光学运动感知装置及其感知方法

专利名称：光学运动感知装置及其感知方法
技术领域：
本发明涉及光学传感技术，尤其涉及光学运动传感和处理技术。
技术背景通常， 一般的光学运动感知装置包括发光装置、用于光反射的工作表面和感 光装置。图1示出了现有技术中光学运动感知装置的结构示意图，如图1所示，该光学运动感知装置具有发光装置81,它含有一光源，用于发射光线至工作 表面；感光装置82,用于检测工作表面85 (如鼠标垫或者桌面)的特征变化。 其中，该光学运动感知装置还可以包括第一透镜86和第二透镜87，并且以标号"83"表示由发光装置81出射的入射光线，以标号"84"表示经工作表面85 发射至感光装置82的反射光线。以光电鼠标为例，当用户在工作表面85上移 动光电鼠标时，由发光装置81出射的入射光线83经第一透镜86射至工作表面 85上，接着，含有工作表面85的图像特征的反射光线84射往感光装置82。由 于该感光装置可以通过对反射光线84进行处理，以感知工作表面85图像特征 的变化进而判断该光学感知装置的移动，再通过计算不同工作表面85的图像之 间的相关值，就可以利用系统的主控制器来控制显示器上屏幕指针或者光标的运 动。需要指出的是，光发光装置81可以是发光二极管，当使用发光二极管作为 光源而产生入射光线83时，由于光束比较分散而在发光装置81和工作表面85 之间以及在工作表面85和感光装置82之间设置有第一透镜86和第二透镜87。 然而，这种光学运动感知装置的应用必须借助于一定的工作表面，例如鼠标垫或 者桌面，其应用范围具有很大的局限性。当把这种光学运动感知装置应用到移动 设备或者便携式设备中作为导航装置来使用时，就不得不额外的增加外围设备而 很难与这些移动便携式电子设备融为一体。另一方面，图2示出了现有技术中另一光学运动感知装置的结构示意图。与 图1所示的光学运动感知装置不同，参照图2，该光学运动感知装置除了同样具
有发光装置91和感光装置92外，无需再额外地设置工作表面而改用光学轨迹 球93。其中，该光学运动感知装置还可以包括第一透镜94和第二透镜97，并 且以标号"96"表示由发光装置81出射的入射光线，以标号"95"表示经光学 轨迹球93出射并射往感光装置92的反射光线。光学轨迹球93设置在发光装置 91和感光装置92之间的适当位置，当经发光装置91出射的入射光线96射至 光学轨迹球93时，光光学轨迹球可以将大部分的反射光线95射往感光装置92 上。当用户滚动该光学轨迹球时，发光装置91出射的入射光线96射至光学轨 迹球的位置会不断变化，则感光装置92所接收到的反射光线95中含有的光学 轨迹球表面的数据信息也会随之不断变化。将聚集在感光装置92中的这些光学 轨迹球表面的数据信息经过图像处理，并转换为控制信号来控制显示器上的屏幕 指针或者光标的移动。这样，该光学运动感知装置可以有效克服如图1所示的装置所存在的缺陷， 从而可以方便地应用到移动设备或者便携式电子设备中。以移动电话为例，我们 可以将光学轨迹球9 3设置在移动电话键盘的上面、下面或者左右边的适当位置， 并且将光学轨迹球93的一部分暴露于移动电路表面而使得用户可以来回滚动， 而将光学轨迹球93的另一部分设置在移动电路内部。同样，发光装置91和感 光装置92也设置在移动电话的内部。当用户滚动光学轨迹球93时，位于移动 电路内部的光学轨迹球93的一部分接收来自发光装置91出射的入射光线96, 并将经其反射后的反射光线95射往感光装置92。当感光装置92对包含在反射 光线95中的光学轨迹球的不同表面的数据信息进行图像处理后，就可以转换为 控制信号以控制移动电话显示屏上的指针或者光标的移动。但是，随之而来的问 题是，伴随着科学技术的发展，电子设备尤其是用于通讯的数字移动设备，日益 趋于体积小、重量轻的发展方向。再结合图2,当该光学运动感知装置应用到移动电话时，如上所述，光学轨 迹球93的一部分暴露于移动电路的表面而使得用户可以来回滚动，而将发光装 置91和感光装置92设置在该光学轨迹球的下方。显然，这样的设置方式会让 该移动电话的厚度无法减小，移动用户在使用时也会略显不便。此外，该光学轨 迹球93设置在发光装置91和感光装置93之间，并且经由发光装置91出射的 入射光线96和反射光线95射往感光装置92。其中，入射光线96和反射光线95 之间的夹角可以为90。或者介于0°到90°之间的锐角，即图2中的a角。然而，参照图2，从另一方面讲，将入射光线96和反射光线95之间的夹角设置为 钝角恰恰可以有效地减小移动电话的厚度，但是这样会影响光线的反射效果，也 就是说，不能保证有足够的反射光线射至感光装置92。需要指出的是，该光学 运动感知装置是借助于入射光线经光学轨迹球反射而产生的反射光线来实现感知 功能，属于被动发光型装置， 一部分光线通过反射后无法到达感光装置92，极 大地影响了效率
发明内容
针对现有技术中光学运动感知装置在使用时所存在的上述缺陷，本发明提供 了 一种光学运动感知装置及其感知方法。
按照本发明的一个方面，提供了一种光学运动感知装置，该装置包括发光 装置，其具有至少一个光源，利用该光源发射光线；光学轨迹球，设置在发光装置和感光装置之间的透明或者半透明的球体结构，将从光源出射的光线透射出 来，并将光学轨迹球的紋理特征加载至透射光线。
其中，发光装置、光学轨迹球和感光装置的中心可以设置在位于水平方向或 者竖直方向的同一直线上，或者由该发光装置的中心和光学轨迹球的中心连成的直线，与由光学轨迹球的中心和感光装置的中心连成的直线之间的夹角为90° 到180°之间的任一角度。
其中，发光装置中的光源可以采用发光二极管或者激光。更具体地。当采用 发光二极管时，在该发光装置和光学轨迹球之间设有透镜以会聚光线，并且在感 光装置和光学轨迹球之间设有透镜，以调整从所述光学轨迹球透射出的光线的光 路。
其中，该光学运动感知装置还可以设置至少一个感光装置，它具有感知光线 的图像检测阵列和对所述图像检测真理获得的图像进行处理的图像处理单元，用 以接收通过光学轨迹球表面反射的光线。
其中，该光学轨迹球是感应型的光学元件，当触碰该光学轨迹球时向发光装 置发送感应信号，和发光装置响应该感应信号和发射光线。
其中，在光学轨迹球的表面上设置有触发开关，当作用于光学轨迹球并使触 发开关闭合时，发光装置中的光源发射光线。 按照本发明的又一个方面，提供了一种光学运动感知装置，该装置包括发 光装置，其具有至少一个光源和利用该光源发射光线；运动装置，其设置在发光 装置和感光装置之间的透明或者半透明的球体结构；和感光装置，具有感知光线 的图像检测阵列和对图像检测阵列获得的图像进行处理的图像处理单元。进一 步，从该运动装置出射的透射光线中含有运动装置的紋理信息。其中，运动装置的滚动方向可以设置为上下、前后和左右方向中的一种或者 几种的组合。其中，发光装置、运动装置和感光装置的中心可以设置为位于水平方向或者 竖直方向的同一直线上；也可以设置成由发光装置的中心和运动装置的中心连 成的直线，与由运动装置的中心和感光装置的中心连成的直线之间的夹角为90 °到180°之间的任一角度。其中，发光装置中的光源釆用发光二极管或者激光。当采用发光二极管时， 在发光装置和运动装置之间设有透镜以会聚光线，并且在感光装置和运动装置之 间设有透镜以调整从运动装置透射出的光线的光路。其中，该光学运动感知装置中的运动装置是感应型元件，当触碰该运动装置 时向发光装置发送感应信号，和发光装置响应该感应信号和发射光线。其中，该运动装置的表面上设置有触发开关，当作用于该运动装置并使触发 开关闭合时，发光装置中的光源发射光线。其中，该运动装置为圆球型或者椭圆球型或者圆柱体型。按照本发明的又一个方面，提供了一种光学运动感知方法，运用这种感知方 法的光学运动感知装置包括发光装置，其具有至少一个光源和利用光源发射光 线；和感光装置，具有感知光线的图像检测阵列和对图像检测阵列获得的图像进 行处理的图像处理单元。该方法可以采用如下的步骤实现 (1 )发光装置中的光源发射光线；(2) 透明或者半透明的光学轨迹球或者运动装置接收该发射光线；(3) 滚动光学轨迹球或者运动装置，将该光学轨迹球或者运动装置的紋理信 息加载到透射出来的光线中；(4) 将该透射光线射往感光装置；(5) 感光装置接收透射光线，并对透射光线中所含的紋理信息进行相关的计 算处理，输出信号；以及 (6)将上述输出信号转换为可识别的控制信号，用来控制显示屏幕上的指针 或光标的移动。其中，发光装置中的光源采用发光二极管或者激光。更具体地，当采用发光 二极管作为光源发射光线时，在发光装置和光学轨迹球或者运动装置之间设有透 镜，并且在感光装置和光学轨迹球或者运动装置之间设有透镜。其中，光学轨迹球或者运动装置具有感应功能，当触碰该光学轨迹球或者运 动装置时向发光装置发送感应信号，和发光装置响应该信号和发射光线。其中，在光学轨迹球或者运动装置的表面上设置有触发开关，当作用于光学 轨迹球或者运动装置并使触发开关闭合时，发光装置中的光源发射光线。其中，光学轨迹球或者运动装置为圓球型或者椭圆球型或者圆柱体型。釆用本发明的光学运动感知装置及其感知方法，可以使移动设备或者便携式 电子设备的体积更小、重量更轻，并且使用"主动发光"型的透射方式能够有效 地提高感光装置对于光线的感知效率。此外，光学轨迹球或者运动装置为透明或 半透明的球体，增加了移动电子设备的美观度，极大地增强了用户体验。


读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发 明的各个方面。其中，图1示出现有技术中一个光学运动感知装置的结构示意图； 图2示出现有技术中另一光学运动感知装置的结构示意图； 图3示出根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第一实施例的 结构示意图；图4示出根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第二实施例的 结构示意图；而图5是根据本发明的光学运动感知装置在移动电话中使用的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。 本领域的技术人员应当理解，附图中各元件或装置的尺寸为便于更加清楚地 说明而可能有所夸大。此外，还应当理解的是，当提到从一个光学元件出射的光
线射往另一个光学元件时，可以在两者间设置一个或多个中间光学元件，也可以 在光路上不放置任何元件而直接射往另 一光学元件的表面。相同的附图标号在全 文中指示相同的元件。在以下叙述中，所提到的"第一，，、"第二，，等仅仅用来 区别不同的元件和/或不同元件的特征，除非另有规定。图3示出根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第一实施例的结构示意图。参照图3，该光学运动感知装置包括发光装置11、光学轨迹球12和感光装置13。其中，发光装置11配置有一个或多个光源，用于发射光线；光学轨迹球12是一透明或半透明的球体结构，其表面具有一定的紋理，该紋理可以是该光学轨迹球12自身就具有的图案，也可以根据具体需要而特殊设定；以及感光装置13具有图像检测阵列和图像处理单元，该图像处理单元还可以单独设置在一控制芯片内。需要指出的是，如果发光装置11中的光源使用普通的发光二极管，还应该在发光装置11和光学轨迹球12之间以及光学轨迹球12和感光装置13之间分别设有第一透镜15和第二透镜16，因为普通发光二极管的出射光线较为发散，如果不通过透镜进行聚焦，就会使得感光装置的感知效果不理想。换言之，如果发光装置11中的光源使用光束相当集中的光源时，例如激光时，就无需在发光装置11和光学轨迹球12之间以及光学轨迹球12和感光装置13之间分别设置第一透镜15和第二透镜16,因为它们出射的光线十分集中而没有必要再进行聚焦处理。本领域的技术人员应当理解，根据实际情况，我们可以只设置位于发光装置11和光学轨迹球12之间的第一透镜，或者只设置位于光学轨迹球12和感光装置13之间的第二透镜。此外，还应当理解的是，放置在发光装置11和感光装置13之间的光学轨迹球12的位置，可以更靠近发光装置11，或者也可以更靠近感光装置13;放置在发光装置11和光学轨迹球12之间的第一透镜的具体位置，可以更靠近发光装置"，或者也可以更靠近光学轨迹球12;放置在光学轨迹球12和感光装置13之间的第二透镜的具体位置，可以更靠近光学轨迹球12,或者也可以更靠近感光装置13。接着，以普通发光二极管作为发光装置11中的光源为例，参照图3来说明根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第一实施例的工作原理。发光装置11出射的光线经过第一透镜15聚焦后，产生的入射光线14射往光学轨迹球12，然后，经光学轨迹球透射的光线经由第二透镜16处理后射往感光装置13。如上所述，光学轨迹球12是一透明或半透明的球体结构，其表面具有一定的紋
理。当入射光线14在透过光学轨迹球12后，在透射出来的光线中必定具有该 光学轨迹球12的紋理特征。该具有紋理特征的光线经第二透镜16射往感光装 置13时，感光装置13接收光线并利用图像检测阵列和图像处理单元进行处理。 当光学轨迹球12发生滚动时，经过光学轨迹球12透射出来的光线中所含有的 紋理特征不断变化，并且感光装置13中接收到的光线信息也随之不断变化。通 过图像检测阵列和图像处理单元，对该光线信息进行相关处理后发送到该移动电 子设备的主控制器，从而实现对显示屏上的指针或者光标的移动控制。在该光学运动感知装置中，应当理解的是，光学轨迹球的透明度会因为光源 强度的不同而有差异。虽然本实施例中的光学运动感知装置只放置了一个光源和 一个感光装置，但是本发明不只是局限于此，例如，光源可以是两个或两个以上； 感光装置可以是两个或两个以上。图3只是示例性地说明本发明的第一实施例， 而并非起限制作用。结合图3,我们不仅可以描述根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知 装置，而且也可以描述实现该光学运动感知装置的方法，通过以下的操作步骤用 户可以方便地控制显示屏幕上指针或者光标的移动。它包括 (1 )使发光装置11中的光源发射光线；(2) 通过第一透镜15对该光线进行聚焦，并射往光学轨迹球12;(3) 滚动光学轨迹球12，将该光学轨迹球12的紋理信息加载到透射出来的 光线中；(4) 将该透射光线通过第二透镜16进行光路调整，并射往感光装置13;(5) 感光装置13接收该光线；(6 )图像检测阵列和图像处理单元对光线中所含的紋理信息进行相关的计算 处理，输出信号；(7) 将上述输出信号转换为可识别的控制信号，送至主控制器；(8) 由主控制器控制显示屏幕上的指针或光标的移动。其中，发光装置11中的光源可以是普通的发光二极管，也可以是光束相当 集中的激光。当使用普通的发光二极管作为光源时，因其发射的光线比较发散， 需要在发光装置11和光学轨迹球12之间以及光学轨迹球12和感光装置13之 间安装如上述步骤(2)和(4)的第一透镜15和第二透镜16;当使用激光作为 光源发射光线时，由于其光束已经比较集中，可以自行选择是否在发光装置11
和光学轨迹球12之间以及光学轨迹球12和感光装置13之间安装透镜。应当理 解的是，可以只在发光装置11和光学轨迹球12之间安装透镜，或者只在光学 轨迹球12和感光装置13之间安装透镜。其中，光学轨迹球12可以是一透明或半透明的球体结构，其表面具有一定 的纹理，该紋理可以是该光学轨迹球12自身就具有的图案，也可以根据具体需 要而特殊设定。此外，上述透明或半透明的球体结构还可以是椭圆形、圆柱形或 者其他形状的透明或半透明的装置，而不仅仅只局限于该实施例中的圓形结构。图4示出根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第二实施例的 结构示意图。参照图4，该光学运动感知装置包括发光装置21、运动装置22、 第一感光装置23和第二感光装置24。其中发光装置21配置有一个或多个光源， 用于发射光线，该光线也可以看成是反射或透射的运动装置22的紋理特征的载 体；运动装置22是一透明或半透明的球体结构，其具有一定的紋理，该紋理可 以是该运动装置22自身就具有的图案，也可以根据需要而特殊设定；第一感光 装置23接收由运动装置22透射的光线，并利用其图像检测阵列和图像处理单 元对该光线中光学轨迹球的紋理特征进行处理后发送至主控制器；以及第二感光 装置24接收由运动装置22反射的光线，并利用其图像检测阵列和图像处理单 元对该光线中运动装置22的紋理特征进行处理后发送至主控制器。该光学运动 感知装置利用来自第一感光装置23和第二感光装置24的控制信号就可以更加 精确地控制屏幕指针或者光标的移动，从而用户也可以更轻易地把握光学轨迹球 在各个方向上的滚动。如图4所示，该光学运动感知装置还可以包括第一透镜25和第二透镜26。 并且以标号"27"表示由发光装置21出射的入射光线，以标号"28"表示通过 运动装置22透射出的透射光线，以及使用标号"29"表示通过运动装置22反 射的反射光线。下面以普通发光二极管作为发光装置21中的光源为例，参照图 4来说明根据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置的第二实施例的工作 原理。由发光装置21中的光源出射的入射光线27经过第一透镜25聚焦后，射往 运动装置22。当光线到达运动装置22的表面时分成两部分 一部分光线透过该 运动装置22并产生透射光线28,经由第二透镜调整后射往第一感光装置23; 另一部分光线在运动装置22的表面发生反射，并产生反射光线29而射往第二
感光装置24。应当理解的是，在运动装置22和第二感光装置24之间还可以设 置第三透镜(未示出)。与图3中所示的第一实施例不同的是，图4中的光学 运动感知装置具有两个感光装置，它们分别接收一路含有光学轨迹球的紋理特征 的光线信息，并通过各自的图像检测阵列和图像处理单元予以处理，转换为控制 信号从而实现对屏幕指针或光标的移动控制。图中，发光装置21、运动装置22、 第一感光装置23的中心在一条直线上，即，发光装置21与第一感光装置23之 间所成的角度为180° 。对于一般的移动设备或者便携式电子设备来说，通常都需要安装提供了友好 人机界面的显示屏幕和键盘，并且往往在水平方向上具有较长的尺寸，而在竖直 方向上的尺寸通常都比较小。因此，依据本发明的一个方面或多个方面的光学运 动感知装置可以将其发光装置、光学轨迹球和至少一个感光装置放置在水平方向 上的同一条直线上，以充分利用该移动电子设备的长度或宽度。应当理解的是， 发光装置、光学轨迹球和感光装置在水平方向上所成的夹角不只是局限于图3或 图4的示例性实施例所描述的情况，根据设计时的具体要求或实际需要，可以设 置不同的角度来放置上述光学元件。图5示出采用本发明的光学运动感知装置在移动电话中使用时的结构示意 图。参照图5，该移动电话7的外壳部分主要包括显示屏幕71、数字键盘阵 列72、光学轨迹球73、发光装置74、感光装置75以及第一透镜76和第二透 镜77。其中，光学轨迹球73设置在显示屏幕71和数字键盘阵列72之间，光 学轨迹球73、发光装置74和感光装置75放置在同一直线上，且与显示屏幕71 的下边缘线710平行。但是本发明并不局限于上述的设置方式。例如，可以将 位于同一直线的光学轨迹球73、发光装置74和感光装置75设置成与显示屏幕 71的下边缘线710垂直或其他适合的角度。例如，可以将光学轨迹球73设置 在显示屏幕71的侧边或者该移动电话7的其他位置。例如，可以将发光装置配 置的光源换成激光，而将第一透镜76和第二透镜省略而不进行安装。例如，可 以根据实际需要，调整第一透镜76在发光装置74和光学轨迹球73之间的设定 位置，以及调整第二透镜77在光学轨迹球73和感光装置75之间的设定位置。如图5所示，通过透明或半透明的光学轨迹球73 "主动发光"型的透射方式， 可以实现感知运动的功能。与现有技术的"被动发光"型的反射方式相比，感光 装置接收的光线会更多，效率也会有很大的提高。此外，该透明或者半透明的光
学轨迹球73暴露于移动电话7的表面上，当发光装置74发射光线到该光学轨 迹球73时，该透明或半透明的光学轨迹球也会随之发光，不仅增加了移动通讯 设备的美感度，还可以方便用户在黑暗环境中的使用操作。
此外，该光学运动感知装置采用了以球体结构呈现的透明或半透明的光学轨 迹球，以方便用户在上下、左右方向上自由地转动光学轨迹球。根据具体需要， 也可以将该光学轨迹球限定为只在上下方向自由转动，或者限定为只在左右方向 自由转动。
此外，还可以将该光学运动感知装置的光学轨迹球做成感应型的光学元件。 当手触碰到该光学轨迹球时向发光装置发送感应信号，该发光装置响应该信号而 发射光线。
此外，还可以在该光学运动感知装置的光学轨迹球下方紧贴着设置可以控制 发光装置工作的触发开关。当需要利用该光学轨迹球进行感应操作时，按压光学 轨迹球以激活该触发开关就可以启动发光装置发射光线，从而使该光学轨迹球可 以对显示屏幕上的指针或者光标进行精确的移动控制；当需要关闭该光学运动感 知装置时，只需要再按压一下光学轨迹球即可。或者，可利用该感光装置进行侦 测，如该感光装置侦测到所述光学轨迹球或者运动装置在预定时间(如可设定为 1秒)未运动时，则该光学轨迹球或者运动装置时向所述发光装置发送感应信号， 令该发光装置停止发光或减弱光线，而侦测到该光学轨迹球或者运动装置运动 时，则向所述发光装置发送感应信号令其发光。由上述说明不难看出，将依据本发明的一个或多个方面的光学运动感知装置 应用到移动设备或便携式设备中体积更小、重量更轻。该移动设备或者便携式设 备可以是移动电话、掌上型电脑、个人数字助理设备等。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，本领域中的普通技 术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具 体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定 的范围内。
权利要求
1.一种光学运动感知装置，该装置包括发光装置，其具有至少一个光源，利用所述光源发射光线；光学轨迹球，设置在所述发光装置和感光装置之间；以及感光装置，具有感知光线的图像检测阵列和对所述图像检测阵列获得的图像进行处理的图像处理单元，其特征在于，所述透明或者半透明的光学轨迹球将从所述光源出射的光线透射出来，并将光学轨迹球的纹理特征加载至透射光线。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光装置、光学轨迹球和感 光装置的中心位于水平方向或者竖直方向的同 一直线上。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，由所述发光装置的中心和所述光 学轨迹球的中心连成的直线，与由所述光学轨迹球的中心和所述感光装置的中心 连成的直线之间的夹角为90°到180°之间的任一角度。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光装置中的光源采用发光 二极管。
5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述发光装置和所述光学轨迹 球之间设置有透镜，以会聚光线。
6. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述感光装置和所述光学轨迹 球之间设置有透镜，以调整从所述光学轨迹球透射出的光线的光路。
7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光装置中的光源采用激光。
8. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还可以设置至少一个感光装置， 其具有感知光线的图像检测阵列和对所述图像检测真理获得的图像进行处理的图 像处理单元，用以接收通过所述光学轨迹球表面反射的光线。
9. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学轨迹球的滚动矛向可以 设置为上下、前后和左右方向中的一种或者几种的组合。
10. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学轨迹球是感应型的光学 元件，当触碰该光学轨迹球时向所述发光装置发送感应信号，所述发光装置响应 该感应信号和发射光线。
11. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述光学轨迹球的表面上设置 有触发开关，当作用于光学轨迹球并使所述触发开关闭合时，发光装置中的光源 发射光线。
12. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学轨迹球为圓球型或者椭圓球型或者圆柱体型。
13. —种光学运动感知装置，该装置包括发光装置，其具有至少一个光源和 利用所述光源发射光线；和感光装置，具有感知光线的图像检测阵列和对所述图 像检测阵列获得的图像进行处理的图像处理单元，其特征在于，所迷光学运动感知装置还包括设置在所述发光装置和所述感光装置之间的透明 或者半透明的运动装置，以及所述运动装置将从所述光源出射的光线透射出来， 其中，透射光线中含有所述运动装置的紋理信息。
14. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述运动装置的滚动方向可以 设置为上下、前后和左右方向中的一种或者几种的组合。
15. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述发光装置、运动装置和感 光装置的中心位于水平方向或者竖直方向的同一直线上。
16. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，由所述发光装置的中心和所述 运动装置的中心连成的直线，与由所述运动装置的中心和所述感光装置的中心连 成的直线之间的夹角为9P。到180°之间的任一角度。
17. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述发光装置中的光源采用发 光二极管。
18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，在所述发光装置和所述运动装 置之间设置有透镜，以会聚光线。
19. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，在所述感光装置和所述运动装 置之间设置有透镜，以调整从所述运动装置透射出的光线的光路。
20. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述发光装置中的光源采用激光。
21. 如权利要求13所迷的装置，其特征在于，所述运动装置是感应型元件， 当触碰该运动装置时向所述发光装置发送感应信号，所述发光装置响应该感应信 号和发射光线。
22. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，在所述运动装置的表面上设置 有触发开关，当作用于该运动装置并使所述触发开关闭合时，发光装置中的光源 发射光线。
23. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述运动装置为圆球型或者椭 圆球型或者圓柱体型。
24. —种光学运动感知方法，运用所述感知方法的光学运动感知装置包括发光 装置，其具有至少一个光源和利用所述光源发射光线；和感光装置，具有感知光 线的图像检测阵列和对所述图像检测阵列获得的图像进行处理的图像处理单元， 其特征在于，该方法包括(1 )所述发光装置中的光源发射光线；(2) 透明或者半透明的光学轨迹球或者运动装置接收所述发射光线；(3) 滚动所述光学轨迹球或者运动装置，将该光学轨迹球或者运动装置的紋 理信息加载到透射出来的光线中；(4) 将该透射光线射往所述感光装置；(5) 所述感光装置接收所述透射光线，并对透射光线中所含的紋理信息进行 相关的计算处理，输出信号；以及(6) 将上述输出信号转换为可识别的控制信号，用来控制显示屏幕上的指针 或光标的移动。
25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述发光装置中的光源釆用发 光二极管或者激光。
26. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述发光装置和所述光学轨 迹球或者运动装置之间设有透镜。
27. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述感光装置和所述光学轨 迹球或者运动装置之间设有透镜。
28. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述光学轨迹球或者运动装置 的滚动方向可以设置为上下、前后和左右方向中的一种或者几种的組合。
29. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述光学轨迹球或者运动装置 具有感应功能，当触碰该光学轨迹球或者运动装置时向所述发光装置发送感应信 号，所述发光装置响应该信号和发射光线。
30. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述光学轨迹球或者运动装 置的表面上设置有触发开关，当作用于所述光学轨迹球或者运动装置并使所述触 发开关闭合时，发光装置中的光源发射光线。
31. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，当该感光装置侦测到所述光学 轨迹球或者运动装置在预定时间未运动时，则该光学轨迹球或者运动装置时向所 述发光装置发送感应信号，令该发光装置停止发光或减弱光线，而侦测到该光学 轨迹球或者运动装置运动时，则向所述发光装置发送感应信号令其发光。
32. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述光学轨迹球或者运动装置 为圓球型或者椭圆球型或者圓柱体型。
全文摘要
本发明揭示了一种光学运动感知装置，它具有用于发射光线的发光装置、光学轨迹球或者运动装置、用于感知光线并进行图像处理的感光装置。本发明还揭示了一种光学运动感知方法，该方法包括发光装置发射光线；光学轨迹球或者运动装置接收该发射光线；滚动光学轨迹球或者运动装置，将该光学轨迹球或者运动装置的纹理信息加载到透射出来的光线中；感光装置接收透射光线并对其进行相关的计算处理以输出信号；以及将上述输出信号转换为可识别的控制信号，用来控制指针或光标的移动。采用本发明的光学运动感知装置及其感知方法，可以使移动设备或者便携式电子设备的体积更小、重量更轻，并且使用“主动发光”型的透射方式能够有效地提高感光装置对于光线的感知效率。
文档编号G02B17/08GK101126965SQ200710140029
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者建 刘, 勇 高 申请人:埃派克森微电子有限公司