多路AD转换的光电鼠标的制作方法

本实用新型涉及光电技术领域，具体涉及一种多路AD转换的光电鼠标。

背景技术：

光电鼠标在工作时，通过内部的发光二极管，照亮鼠标底部，底部表面反射的一部分光线经光学透镜传到光传感器上，图像传感器的像素矩阵采集影像并经AD转换器转换为电信号后传输到信号处理器DSP上，DSP将此影像信号作为样本帧与存储的上一采样周期的影像(参考帧)进行运算和比较，接口电路对DSP芯片发来的信号进行处理输出，在计算机系统的运行界面上使指针产生对应的移动。

光传感器是光电鼠标进行数字图像采集的核心部件，是利用半导体材料的光电转换效应实现对光信号的捕获及向电信号的转化和后处理。随着电脑多元化的应用，光电鼠标的性能也日趋提升，对光传感器的性能也提出了更高要求，比如现在的大型网游，往往需要鼠标控制快速、性能稳定，这就要求光传感器具备超高的影像采集能力（帧率）和处理能力，以实现鼠标的精确、稳定定位。

在光传感器中，AD转换器是读出电路中的一个重要组成部分，起到了连接模拟信号和数字信号的桥梁作用，所以AD转换器的精度和速度在很大程度上决定了光传感器的性能。现有的光电鼠标光传感器是采用单通道AD转换读出信号，超高帧率的数据流对AD转换器提出了更高的要求，进而对电路的性能和功耗等造成了设计压力，且通过提高电路性能，增加传输频率，则包括模拟电路都需要支持更高的运行频率和传输速率，对电路的性能和功耗等造成设计压力，且在系统级上需要支持更高速率的传输，增加难度，降低了可靠性。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型提供一种多路AD转换的光电鼠标，该光电鼠标能够大幅度降低AD转换器对信号的处理压力，提高图像采集帧率。

按照本实用新型提供的技术方案，一种多路AD转换的光电鼠标，包括底座、按键板、光学传感器、光学透镜、发光二极管、微处理器和通信模块，按键板安装在底座上并与底座之间形成腔体，光学传感器的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输出端通过通信模块连接计算机；光学传感器、光学透镜、发光二极管、微处理器和通信模块均安装在所述腔体中，所述光学传感器包括像素单元、多个数据采集转换单元、控制模块和时分复用电路；所述像素单元包括多个子像素阵列，每个子像素阵列均与控制模块电连接，每个子像素阵列的输出端分别与数据采集转换单元的输入端对应连接；每个数据采集转换单元的输出端分别连接时分复用电路的输入端，时分复用电路的输出端即为所述光学传感器的输出端。

进一步地，所述控制模块包括多个列选择逻辑单元，每个子像素阵列对应连接列选择逻辑单元。

进一步地，每个子像素阵列均包括若干的行阵列。

进一步地，每个数据采集转换单元包括多个采样模块、AD转换模块和移位寄存模块；所述数据采集转换单元中的采样模块和与所述数据采集转换单元对应的子像素阵列的行阵列输出端对应连接，采样模块的输出端连接AD转换模块的输入端，AD转换模块的输出端连接移位寄存模块，移位寄存模块的输出端即所述数据采集转换单元的输出端。

进一步地，所述AD转换模块包括多个AD转换器，采样模块的输出端与AD转换器的输入端一一对应连接，每个AD转换器的输出端均连接移位寄存模块的输入端。

进一步地，所述时分复用电路包括多路输入端、CLK端和输出端。

进一步地，所述像素单元包括九个子像素阵列。

本实用新型的有益效果在于：

与现有技术相比，本实用新型的多路AD转换的光电鼠标通过多路采样、AD转换输出CMOS的图像数据，与单路AD相比，在处理同样帧率的数据流时，本实用新型的每个数据传输通道的数据吞吐量得以显著减小，因此能大幅降低AD转换器对采集信号处理的压力，从而在不提高传输频率的情况下提高帧率，降低了电路设计复杂度和功耗，可轻松实现3000帧或更高帧的数据流能力；本实用新型通过时分复用电路实现多路AD并行信号的串行输出，能使电路更简洁，数据传输可靠性更高。

附图说明

图1为本实用新型的信号流程图。

图2为本实用新型实施例的光传感器的结构框图。

图3为本实用新型实施例的一个子像素阵列连接数据采集转换单元的示意图。

1、第一数据采集转换单元，2、第二数据采集转换单元，3、第三数据采集转换单元，4、第四数据采集转换单元，5、第五数据采集转换单元，6、第六数据采集转换单元，7、第七数据采集转换单元，8、第八数据采集转换单元，9、第九数据采集转换单元，10、像素单元，11、时分复用电路，12、微处理器，13、通信模块，14、控制模块，P1、第一子像素阵列，P2、第二子像素阵列，P3、第三子像素阵列，P4、第四子像素阵列，P5、第五子像素阵列，P6、第六子像素阵列，P7、第七子像素阵列，P8第八子像素阵列，P9、第九子像素阵列。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步地描述。

一种多路AD转换的光电鼠标，包括底座、轻触式按键板、光学传感器、光学透镜、发光二极管、微处理器12和通信模块13，轻触式按键板安装在底座上并与底座之间形成腔体，光学传感器、光学透镜、发光二极管、微处理器12和通信模块13均安装在所述腔体中。底座的中间设有通孔，所述发光二极管发射出倾角为30度左右光线，所述光线在通孔处因受遮挡物遮挡而反射进入所述光学透镜，如图1所示，光线经光学透镜折射后照射到光学传感器上，光学传感器能够以一组高速拍摄的连贯图像呈现出鼠标的运动轨迹，光学传感器将鼠标运动轨迹数据输出给微处理器12，所述微处理器12与光学传感器连接，用于根据光学传感器输出的数据比较分析出鼠标的位移并通过通信模块13输出给计算机。所述微处理器12优选数字信号处理器。所述通信模块13与计算机的通信方式为RF无线通信或者通过USB/ps2接口的有线通信方式。

如图3所示，光学传感器包括：

一个像素单元10，该像素单元10包括3*3个子像素阵列，分别为第一子像素阵列P1、第二子像素阵列P2、第三子像素阵列P3、第四子像素阵列P4、第五子像素阵列P5、第六子像素阵列P6、第七子像素阵列P7、第八子像素阵列P8和第九子像素阵列P9；

九个数据采集转换单元，分别为第一数据采集转换单元1、第二数据采集转换单元2、第三数据采集转换单元3、第四数据采集转换单元4、第五数据采集转换单元5、第六数据采集转换单元6、第七数据采集转换单元7、第八数据采集转换单元8和第九数据采集转换单元9，每个子像素阵列对应连接一个数据采集转换单元，形成九个独立的数据传输通道，在每个数据传输通道中又形成八个独立的子数据传输通道；

一个控制模块14，该控制模块14包括九个列选择逻辑单元，每个子像素阵列对应连接一个列选择逻辑单元；

一个时分复用电路11。

每个子像素阵列均与控制模块14电连接，所述每个子像素阵列的输出端分别与一个数据采集转换单元的输入端对应连接，每个数据采集转换单元的输出端分别连接时分复用电路11的输入端，所述时分复用电路11的输出端为所述光学传感器的输出端。

上述3*3个子像素阵列组成一个像素单元10，每个子像素阵列包括八个行阵列和八个列阵列。

如图2所示，所述数据采集转换单元用于采集与之对应的子像素阵列中的模拟信号，并将所述模拟信号转换为数字信号输出。每个数据采集转换单元包括八个采样模块、八个AD转换器和一个移位寄存模块；一个采样模块和一个AD转换器连接形成一个子数据传输通道。所述数据采集转换单元中的每个采样模块的输入端分别和与所述数据采集转换单元对应的子像素阵列各行阵列的输出端一对一地连接，每个采样模块的输出端分别与每个AD转换器的输入端一对一地连接，每个AD转换器的输出端均连接移位寄存模块的输入端，移位寄存模块的输出端即所述数据采集转换单元的输出端。所述移位寄存模块能将八路AD转换器输出的数字信号转换为一路数字信号并输出。

所述列选择逻辑单元根据需要能够选通子像素阵列的列像素单元，所述列像素单元中的图像信号通过各自所在行的信号总线传输到与该行对应的采样模块和AD转换器，并转换为数字信号输出。

所述时分复用电路11包括九路输入端、一路CLK端和一路输出端。所述每个数据采集转换单元中的移位寄存器的输出端分别与时分复用电路11的各个输入端一对一地连接，CLK端输入时钟脉冲信号，在所述时钟脉冲信号的作用下，九路数字信号复用为一路信号并通过输出端输出给微处理器12。

将一个像素单元10分为3*3个子像素阵列，并且在每个子像素阵列的每行分别配置一个采集模块和AD转换器，每个子像素阵列分别配置一个移位寄存器，九路数据采集转换单元经过时分复用后输出一路复用信号，若采样帧率为3000帧/秒，现有技术中的单路AD每秒钟需要处理24*24*3000*8bit=13.8Mbit的数据，而本实用新型中的多路AD的每一路每秒钟只需处理13.8Mbit/72=0.19Mbit的数据，此设计能够使得每个数据传输通道的数据吞吐量显著减小，从而大幅度降低AD转换器对信号的处理压力，提高图像采集帧率。