根據(jù)光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與光斑大小值正相關(guān)。最后，感測光斑圖樣以輸出光斑圖像，光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元感測光斑圖樣來得到。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1A及1B繪示乃傳統(tǒng)的感光元件感測光斑圖樣的二示意圖。
圖2繪示乃依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的激光鼠標(biāo)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3繪示乃圖2中部分的感光元件220其感測單元220p的示意圖。
圖4繪示乃圖3中光斑圖像的像素?cái)?shù)據(jù)取得方法的流程圖。
圖5繪示乃依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的部分的感光元件其感測單元的示意圖。
100、220、520感光元件100p、220p、520p感測單元s、s1、s2光斑200激光鼠標(biāo)210光源230處理器240成像裝置240a透鏡組240b光闌裝置250開關(guān)S表面具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例請參照圖2，其繪示乃依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的激光鼠標(biāo)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。激光鼠標(biāo)200是使用于表面S上，并包括光源210、感光元件220、處理器230。且于圖2中，激光鼠標(biāo)200還包括成像裝置240及開關(guān)250。光源210例如為激光二極管(laser diode)，用以產(chǎn)生同調(diào)光束(coherent lightbeam)I。感光元件220例如為電荷耦合元件(Charge Couple Device，CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)感光元件，并包括數(shù)個感測單元220p。成像裝置240例如包括透鏡組240a及光闌裝置240b(aperture stop)。開關(guān)250是電性連接處理器230。
請參照圖3，其繪示乃圖2中部分的感光元件220其感測單元220p的示意圖。于表面S反射同調(diào)光束I，并經(jīng)成像裝置240的成像后，反映表面S細(xì)節(jié)的干涉條紋，即光斑圖樣(speckle pattern)，是形成于感光元件220上。且于圖3中，光斑圖樣的光斑s是以圓形虛線框起的斜線范圍表示。此時，激光鼠標(biāo)200可依據(jù)光斑s的大小來調(diào)整感光元件220的像素分辨率，亦即，改變用以產(chǎn)生光斑圖像的每個像素?cái)?shù)據(jù)的感測單元220p的對應(yīng)數(shù)量。感光元件220據(jù)以輸出光斑圖像至處理器230后，處理器230即根據(jù)光斑圖像來決定光標(biāo)的移動。
至于如何控制激光鼠標(biāo)200來進(jìn)行像素分辨率的調(diào)整操作，以取得各像素的數(shù)據(jù)，底下茲再附圖詳細(xì)說明。
請參照圖4，其繪示乃圖3中光斑圖像的像素?cái)?shù)據(jù)取得方法的流程圖。首先，于步驟401中，根據(jù)光斑圖樣以決定光斑大小值。此時，激光鼠標(biāo)200是處于設(shè)定模式，例如可由使用者觸發(fā)開關(guān)250，控制激光鼠標(biāo)200切換至設(shè)定模式。在設(shè)定模式下，感光元件220感測光斑圖樣以輸出第一光斑圖像，且第一光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的一個感測單元220p感測光斑圖樣來得到。例如，以圖3中感測單元220p的尺寸為5微米(um)，光斑s的大小約為100um2為例，則第一光斑圖像中是以4位的像素?cái)?shù)據(jù)量來代表光斑s。亦即，以圖3所示的部分的感光元件220所得的最高像素分辨率為8×8，處理器230即分析包含64位的像素?cái)?shù)據(jù)量的第一光斑圖像來決定光斑大小值。
接著，于步驟402中，處理器230根據(jù)光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與光斑大小值正相關(guān)。處理器230所計(jì)算出的光斑大小值即代表所檢測到的各光斑s的平均大小。而據(jù)此設(shè)定的N值是代表一個對應(yīng)每個像素?cái)?shù)據(jù)的感測單元220p的最佳數(shù)量。以圖3所示的光斑圖樣為例，處理器230即設(shè)定N＝4。
最后，于步驟403中，感光元件220感測光斑圖樣以輸出光斑圖像，且光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元220p感測光斑圖樣來得到。處理器230設(shè)定N值之后，且當(dāng)激光鼠標(biāo)200進(jìn)入操作模式下，感光元件220根據(jù)N值來調(diào)整像素分辨率，并據(jù)以輸出光斑圖像供處理器230作圖像比對處理，以決定光標(biāo)的移動。例如，處理器230設(shè)定N＝4之后，儲存于感光元件220的固件中的演算程序?qū)⒚咳壕鄣?個感測單元220p的感測數(shù)據(jù)處理為一個像素的數(shù)據(jù)，如圖3的矩形虛線框A所示。亦即，調(diào)整像素分辨率之后，以圖3所示的部分的感光元件220所得的像素分辨率為4×4，處理器230即根據(jù)包含16位的像素?cái)?shù)據(jù)量的光斑圖像來決定光標(biāo)的移動。
如此一來，處理器230所需處理的數(shù)據(jù)量降低為像素分辨率為8×8時的四分之一，大幅提高進(jìn)行圖像比對處理時的運(yùn)算速度。且如圖3所示，矩形虛線框A與光斑s的大小大致相符，感光元件220仍能有效辨別光斑s的移動，維持光標(biāo)移動的線性度(親和性)。
由上可知，本發(fā)明的設(shè)計(jì)是控制激光鼠標(biāo)200于設(shè)定模式時，以感光元件220硬件上的最高像素分辨率來得到光斑大小值，并藉以設(shè)定N值。激光鼠標(biāo)200恢復(fù)為操作模式后，即可根據(jù)N值來重新調(diào)整感光元件220的像素分辨率，使處理器230得到較佳的運(yùn)算速度，并兼顧使用親和性。其中，除了以開關(guān)250控制激光鼠標(biāo)200進(jìn)入設(shè)定模式外，亦可設(shè)計(jì)為激光鼠標(biāo)200進(jìn)入操作模式后經(jīng)預(yù)設(shè)周期，如一分鐘，即自動切換至設(shè)定模式。當(dāng)然，開關(guān)250可視使用上或制造上的考慮，設(shè)計(jì)為獨(dú)立功能的按鈕或傳統(tǒng)的操作接口按鍵。例如，同時雙按鼠標(biāo)的左鍵及右鍵，即可作為開關(guān)250的觸發(fā)操作。
此外，于步驟402中設(shè)定N值之后，可能在操作模式中使用者更換使用表面?；蛘撸す馐髽?biāo)200進(jìn)入其它模式如關(guān)閉光源的省電模式。此時，激光鼠標(biāo)200切換至設(shè)定模式的同時，光源210亦產(chǎn)生同調(diào)光束來重新照射一次使用表面，以獲得最新的光斑圖樣。例如，激光鼠標(biāo)200以固定周期自動切換至設(shè)定模式后，處理器230計(jì)算出的光斑大小值較上一次設(shè)定模式所得的值減小。如使用表面不同、感光元件220因組裝誤差而降低與表面的相對距離或光闌裝置240b的光闌大小因結(jié)構(gòu)松動而變大等，都有可能造成光斑變小。此時，處理器230即依據(jù)新的光斑大小值將N＝4重新設(shè)定為如N＝2，以提高像素分辨率來維持光標(biāo)移動的線性度。
第二實(shí)施例請參照圖5，其繪示乃依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的部分的感光元件其感測單元的示意圖。與第一實(shí)施例不同之處在于，感光元件520的數(shù)個感測單元520p為三角形。此外，于圖5中，是以光斑圖樣與圖3中相同為例作說明；然而，感測單元的尺寸形狀及排列結(jié)構(gòu)不同，同樣的光斑圖樣仍可能得到不同的N值。例如，利用以感光元件520的最高像素分辨率所得的光斑圖像來計(jì)算出光斑大小值后，是得到N＝6。
此時，如圖5的六角形虛線框B所示，是將每群聚的6個感測單元520p的感測數(shù)據(jù)處理為一個像素的數(shù)據(jù)。顯然，感測單元520p能群聚成較為貼近光斑s的大小可進(jìn)一步提高對鼠標(biāo)位置的判斷精準(zhǔn)度。
當(dāng)然，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者亦可以明了本發(fā)明的技術(shù)并不局限于上述二實(shí)施例。例如，處理器計(jì)算光斑大小值及據(jù)以設(shè)定N值的方法皆不限定。如處理器內(nèi)可儲存查閱表(Look Up Table)，并根據(jù)查閱表得出光斑大小值所對應(yīng)的N值。而感光元件采用不同形狀尺寸及排列結(jié)構(gòu)的感測單元時，查閱表或設(shè)定N值的方法亦可因應(yīng)設(shè)計(jì)。又，感光元件將設(shè)定后群聚的N個感測單元的感測數(shù)據(jù)處理為一個像素的數(shù)據(jù)的算法亦可視需要采用適合的處理技術(shù)。
此外，群聚的N個感測單元亦不必然形成如圖3或圖5的正多邊形或?qū)ΨQ形狀；若最高像素分辨率及處理器運(yùn)算速度許可，當(dāng)然亦能設(shè)定其所形成的幾何形狀更接近光斑的真正形狀。再者，設(shè)定模式下也能視需要以低于最高像素分辨率來感測光斑圖樣，以增加處理器的整體效率。只要是激光鼠標(biāo)依據(jù)光斑圖樣來調(diào)整其感光元件的像素分辨率，達(dá)到提高處理器處理取得的像素?cái)?shù)據(jù)的運(yùn)算速度，并同時兼顧使用親和性的目的，皆不脫離本發(fā)明的技術(shù)范圍。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的激光鼠標(biāo)及其像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法，是依據(jù)光斑圖樣來調(diào)整其感光元件的像素分辨率，使處理器獲得最佳的運(yùn)算速度，并同時避免發(fā)生光標(biāo)移動不線性的情形。藉此，激光鼠標(biāo)更不受使用環(huán)境限制外，亦能因應(yīng)制造上的誤差問題而有效提高產(chǎn)品良率。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種激光鼠標(biāo)，用以使用于表面上，該激光鼠標(biāo)包括光源，用以產(chǎn)生同調(diào)光束；感光元件，于該表面反射該同調(diào)光束后，光斑圖樣是形成于該感光元件上，該感光元件包括多個感測單元，當(dāng)該激光鼠標(biāo)處于設(shè)定模式時，該感光元件感測該光斑圖樣以輸出第一光斑圖像，該第一光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的一個感測單元感測該光斑圖樣來得到；以及處理器，用以根據(jù)該第一光斑圖像的光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與該光斑大小值正相關(guān)，當(dāng)該激光鼠標(biāo)進(jìn)入操作模式后，該感光元件感測該光斑圖樣以輸出第二光斑圖像，該第二光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元感測該光斑圖樣來得到，該處理器根據(jù)該第二光斑圖像以決定光標(biāo)的移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，其中該感光元件為電荷耦合元件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，其中該N個感測單元為群聚的N個感測單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，其中該激光鼠標(biāo)進(jìn)入該操作模式后經(jīng)預(yù)設(shè)周期，該激光鼠標(biāo)是切換至該設(shè)定模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，還包括開關(guān)，是與該處理器電性連接，當(dāng)該開關(guān)被觸發(fā)時，該激光鼠標(biāo)是切換至該設(shè)定模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，其中當(dāng)該激光鼠標(biāo)切換至該設(shè)定模式時，該光源產(chǎn)生該同調(diào)光束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光鼠標(biāo)，其中該光源為激光二極管。
8.一種像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法，應(yīng)用于感光元件，該感光元件包括多個感測單元，并用以感測光斑圖樣，該取得方法包括(a)根據(jù)該光斑圖樣以決定光斑大小值；(b)根據(jù)該光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與該光斑大小值正相關(guān)；以及(c)感測該光斑圖樣以輸出光斑圖像，該光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元感測該光斑圖樣來得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的取得方法，其中該感光元件為電荷耦合元件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的取得方法，其中該步驟(a)包括(a1)感測該光斑圖樣以輸出第一光斑圖像，該第一光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的一個感測單元感測該光斑圖樣來得到；及(a2)分析該第一光斑圖像以決定該光斑大小值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的取得方法，其中該N個感測單元為群聚的N個感測單元。
全文摘要
一種像素?cái)?shù)據(jù)的取得方法，是應(yīng)用于感光元件。感光元件包括數(shù)個感測單元，并用以感測光斑圖樣(speckle pattern)。首先，根據(jù)光斑圖樣以決定光斑大小值。接著，根據(jù)光斑大小值設(shè)定N值，N為正整數(shù)且實(shí)質(zhì)上與光斑大小值正相關(guān)。最后，感測光斑圖樣以輸出光斑圖像，光斑圖像的每個像素的數(shù)據(jù)是由對應(yīng)的N個感測單元感測光斑圖樣來得到。
文檔編號G06F3/038GK101082847SQ20061009232
公開日2007年12月5日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者姚良瑜, 宋維展 申請人:達(dá)方電子股份有限公司