专利名称：光学导航装置和操作其的方法
技术领域：
本发明涉及一种光学导航装置，且更确切地说，本发明涉及一种光学导航装置和操作其的方法，其能够防止可能在光学导航装置与工作面隔开时产生的光学导航装置的故障，且最小化不必要的功率消耗。
背景技术：
例如光学鼠标的光学导航装置为用于从工作面的图像的变化来计算移动值的装置。因此，精确地检测工作面图像是非常重要的。下文中，为便于描述，将使用光学鼠标来描述光学导航装置。
如图1中所示，光学鼠标应定位于工作面上。光源8辐射光7到工作面2上，且图像传感器3经由透镜4收集由工作面2反射的光6，以精确地获得工作面2的图像。
然而，由于光学鼠标由用户的手操纵，所以通过用户手的移动，光学鼠标可能与工作面隔开，且因此，光学鼠标可能获得不准确的工作面图像，从而计算不正确的移动值。
另外，为了最小化不必要的功率消耗，当常规光学鼠标在预定时间的期间不操作时，光学鼠标在非活动模式中操作。然而，当光学鼠标与工作面隔开时，由于归因于周边照明(例如，荧光灯的光)而检测到与光学鼠标的移动无关的图像，所以即使光学鼠标没有移动，光学鼠标也不能在非活动模式中操作。
发明内容
为了解决前述和/或其它问题，本发明的一个方面在于提供一种光学导航装置和操作其的方法，其能够防止光学导航装置的故障，且最小化可能在光学导航装置与工作面隔开时产生的不必要的功率消耗。
本发明的另外方面和优点将在以下描述中部分地阐释，且从描述将部分地显而易见，或可通过实践本发明来了解。
本发明的第一方面提供一种光学导航装置，所述光学导航装置包含光源，其用于照射光；图像传感器，其用于收集入射光以获得图像；以及控制器，其用于执行以下模式计算模式，其获得光源开启时的图像以计算移动值，且基于移动值来确定光学导航装置是否移动；睡眠模式，其关闭光源且停止图像传感器的操作；以及检测模式，其获得光源开启时的图像和光源关闭时的图像，且接着比较图像的特征以确定光学导航装置是否与工作面分离，其中控制器当光学导航装置移动且未与工作面分离时执行计算模式、当未移动且与工作面分离时执行睡眠模式，且周期地执行检测模式。
此时，控制器可将检测模式划分成在计算模式期间周期地执行的第一检测模式和在睡眠模式期间周期地执行的第二检测模式；在第一检测模式期间，比较光源开启时的图像与光源关闭时的图像的特征，以确定光学导航装置是否与工作面分离；以及在第二检测模式期间，比较光源开启时的图像与光源关闭时的图像的特征，以确定光学导航装置是否与工作面分离，且基于光源开启时的图像来确定光学导航装置是否移动。
另外，控制器可进一步包含补偿模式，所述补偿模式获得当光源关闭且光学导航装置未与工作面分离时的多个图像，且基于(例如)计算光源关闭时的图像中的每一者的发光强度(luminous intensity)的平均值的统计数字而获得最小发光强度。控制器可在第一和第二检测模式期间获得光源开启时的图像和光源关闭时的图像、补偿光源关闭时的图像和光源开启时的图像，且接着比较光源关闭时的经补偿的图像与光源开启时的经补偿的图像的特征，以确定光学导航装置是否与工作面分离。
另外，控制器可在光源开启或关闭时的图像的图像特征视周边照明状态而改变时确定光学导航装置与工作面分离、在计算模式期间开始睡眠操作，且在睡眠模式期间维持睡眠操作。
本发明的第二方面提供一种光学导航装置，所述光学导航装置包含光源，其用于照射光；图像传感器，其用于收集入射光以获得图像；以及控制器，其用于执行以下模式补偿模式，其从当光源关闭且光学导航装置未与工作面分离时的多个图像的每一发光强度获得最小发光强度；计算模式，其获得光源开启时的图像以计算移动值，且基于移动值确定光学导航装置是否移动；睡眠模式，其关闭光源且停止图像传感器的操作；以及检测模式，其获得光源关闭时的图像、比较光源关闭时的图像的发光强度与最小发光强度以确定光学导航装置是否与工作面分离，其中控制器当光学导航装置移动且未与工作面分离时执行计算模式、当未移动且与工作面分离时执行睡眠模式，且周期地执行检测模式。
此时，控制器可将检测模式划分成在计算模式期间周期地执行的第一检测模式和在睡眠模式期间周期地执行的第二检测模式；在第一检测模式期间，获得光源关闭时的图像以计算发光强度，且接着比较所计算的发光强度与最小发光强度，以确定光学导航装置是否与工作面分离；以及在第二检测模式期间，获得光源关闭时的图像以计算发光强度、比较所计算的发光强度与最小发光强度以确定光学导航装置与工作面分离，且同时获得光源开启时的图像以计算移动值，从而确定光学导航装置是否移动。
另外，控制器可在光源开启或关闭时的图像的特征视周边照明状态而改变时确定光学导航装置与工作面分离、在计算模式期间开始睡眠操作，且在睡眠模式期间维持睡眠操作。
本发明的第三方面提供一种操作光学导航装置的方法，所述方法包含计算步骤，其获得光源开启时的图像以计算移动值，且基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动；睡眠步骤，其关闭光源且停止图像获得；第一检测步骤，其在计算步骤期间周期地启用光学导航装置、获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像、比较每一图像的特征以确定光学导航装置是否与工作面分离，且当光学导航装置与工作面分离时开始睡眠步骤；以及第二检测步骤，其在睡眠步骤期间周期地启用光学导航装置、获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像、比较每一图像的特征以确定光学导航装置是否与工作面分离，且同时基于光源开启时的图像确定光学导航装置是否移动，以使得当光学导航装置移动且未与工作面分离时再次开始计算步骤。
另外，第一检测步骤可包含以下步骤获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像；以及当光源关闭时的图像特征类似于光源开启时的图像特征时，确定光学导航装置与工作面分离，且第二检测步骤可包含以下步骤获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像；当光源关闭时的图像特征类似于光源开启时的图像特征时，确定光学导航装置与工作面分离；以及当光源关闭时的图像特征不同于光源开启时的图像特征时，确定光学导航装置未与工作面分离，且接着基于光源开启时的图像计算移动值，以基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动。
另外，所述方法可进一步包含以下步骤补偿步骤，其获得光源关闭时的多个图像，且基于(例如)计算光源关闭时的图像中的每一者的发光强度的平均值的统计数字获得最小发光强度，第一检测步骤可进一步包含使用最小发光强度补偿光源关闭时的图像的步骤，且第二检测步骤可进一步包含使用最小发光强度补偿光源关闭时的图像的步骤。
此外，计算步骤可包含以下步骤继续获得光源开启时的图像，且计算移动值并将其输出；以及基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动。
本发明的第四方面提供一种操作光学导航装置的方法，所述方法包含补偿步骤，其获得光源关闭时的多个图像，且基于(例如)计算光源关闭时的图像中的每一者的发光强度的平均值的统计数字获得最小发光强度；计算步骤，其获得光源开启时的图像以计算移动值，且基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动；睡眠步骤，其关闭光源且停止图像获得；第一检测步骤，其在计算步骤期间周期地启用光学导航装置、获得光源关闭时的图像、比较光源关闭时的图像的发光强度与最小发光强度以确定光学导航装置是否与工作面分离，且当光学导航装置与工作面分离时开始睡眠步骤；以及第二检测步骤，其在睡眠步骤期间周期地启用光学导航装置、获得光源关闭时的图像、比较光源关闭时的图像的发光强度与最小发光强度以确定光学导航装置是否与工作面分离，且同时基于光源开启时的图像确定光学导航装置是否移动，以使得当光学导航装置移动且未与工作面分离时再次开始计算步骤。
另外，第一检测步骤可包含以下步骤获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像；计算光源关闭时的图像的发光强度；以及当光源关闭时的图像的所计算的发光强度类似于最小发光强度时，确定光学导航装置与工作面分离，且第二检测模式可包含以下步骤获得光源关闭时的图像和光源开启时的图像；计算光源关闭时的图像的发光强度；当光源关闭时的图像的所计算的发光强度类似于最小发光强度时，确定光学导航装置与工作面分离；以及当光源关闭时的图像的所计算的发光强度不同于最小发光强度时，确定光学导航装置未与工作面分离，且接着基于光源开启时的图像计算移动值，以基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动。
此外，计算步骤可包含以下步骤继续获得光源开启时的图像，且计算移动值并将其输出；以及基于所计算的移动值确定光学导航装置是否移动。
根据结合附图对实施例所进行的以下描述，本发明的这些和/或其它方面以及优点将变得显而易见且更易于了解，在附图中图1为说明光学鼠标的操作的图。
图2为常规光学鼠标的方框图。
图3为说明图2的控制器的操作模式的概念图。
图4为说明根据本发明示范性实施例的光学鼠标的控制器的操作模式的概念图。
图5为表示光源开启时的发光强度视荧光灯的频率的变化的图。
图6为说明具有图4的操作模式的控制器的操作的图。
图7为说明图6的补偿模式的操作的流程图。
图8为说明图6的计算模式的操作的流程图。
图9为说明图6的第一检测模式的操作的流程图。
图10为说明图6的第二检测模式的操作的流程图。
图11为说明根据本发明另一示范性实施例的光学鼠标的控制器的操作模式的概念图。
图12为说明图11的控制器的第一检测模式的操作的流程图。
图13为说明图11的控制器的第二检测模式的操作的流程图。
具体实施例方式
下文中，为便于描述，将使用常规光学鼠标参看附图来描述根据本发明的光学导航装置和操作其的方法。但是，本发明并不限于光学鼠标且可应用于任何光学导航装置。
图2为常规光学鼠标的方框图，其包含光学部件10、图像传感器20和控制器30。
光学部件10包含光源、透镜和其它附件。光源响应于光控制信号opt_ctrl而辐射光，且透镜收集进入光学鼠标的光，以将光传输到图像传感器20。
图像传感器20包含多个像素，每一像素响应于传感器控制信号sen_ctrl而累积从光学部件10传输的发光强度，以产生图像。
控制器30接收图像、计算光学鼠标的移动值MOV以将其输出、使用所计算的移动值MOV确定光学鼠标是否移动，且产生用于确定光源和图像传感器的操作状态的光学控制信号opt_ctrl和传感器控制信号sen_ctrl。
图3为说明图2的控制器的操作模式的概念图，且控制器30视光学鼠标是否移动而将光学鼠标的操作状态划分成活动状态和非活动状态。
在活动状态中，控制器30执行计算模式以开启光源，并操作图像传感器以继续获得光源开启时的图像，且使用在光源开启时继续获得的图像来计算移动值并将其输出(T1和T6部分)。
当光学鼠标在预定时间内未移动时，光学鼠标处于非活动状态，以执行睡眠模式(T2和T4部分)，且周期地执行检测模式(T3和T5部分)。
在睡眠模式(T2和T4部分)期间，光学鼠标关闭光源以防止不必要的功率消耗。在检测模式(T3和T5部分)期间，光学鼠标开启光源，并操作图像传感器以获得光源开启时的一个图像，且使用所获得的图像来计算移动值，以确定光学鼠标是否移动。
作为检测模式(T3和T5部分)确定的结果，当确定光学鼠标移动时，控制器返回到活动状态以执行计算模式(T6部分)，且当确定光学鼠标未移动时，控制器维持睡眠模式(T4部分)。
如上所述，常规光学鼠标使用从工作面反射的光源的发光强度获得工作面图像，且基于所述图像计算移动值，并确定光学鼠标是否处于非活动状态。
然而，由于图2的光学鼠标不能检测光学鼠标是否与如上所述的工作面隔开，所以光学鼠标会继续执行不必要的计算模式，且还会根据具有周期变化的发光强度的周边照明的光(例如，荧光灯的光)而计算不正确的移动值。
因此，本发明的光学鼠标的控制器30′进一步执行检测模式，以周期地确定光学鼠标是否与工作面分离。另外，即使光学鼠标已与工作面分离，控制器甚至可在具有视操作频率变化的发光强度的周边照明的光(特别是荧光灯的光)被接收而计算不正确的移动值时检测。
此外，本发明的光学鼠标的控制器30′进一步执行补偿模式，以防止归因于图像传感器的过程差量和光学鼠标的操作环境而不准确地检测光学鼠标与工作面的分离情况。
图4为说明根据本发明示范性实施例的光学鼠标的控制器30′的操作模式的概念图。参看图4，控制器30′视与工作面的分离情况和光学鼠标的移动而将光学鼠标的操作分类成活动状态和非活动状态。
在活动状态中，控制器30′执行补偿模式(T0部分)、基础地执行计算模式(T1、T3和T9部分)，且周期地执行第一检测模式(T2和T4部分)。优选地，补偿模式在光学鼠标上电(power up)时或由用户请求时执行。如果需要，可周期地执行补偿模式。
在补偿模式期间，控制器30′仅操作图像传感器20以获得光源关闭时的多个图像IC，且接着计算多个图像IC的每一发光强度的平均值以获得最小发光强度(T0部分)。为便于描述，本文中使用术语“计算平均值”和“最小”。也可使用其它统计数字。举一个例子，仅具有少数不良像素的图像产生像素数据的最大值或最小值。因此，进行统计时可排除最大值和最小值。再举一例，可使用最经常产生的像素数据作为平均值。
在计算模式期间，控制器30′操作光源和图像传感器以继续获得光源开启时的图像IA，并使用所述图像计算移动值，以将移动值输出。接着，控制器30′分析所计算的移动值以确定光学鼠标是否移动，且同时，检测光源开启时的图像的发光强度是否改变为周边照明状态，从而确定光学鼠标是否与工作面分离(T1、T3和T9部分)。因此，当光学鼠标在预定时间内未移动或与工作面分离时，光学鼠标处于非活动状态。
在此过程中，周边照明状态为如下状态，其中通过接收供应自外部的功率而操作的周边照明的发光强度的变化等于光源开启时的图像的发光强度的变化。也就是说，如图5中所示，当周边照明为具有在(例如)60Hz频率下变化的发光强度的荧光灯，且光源开启时的图像的发光强度等于补偿模式期间在“1/(荧光灯的操作频率(例如，60Hz)×2)”的周期中所计算的最小发光强度时，控制器30′确定光源开启时图像的发光强度改变为周边照明状态。
在第一检测模式中，控制器30′仅操作图像传感器20以获得光源关闭时的图像IB、操作光源和图像传感器20两者以获得光源开启时的图像IA，且接着使用最小发光强度补偿光源关闭时的图像IB。
接着，确定光源关闭时的经补偿的图像IB′是否类似于光源开启时的图像IA，以确定光学鼠标是否与工作面分离(T2和T4部分)。作为确定的结果，当光学鼠标与工作面分离时，光学鼠标处于非活动状态(T5～T8部分)。
如上所述，即使在活动状态中，控制器30′也继续确定光学鼠标是否与工作面分离。
在非活动状态中，控制器30′基础地执行睡眠模式(T5和T7部分)，且周期地执行第二检测模式(T6和T8部分)。
在睡眠模式中，控制器30′关闭光源，且停止图像传感器20的操作以最小化不必要的功率消耗(T5和T7部分)。也就是说，在睡眠模式中，控制器30′在待机状态中操作光学鼠标。
在第二检测模式中，类似于第一检测模式的操作，控制器30′获得光源关闭时的图像IB′和光源开启时的图像IA，且确定其图像特征是否彼此类似，从而确定光学鼠标是否与工作面分离。同时，控制器30′使用光源开启时的图像来计算移动值，且接着分析所计算的移动值以确定光学鼠标是否移动(T6和T8部分)。作为确定的结果，当光学鼠标在光学鼠标未与工作面分离的状态中移动时，控制器30′返回到活动状态(T9部分)。
在光学鼠标定位于工作面上的情况下，由于光学鼠标仅可接收来自光源的光，所以可由光学鼠标接收的发光强度视光源的开启/关闭而不同。也就是说，光源关闭时的图像IB和光源开启时的图像IA具有不同的图像特征。另一方面，当光学鼠标与工作面隔开时，由于光学鼠标接收来自光源和周边照明的光以产生图像，所以光学鼠标获得具有类似图像特征的图像，而与光源的开启/关闭无关。
因此，在第一和第二检测模式中，光学鼠标可确定光源关闭时的图像和光源开启时的图像是否彼此类似，从而确定光学鼠标是否与工作面分离。
现将参看图6来描述具有图4的操作模式的控制器30′的操作。
当将功率施加到光学鼠标时，控制器30′首先处于活动状态(S101)以执行补偿模式，且接着执行计算模式。
当将功率施加到光学鼠标时，控制器30′执行补偿模式(S102)以获得光源关闭时的多个图像，且计算每一图像的发光强度的平均值，从而计算最小发光强度(S103)。
在执行步骤S103后，控制器30′执行计算模式(S104)以继续获得光源开启时的图像，且比较先前获得的光源开启时的图像与当前获得的光源开启时的图像，从而计算移动值并将其输出。接着，控制器30′基于所计算的移动值确定光学鼠标是否移动，且同时检测光源开启时的图像的发光强度是否改变为周边照明状态，从而确定光学鼠标是否与工作面分离(S105)。
作为步骤S105确定的结果，当光学鼠标在预定时间内未移动或与工作面分离时，控制器30′终止计算模式而处于非活动状态(S109)，以防止光学鼠标的故障且最小化不必要的功率消耗。
另一方面，作为步骤S105确定的结果，当光学鼠标继续移动且光源开启时的图像的发光强度未改变为周边照明状态时，确定光学鼠标是否被用户在工作面上正常移动，且是否将开始第一检测检测模式(S106)。
在第一检测模式尚未开始的情况下，控制器30′返回到步骤S104以继续执行计算模式，且当开始第一检测模式时，控制器30′执行第一检测模式(S107)以继续获得光源关闭时和光源开启时的经补偿的图像，且确定光源关闭时和光源开启时的经补偿的图像的图像特征是否彼此类似，从而确定光学鼠标是否与工作面分离(S108)。
作为步骤S108确定的结果，当光学鼠标未与工作面分离时，控制器30′返回到步骤S104以继续执行计算模式，且当光学鼠标与工作面分离时，控制器30′处于非活动状态(S109)，以防止光学鼠标的故障。
作为步骤S105和S108确定的结果，当光学鼠标在预定时间内未移动或与工作面分离时，控制器30′停止光源和图像传感器20的操作，即执行睡眠模式以在待机状态中操作光学鼠标，从而最小化光学鼠标的故障和不必要的功率消耗(S110)。
接着，随着时间过去，确定是否将开始第二检测模式(S111)，且如果第二检测模式尚未开始，那么控制器30′继续执行睡眠模式(S110)。
另一方面，当将开始第二检测模式时，控制器30′执行第二检测模式(S112)以继续获得光源关闭和开启时的经补偿的图像、比较个别图像的特征以确定光学鼠标是否与工作面分离，且同时从光源开启时的图像计算新的移动值，以确定光学鼠标是否移动(S113)。
作为步骤S113确定的结果，当光学鼠标未移动或与工作面分离时，控制器30′再次执行睡眠模式，且当光学鼠标移动或未与工作面分离时，控制器30′确定光学鼠标是否被用户在工作面上正常移动，且返回到活动状态以执行计算模式(S103)。
如上所述，图6的光学鼠标不仅周期地执行第一和第二检测模式以周期地检测光学鼠标是否与工作面分离，而且即使在计算模式中也继续检测光学鼠标是否与工作面分离，从而最小化可能归因于光学鼠标的分离而产生的光学鼠标的故障和不必要的功率消耗。
现将参看图6至图9来描述根据每一操作模式操作控制器的方法。
图7为说明图6的补偿模式的操作(S102)的流程图。
当开始补偿模式时，控制器30′仅操作图像传感器20，即在光源关闭的状态中操作图像传感器20(S102-1)，以获得光源关闭时的多个图像(S102-2)。
控制器30′计算光源关闭时的多个图像的平均值以产生平均图像(average image)，且获得所产生的平均图像作为补偿图像(S102-3)。
接着，控制器30′计算补偿图像中的多个像素的每一发光强度的平均值，从而计算最小发光强度(S102-4)，且接着终止补偿模式。
因此，步骤S102-3所获得的平均图像为光源关闭时的图像的参考值，且步骤S102-4所获得的最小发光强度为光源关闭时的图像的发光强度的参考值。
虽然光学鼠标在相同操作条件下获得相同工作面的图像，但光学鼠标视图像传感器20的过程差量和光学鼠标的操作环境而获得具有不同发光强度的图像。因此，由于光源关闭时的图像的参考值不准确，所以控制器30′可能不准确地检测光学鼠标是否与工作面分离。
因此，本发明的光学鼠标经由补偿模式计算最小发光强度，以确定视图像传感器20的过程差量和光学鼠标的操作环境而变化的光源关闭时的图像的最小发光强度，从而精确地检测光学鼠标是否与工作面分离。举例而言，在透明鼠标(transparent mouse)中，周围环境光可被添加到光源。在此情况下，可通过补偿模式的操作来消除周围环境光的影响。
图8为说明图6的计算模式的操作(S104)的流程图。
当开始计算模式时，控制器30′操作光源和图像传感器20两者，即在光源开启的状态中继续操作图像传感器20(S104-1)，以继续获得光源开启时的图像(S104-2)。
接着，控制器30′比较先前获得的光源开启时的图像与当前获得的图像，以获得图像变化量，且使用图像变化量来计算光学鼠标的移动值并将其输出(S104-3)。
接着，控制器30′分析步骤S104-3所计算的移动值以确定光学鼠标是否移动(S104-4)，且当光学鼠标未移动时，控制器30′检查预定时间是否已过去(S104-5)。
作为步骤S104-5确定的结果，当光学鼠标在预定时间内未移动时，控制器30′确定用户未使用光学鼠标(S104-6)且完成计算模式。
另一方面，当预定时间未过去时，控制器30′返回到步骤S104-1以重新计算光学鼠标的移动值，且使用所述移动值重新确定光学鼠标是否移动。
接着，作为步骤104-4确定的结果，当检测到光学鼠标的移动时，控制器30′确定用户在使用光学鼠标，且进一步检查光源开启时的图像的发光强度是否改变为周边照明状态(S104-7)。
在步骤S104-7中，当光源开启时的图像的发光强度等于在“1/(荧光灯的操作频率(例如，60Hz)×2)”的周期中在图7的补偿模式中获得的最小发光强度时，如图5中所示，控制器30′确定光源改变为周边照明状态。
当光源开启时的图像的发光强度改变为周边照明状态时，控制器30′确定光学鼠标与工作面隔开以接收荧光灯的光，从而产生图像(S104-8)，且接着终止计算模式。
另一方面，在步骤S104-7中，当光源开启时的图像的发光强度未改变为周边照明状态时，控制器30′确定光学鼠标在工作面上正常移动，且返回到步骤S104-1以继续计算光学鼠标的移动值。
如上所述，本发明的控制器即使在操作计算模式时，也确定光源开启时的图像的发光强度是否改变为周边照明状态，从而确定光学鼠标是否与工作面分离。
图9为说明图6的第一检测模式的操作S107的流程图。
当开始第一检测模式时，控制器30′仅操作图像传感器20，即在光源关闭的状态下操作图像传感器(S107-1)，以获得光源关闭时的图像(S107-2)。
接着，控制器30′操作光源和图像传感器20两者，即在光源开启的状态下操作图像传感器20(S107-3)，以获得光源开启时的图像(S107-4)。
在步骤S107-4后，控制器30′使用最小发光强度补偿光源关闭时的图像和光源开启时的图像中的多个像素的每一发光强度(S107-5)，且确定光源关闭和开启时的经补偿的图像是否具有彼此类似的图像特征(S107-6)。
作为步骤S107-6确定的结果，当光源关闭和开启时的经补偿的图像的图像特征彼此类似时，控制器30′确定光学鼠标与工作面隔开，以使用周边照明的光(例如，荧光灯的光)来产生图像。也就是说，在确定光学鼠标与工作面分离后(S107-7)，终止第一检测模式。
另一方面，作为步骤S107-6确定的结果，当光源关闭和开启时的经补偿的图像的图像特征彼此不同时，控制器30′确定光学鼠标定位于工作面上以使用光源的光产生图像。也就是说，在确定光学鼠标处于正常状态后(S107-8)，终止第一检测模式。
如上所述，本发明的控制器30′在计算模式期间进一步执行图9的第一检测模式，且当光学鼠标与工作面分离以接收周边照明的光而不是光源的光时，控制器30′使用所获得的类似图像特征来确定光学鼠标是否与工作面分离，而与光源的开启/关闭无关。
图10为说明图6的第二检测模式的操作(S112)的流程图。
在第二检测模式期间，控制器30′以类似于图9的第一检测模式(S107)的方式来确定光学鼠标是否与工作面分离，且进一步确定光学鼠标是否移动。
因此，当开始第二检测模式时，控制器30′以类似于第一检测模式的方式执行步骤S107-1到S107-7，且根据步骤S107-6的确定进一步执行步骤S112-1到S112-4，以确定光学鼠标是否移动。
作为步骤S107-6确定的结果，当光源关闭和开启时的经补偿的图像具有不同图像特征时，控制器30′确定光学鼠标定位于工作面上，且进一步使用光源开启时的图像来计算光学鼠标的移动值(S112-1)。
控制器30′使用步骤S112-1所计算的光学鼠标的移动值来确定光学鼠标是否移动(S112-2)，且当光学鼠标移动时，控制器30′确定用户在使用光学鼠标(S112-3)，且接着终止第二检测模式以再次执行计算模式。
另一方面，当光学模式未移动时，控制器30′确定用户未使用光学鼠标(S112-4)，且接着终止第二检测模式以继续执行睡眠模式。
如上所述，本发明的控制器即使在睡眠模式中也进一步执行图10的第二检测模式，以周期地确定光学鼠标是否移动和光学鼠标是否与工作面分离。
因此，本发明的光学鼠标视光学鼠标是否移动来执行计算模式和睡眠模式，且进一步执行第一和第二检测模式以更精确地检测光学鼠标是否与工作面分离。另外，控制器即使在计算模式中也确定光学鼠标是否在周边照明状态下移动，从而确定光学鼠标是否与工作面分离。
图11为说明根据本发明另一实施例的光学鼠标的控制器30′的操作模式的概念图。
类似于图4的控制器30′，图11的控制器30′在活动状态期间执行补偿模式(T0部分)、计算模式(T1、T3和T9部分)和第一检测模式(T2′和T4′部分)，且在非活动状态期间执行睡眠模式(T5和T7部分)和第二检测模式(T6′和T8′部分)。然而，操作第一和第二检测模式(T2′、T4′、T6′和T8′部分)的方法与图4的控制器30′的方法不同。
在第一检测模式中，控制器30′仅操作图像传感器20以获得光源关闭时的图像IB、计算光源关闭时的图像IB的发光强度，且确定所计算的发光强度是否等于最小发光强度，从而检测光学鼠标与工作面分离(T2′和T4′部分)。
在第二检测模式中，控制器30′仅操作图像传感器20以获得光源关闭时的图像IB、计算光源关闭时的图像的发光强度，且确定所计算的发光强度是否等于最小发光强度，从而检测光学鼠标是否与工作面分离。当光学鼠标未与工作面分离时，控制器30′操作光源和图像传感器20两者以获得光源开启时的图像、计算移动值，且分析所计算的移动值，从而确定光学鼠标是否移动(T6′和T8′部分)。
如上所述，具有图11的操作模式的控制器30′执行类似于图4的第一和第二检测模式，以使用所获得图像的发光强度来确定光学鼠标是否与工作面分离。
现将参看图12和图13来描述操作图11的第一和第二检测模式的方法。
图12为说明图11的控制器30′的第一检测模式的操作的流程图。
当开始第一检测模式时，控制器30′停止光源的操作，且仅操作图像传感器20(S207-1)以获得光源关闭时的图像(S207-2)。
在计算步骤S207-2中所获得的光源关闭时的图像的发光强度后，控制器30′确定发光强度是否等于在补偿模式期间所获得的最小发光强度(S207-4)。
作为步骤207-4确定的结果，当光源关闭时的图像的发光强度等于最小发光强度时，控制器30′确定光学鼠标定位于工作面上，而不接收周边照明以及光源的光。也就是说，控制器30′确定光学鼠标处于正常状态(S207-5)，且接着终止第一检测模式。
另一方面，作为步骤207-4确定的结果，当光源关闭时的图像的发光强度不同于最小发光强度时，控制器30′确定光学鼠标与工作面隔开以接收周边照明(例如，荧光灯)的光，从而产生图像。也就是说，控制器30′确定光学鼠标与工作面分离(S207-6)，且接着终止第一检测模式。
如上所述，在图12的第一检测模式中，当光学鼠标与工作面分离以接收来自周边照明的光时，控制器30′基于大于在补偿模式期间所获得的最小强度的发光强度被接收的事实，来确定光学鼠标是否与工作面分离。
图13为说明图11的控制器30′的第二检测模式的操作的流程图。
当开始第二检测模式时，类似于图12的第一检测模式S207，控制器30′执行步骤S207-1、S207-2、S207-3、S207-4和S207-6，且根据步骤S207-4的确定，进一步执行步骤S212-5和S212-6，以确定光学鼠标是否移动。
作为步骤S207-4确定的结果，当光源关闭时的经补偿的图像的发光强度等于最小发光强度时，控制器30′确定光学鼠标与工作面分离(S212-1)，且终止第二检测模式以再次执行睡眠模式。
另一方面，当光源关闭时的经补偿的图像的发光强度不同于最小发光强度时，控制器30′确定光学鼠标定位于工作面上，且接着操作光源和图像传感器20两者，以确定光学鼠标是否移动(S212-1)，从而获得光源开启时的图像(S212-2)。
接着，控制器30′使用光源开启时的图像计算光学鼠标的移动值(S212-3)，且使用所计算的光学鼠标的移动值来确定光学鼠标是否移动(S212-4)。
作为步骤S212-4确定的结果，当光学鼠标移动时，控制器30′确定用户重新使用光学鼠标(S212-5)，且终止第二检测模式以再次执行计算模式。当光学鼠标未移动时，控制器30′确定用户未使用光学鼠标(S212-6)，且终止第二检测模式以继续执行睡眠模式。
如上所述，在图13的第二检测模式中，当光学鼠标与工作面分离以接收来自周边照明的光时，控制器30′基于大于在补偿模式期间所获得的最小强度的发光强度被接收的事实，来确定光学鼠标是否与工作面分离。
因此，在图13的第二检测模式中，控制器30′以类似于图10的第二检测模式的方式，周期地确定光学鼠标是否移动和是否与工作面分离。
在以上描述中，虽然在非活动状态下在第二模式期间同时执行分离检测和移动检测，但在实际应用中，可在不同周期中单独执行分离检测和移动检测，且可仅执行分离检测和移动检测中的一者。
举例而言，当如上所述地执行分离检测操作以确定光学鼠标的分离情况时，光学鼠标的控制器关闭光源并停止输出移动值，且仅周期地执行分离检测操作以重新确定光学鼠标是否与工作面分离。另外，在与分离检测操作不同的周期中重复地执行移动检测操作以仅确定光学鼠标是否移动。
此外，当在计算模式期间在周边照明状态下操作光学鼠标时，虽然控制器终止计算模式并执行睡眠模式，但如果需要，控制器可维持计算模式并关闭光源，从而防止由光源引起的眩光(glare)或停止输出移动值，以防止光学鼠标的故障。
如从前述内容可见，根据本发明的光学导航装置和操作其的方法进一步周期地执行第一和第二检测模式，以检测光学鼠标是否与工作面分离，且即使在计算模式中也检测光学鼠标是否与工作面分离。当光学导航装置与工作面分离时，光学导航装置立即在睡眠模式中操作。因此，有可能最小化可能在光学导航装置与工作面隔开时产生的光学导航装置的故障和不必要的功率消耗。
尽管已绘示并描述本发明的一些实施例，但所属领域的技术人员应了解，可在不脱离本发明的原理和精神的情况下，在这些实施例中进行改变，本发明的范围限定于所附权利要求书和其等同物中。
权利要求
1.一种光学导航装置，其特征在于其包括光源，其用于照射光；图像传感器，其用于收集入射光以获得图像；以及控制器，其用于执行以下模式计算模式，其获得所述光源开启时的图像以计算移动值，且基于所述移动值来确定所述光学导航装置是否移动；睡眠模式，其关闭所述光源且停止所述图像传感器的操作；及检测模式，其获得所述光源开启时的所述图像和所述光源关闭时的图像，且接着比较所述图像的特征以确定所述光学导航装置是否与工作面分离，其中所述控制器当所述光学导航装置移动且未与所述工作面分离时执行所述计算模式、当未移动且与所述工作面分离时执行所述睡眠模式，且周期地执行所述检测模式。
2.根据权利要求1所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器将所述检测模式划分成在所述计算模式期间周期地执行的第一检测模式和在所述睡眠模式期间周期地执行的第二检测模式；在所述第一检测模式期间，比较所述光源开启时的所述图像与所述光源关闭时的所述图像的特征，以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离；以及在所述第二检测模式期间，比较所述光源开启时的所述图像与所述光源关闭时的所述图像的特征，以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离，且基于所述光源开启时的所述图像来确定所述光学导航装置是否移动。
3.根据权利要求2所述的光学导航装置，其特征在于其中当在所述第二检测模式期间所述光学导航装置与所述工作面分离时，所述控制器关闭所述光源，且接着仅周期地确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离。
4.根据权利要求2所述的光学导航装置，其特征在于其中当在所述第二检测模式期间所述光学导航装置与所述工作面分离时，所述控制器停止输出所述移动值，且接着仅周期地确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离。
5.根据权利要求1所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器获得所述光源关闭时的多个图像，且基于统计数字而获得最小发光强度。
6.根据权利要求5所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的统计数字包含所述光源关闭时的所述图像中的每一者的发光强度的平均值。
7.根据权利要求5所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器在所述第一和第二检测模式期间获得所述光源开启时的所述图像和所述光源关闭时的所述图像、使用所述最小发光强度来补偿所述光源关闭和开启时的所述图像，且接着比较所述光源关闭和开启时的所述经补偿的图像的图像特征，以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离。
8.根据权利要求1所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的图像特征视周边照明状态而改变时所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离、在所述计算模式期间开始所述睡眠操作，且在所述睡眠模式期间维持所述睡眠操作。
9.根据权利要求1所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的图像特征视周边照明状态而改变时，所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离，而不输出所述移动值。
10.根据权利要求1所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的图像特征视周边照明状态而改变时，所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离以关闭所述光源。
11.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的周边照明状态为当所述周边照明的发光强度根据供应自外部的功率的频率而改变时，所述光源开启时的所述图像的发光强度周期地等于所述最小发光强度的状态。
12.一种光学导航装置，其特征在于其包括光源，其用于照射光；图像传感器，其用于收集入射光以获得图像；以及控制器，其用于执行以下模式补偿模式，其从所述光源关闭时的多个图像的每一发光强度获得最小发光强度；计算模式，其获得所述光源开启时的图像以计算移动值，且基于所述移动值以确定所述光学导航装置是否移动；睡眠模式，其关闭所述光源且停止所述图像传感器的操作；以及检测模式，其获得所述光源关闭时的所述图像、比较所述光源关闭时的所述图像的所述发光强度与所述最小发光强度以确定所述光学导航装置是否与工作面分离，其中所述控制器当所述光学导航装置移动且未与所述工作面分离时执行所述计算模式、当未移动且与所述工作面分离时执行所述睡眠模式，且周期地执行所述检测模式。
13.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器在所述补偿模式中获得所述光源关闭时的多个图像，且基于统计数字以获得最小发光强度。
14.根据权利要求13所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的统计数字包含所述光源关闭时的所述图像中的每一者的发光强度的平均值。
15.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器响应于用户请求以执行所述补偿模式。
16.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器周期地执行所述补偿模式。
17.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的控制器将所述检测模式划分成在所述计算模式期间周期地执行的第一检测模式和在所述睡眠模式期间周期地执行的第二检测模式；在所述第一检测模式期间，获得所述光源关闭时的所述图像以计算发光强度，且接着比较所述所计算的发光强度与所述最小发光强度，以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离；以及获得所述光源关闭时的所述图像以计算发光强度、比较所述所计算的发光强度与所述最小发光强度以确定所述光学导航装置与所述工作面分离，且同时获得所述光源开启时的所述图像以计算移动值，从而确定所述光学导航装置是否移动。
18.根据权利要求17所述的光学导航装置，其特征在于其中当在所述第二检测模式期间所述光学导航装置与所述工作面分离时，所述控制器关闭所述光源，且接着仅周期地确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离。
19.根据权利要求17所述的光学导航装置，其特征在于其中当在所述第二检测模式期间所述光学导航装置与所述工作面分离时，所述控制器停止输出所述移动值，且接着仅周期地确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离。
20.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离、在所述计算模式期间开始所述睡眠操作，且在所述睡眠模式期间维持所述睡眠操作。
21.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离，而不输出所述移动值。
22.根据权利要求12所述的光学导航装置，其特征在于其中当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，所述控制器确定所述光学导航装置与所述工作面分离以关闭所述光源。
23.根据权利要求20至22中任一权利要求所述的光学导航装置，其特征在于其中所述的周边照明状态为当所述周边照明的发光强度根据供应自外部的功率的频率而改变时，所述光源开启时的所述图像的发光强度周期地等于所述最小发光强度的状态。
24.一种操作光学导航装置的方法，其特征在于其包括以下步骤计算步骤，其获得光源开启时的图像以计算移动值，且基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动；睡眠步骤，其关闭所述光源且停止所述图像获得；第一检测步骤，其在所述计算步骤期间周期地启用所述光学导航装置、获得所述光源关闭时的图像和所述光源开启时的所述图像、比较每一图像的特征以确定所述光学导航装置是否与工作面分离，且当所述光学导航装置与所述工作面分离时开始所述睡眠步骤；以及第二检测步骤，其在所述睡眠步骤期间周期地启用所述光学导航装置、获得所述光源关闭时的所述图像和所述光源开启时的所述图像、比较每一图像的特征以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离，且同时基于所述光源开启时的所述图像来确定所述光学导航装置是否移动，以使得当所述光学导航装置移动且未与所述工作面分离时再次开始所述计算步骤。
25.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第一检测步骤包括以下步骤获得所述光源关闭时的所述图像和所述光源开启时的所述图像；以及当所述光源关闭时的图像特征类似于所述光源开启时的图像特征时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离。
26.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第二检测步骤包括以下步骤获得所述光源关闭时的所述图像和所述光源开启时的所述图像；当所述光源关闭时的所述图像特征类似于所述光源开启时的所述图像特征时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离；以及当所述光源关闭时的所述图像特征不同于所述光源开启时的所述图像特征时，确定所述光学导航装置未与所述工作面分离，且接着基于所述光源开启时的所述图像来计算移动值，以基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动。
27.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括补偿步骤，其获得所述光源关闭时的多个图像，且基于统计数字获得最小发光强度。
28.根据权利要求27所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的统计数字包含所述光源关闭时的所述图像中的每一者的发光强度的平均值。
29.根据权利要求27所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第一检测步骤进一步包括以下步骤使用所述最小发光强度来补偿所述光源关闭时的所述图像。
30.根据权利要求28所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第二检测步骤进一步包括以下步骤使用所述最小发光强度来补偿所述光源关闭时的所述图像。
31.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的计算步骤包括以下步骤继续获得所述光源开启时的所述图像，且计算移动值并将其输出；以及基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动。
32.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时确定所述光学导航装置与所述工作面分离、在所述计算模式期间开始所述睡眠操作，且在所述睡眠模式期间维持所述睡眠操作。
33.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离，而不输出所述移动值。
34.根据权利要求24所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离以关闭所述光源。
35.根据权利要求32至34中任一权利要求所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的周边照明状态为当所述周边照明的发光强度根据供应自外部的功率的频率而改变时，所述光源开启时的所述图像的发光强度周期地等于所述最小发光强度的状态。
36.一种操作光学导航装置的方法，其特征在于其包括以下步骤补偿步骤，其获得光源关闭时的多个图像，且基于统计数字获得最小发光强度；计算步骤，其获得所述光源开启时的图像以计算移动值，且基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动；睡眠步骤，其关闭所述光源且停止所述图像获得；第一检测步骤，其在所述计算步骤期间周期地启用所述光学导航装置、获得所述光源关闭时的所述图像、比较所述光源关闭时的所述图像的所述发光强度与所述最小发光强度以确定所述光学导航装置是否与工作面分离，且当所述光学导航装置与所述工作面分离时开始所述睡眠步骤；以及第二检测步骤，其在所述睡眠步骤期间周期地启用所述光学导航装置、获得所述光源关闭时的所述图像、比较所述光源关闭时的所述图像的所述发光强度与所述最小发光强度以确定所述光学导航装置是否与所述工作面分离，且同时基于所述光源开启时的所述图像来确定所述光学导航装置是否移动，以使得当所述光学导航装置移动且未与所述工作面分离时再次开始所述计算步骤。
37.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的统计数字包含所述光源关闭时的所述图像中的每一者的发光强度的平均值。
38.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第一检测步骤包括以下步骤获得所述光源关闭时的所述图像和所述光源开启时的所述图像；计算所述光源关闭时的所述图像的发光强度；以及当所述光源关闭时的所述图像的所述所计算的发光强度类似于所述最小发光强度时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离。
39.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的第二检测步骤包括以下步骤获得所述光源关闭时的所述图像和所述光源开启时的所述图像；计算所述光源关闭时的所述图像的发光强度；当所述光源关闭时的所述图像的所述所计算的发光强度类似于所述最小发光强度时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离；以及当所述光源关闭时的所述图像的所述所计算的发光强度不同于所述最小发光强度时，确定所述光学导航装置未与所述工作面分离，且接着基于所述光源开启时的所述图像来计算移动值，以基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动。
40.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的计算步骤包括以下步骤继续获得所述光源开启时的所述图像，且计算移动值并将其输出；以及基于所述所计算的移动值来确定所述光学导航装置是否移动。
41.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时确定所述光学导航装置与所述工作面分离、在所述计算模式期间开始所述睡眠操作，且在所述睡眠模式期间维持所述睡眠操作。
42.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离，而不输出所述移动值。
43.根据权利要求36所述的操作光学导航装置的方法，其特征在于其进一步包括以下步骤当所述光源开启或关闭时的所述图像的特征视周边照明状态而改变时，确定所述光学导航装置与所述工作面分离以关闭所述光源。
44.根据权利要求41至43中任一权利要求所述操作光学导航装置的方法，其特征在于其中所述的周边照明状态为当周边照明的发光强度根据供应自外部的功率的频率而改变时，所述光源开启时的所述图像的发光强度周期地等于所述最小发光强度的状态。
全文摘要
本发明提供一种光学导航装置和操作其的方法。光学导航装置包含光源，其用于照射光；图像传感器，其用于收集入射光以获得图像；以及控制器，其用于执行以下模式计算模式，其获得光源开启时的图像以计算移动值且基于移动值确定光学导航装置是否移动；睡眠模式，其关闭光源且停止图像传感器的操作；以及检测模式，其获得光源开启时的图像和光源关闭时的图像且接着比较所述图像特征以确定光学导航装置是否与工作面分离。
文档编号G06F1/32GK1979396SQ20061012782
公开日2007年6月13日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年12月9日
发明者郭钟择, 李芳远, 申荣昊, 李祐锡 申请人:艾勒博科技股份有限公司