光标控制装置与控制方法_4

文档序号:8360991阅读:来源:国知局
c value)表示此比较结果,比如图8所示H或L分别表示的高低电压信号。
[0098]根据说明书所记载的光传感器阵列装置中,利用传感器阵列寻迹的方式特征在于利用光线(优选为同调光)经平面反射后形成的建设性和破坏性干扰图案中显示的能量分布(energy pattern),通过不同时间的能量分布变化判断移动向量。其中实施方式比如采用一种非相关视点进行移动判断(non-relative view points to do movement judgment)的方式,也就是引入周围感应元的能量信息,与平均感应能量进行比对判断移动方向。值得一提的是,这不同于一般利用图像像素(pixel)信息判断移动向量的方式,本发明是通过采集时间和计算能量变化而判断出移动轨迹,而且能量变化可采取一种二元特征值(如H和L),此二元特征值为感应元的读值与统计平均值的比较。
[0099]在光传感器阵列装置本身,根据实施例之一,本发明光传感器阵列装置的感应芯片布局中,感应芯片包括以阵列排列的感应元,这些感应元可以包括设置于周围不作用的感应元(称为虚拟感应元),以及设置于中央部分的负责接收光线的工作感应元,因此前述装置内的控制电路或相关计算电路经取得所有感应元的能量信号后,仅获取其中非虚拟感应元的能量信号继续后续运用,比如这些虚拟感应元并不提供作为移动向量判断的能量信号,但可以作为纯粹判断光信号的功能。参阅图7显示的感应元布局示意图。
[0100]此图显示一个感应芯片中设有以阵列形式排列的多个感应元,此例显示在中央部分的感应元的外围设有虚拟传感器(du_y sensor),目的是使得整个感应芯片工艺更均匀,也能因此使得更均匀地感测能量。实施例显示设置于周围的虚拟感应元711、712、713、714、715、716设为不工作的感应元,而设置于靠近中间部分的感应元721、722、723、724则为主要感应光线能量的感应元件。
[0101]当一个阵列形式排列的感应元同时曝光在一个反射光中,其中能够均匀感应到光线的感应元为较偏向中央部分的感应元件,而周围的感应元则可能有接收不均匀能量的可能,因此在加总整个感应芯片所接收的总能量时,可以通过设定虚拟感应元(711、712、713、714、715、716)排除这些可能发生信号不稳定的能量值,而可以取得较具有参考价值的参考能量值。
[0102]如图显示,电路设有一个加总器701,电性连接到感应芯片中的每个感应元,能够取得各个感应元的光电流信号,并能够通过模拟数字转换成为电压值,但由于感应芯片中各感应元接收光信号的光电流极小,需要通过增益放大的阶段才能取得有效的参考数值,而能够接着计算采集时间前后所取得的能量变化。根据实施例,这些光电流信号经增益放大器702处理后,形成输出一个输出信号,如以输出电压Vout表不的信号;另外经一计算器703根据有效取得的能量信号计算平均值输出,输出如平均电压信号Vavg。
[0103]之后,前述输出信号(如输出电压Vout)和平均值(如平均电压信号Vavg)将输出至如图4所披露的比较器,让比较器能够比对感应元的能量信号与一参考值(如全部或部分感应元的能量平均值),藉此取得该感应元的能量状态,实际上每一个感应元都可以以数字方式高(H)和低(L)来表示能量状态。
[0104]前述实施例所记载的光感测单元的设计所执行的光标控制方法可以参考说明书图10所示的流程实施例。
[0105]开始如步骤S101,光标控制装置中的光源经由光线通道(如一个外壳上的开口)射出光线,射向一个外部物件的表面,如手指的表皮,反射的光线经光线通道再进入光标控制装置,如步骤S103,装置内传感器阵列接收反射光,特别是由多个以阵列形式排列的感应元所接收。再如步骤S105,装置内运算机制将计算各感应元接收的能量,特别是在一个采集时间内所取得的前后能量,两者具有一个差异,此如步骤S107,得出采样时间前后所接收能量的差异,以此时间前后累积计算能量差异而形成空间干扰的能量差异,藉此可以判断前述外部物件的移动方向,如步骤S109,特别是转换为对应控制电脑主机的光标移动,如步骤Slll0
[0106]过程中,控制单元可以根据能量计算的信息动态控制发光单元的光源的能量,t匕如通过调节发光单元的驱动电流而控制其输出的能量;还可控制其中光感测单元中各感应元接收入射光线的曝光时间,以及输出能量信号的增益,并接着计算各个感应元在一采集时间前后所接收的光能量。据此,调整光源强度/亮度以及配合前述曝光时间的调节所建立的补偿机制,传感器阵列装置可以适应较多情况的表面,比如不同的表面结构、与该表面的距离等。
[0107]在利用各感应元接收的前后时间能量变化来判断移动方向的方式可接着参考图8、9,主要方式是利用对应连接各个感应元的比较器比对接收的能量以及一个统计值的能量信号,计算得出采集时间前后形成的空间干扰的能量差异。
[0108]采用二位采集成像执行移动向量的判断可以参考图8所示本发明所披露的装置中多个感应元执行光线寻迹的示图。
[0109]此例显示有多个阵列排列的感应元组合801、802、803、804、805、806,此例仅示意列举通过相邻感应元在不同时间(如第一时间to,第二时间tl)感测到的能量变化而辨识移动向量的实例。
[0110]其中to和tl为前后两个采样时间,H和L分别表示由前述比较器所输出的高低电压信号,也就是可视为能量状态(相较于平均能量为一个能量状态,能量状态可以二元特征值表示),主要是通过前后时间的电压信号转变判断出一个整体的移动向量。图8显示为个别感应元中在前后两个不同时间的能量变化。
[0111]比如感应元组合801中示意显示的几个(至少两个)感应元,其中左方显示在第一时间to时,两个感应元分别感应到L和H两个能量状态;当进入第二时间tl时,两个感应元的能量变化则转变为H和H。当L、H (t0)转变为H、H (tl)时,其中感应元的能量状态由L转变为H,表示由右方的H替补到左方的位置,因此可以初步判断在此采集时间中有效感应的移动方向为向左。
[0112]而此感应元组合801的另一组感应元在第一时间t0时,能量状态为H和L ;到了第二时间tl,能量状态则为L和L,其中有个感应元能量状态的由H转变为L,也是表示右方的L替补到左方的位置,因此可以判断有个向左的移动方向。
[0113]再如感应元组合802内左方的两个感应元在第一时间t0的能量状态为L和H,到了第二时间tl改变为L和L,可以看出其中的H经左方的L向右替补成为L,因此初步判断有个向右的移动向量。
[0114]同理,感应元组合802内的右方有两个感应元在第一时间t0的能量状态为H和L,之后到了第二时间tl时变化成为H和H,其中右方的L经左方的H替补转变为H,因此可以判断出有个向右的移动向量。
[0115]图中感应元组合805和806并没有箭头标示方向,经判断为此例中多个感应元在第一时间to和第二时间tl的采集时间中没有能量变化,或是无法通过其中能量变化判断出移动方向,比如感应元组合806在第一时间to能量状态为L和H,到了第二时间tl,能量状态转变为H和L,这是无法通过能量状态变化来判断移动方向的。因此,这两种态样是没有有效输出信号的。
[0116]当前后两个时间的全部感应元都判断了各自能量变化的方向时,可以整体判断出一个总体的移动向量。
[0117]另一个移动方向判断的方式如图9所示为本发明所披露的装置中感应芯片执行光线寻迹的示意图之二。此例通过不同时间的感应元能量状态的转换方向以辨识移动向量的方法示意图,其中X为不在意的值,@为to和tl所感应信号的比对,藉此判断移动向量。
[0118]经感应芯片接收到反射光时,感应芯片内的多个感应元在不同时间根据接收的信号能量与平均能量比较时,产生有高低不同的电压信号,如此例图示为产生有感应信号
在一些情况下,仍有可能部分的感应元并没有能量变化,或是无关电压信号的高低,此时如图显示为不在意的值“X”。
[0119]根据示图的实施方式,在感应元组合901中,经前述比较器在第一时间t0取得相邻感应元的能量变化,表示为状态“X觀”,其中“
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