CN100557558C - 光学指向装置及其数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

一种光学指向装置及其数据传输方法，此装置包含：光学指向感测部件，其用于接收物体的图像以输出数字图像数据和运动值；输入信号分析部件，其用于从主计算机接收命令并分析命令的类型以输出第一和第二操作控制信号；数据输入/输出控制器，其用于响应于第一操作控制信号而输出运动值，并响应于第二操作控制信号而输出数字图像数据；以及计算机接口，其用于接收具有不同数据传输协议的运动值和数字图像数据，以将值和数据直接传输到主计算机。因此本发明适合准确地分析光学状态，并检测图像传感器和外围部件中的缺陷，并将图像数据传输到具有不同数据协议的主计算机，而不使此装置芯片与此装置中的印刷电路板分离，并且没有损坏印刷电路板的风险。

Description

光学指向装置及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种光学指向装置，且更明确地说涉及一种充当计算机接口的光学指向装置及其数据传输方法，所述方法能够通过使用与主计算机所界定的协议不同的协议的数据传输，而将计算机接口直接连接至主计算机。
背景技术
光学鼠标(一种光学指向装置的类型)是计算机的基本外围装置。光学鼠标使用光学传感器装置芯片快速计算其速度和移动方向并借此确定其坐标。近年来，光学鼠标已在很大程度上代替了滚球鼠标。
光学鼠标将基本信息，例如光学鼠标在X方向和Y方向上的移动信息、选择按钮的输入信息、轮的滚动信息和工作表面的图像信息数据传输到主计算机。
光学鼠标移动信息是从图像传感器连续地收集工作表面的图像信息与先前收集的图像数据之间的相互关系来获得的移动信息。
在预定显示装置(例如监视器)上面放置光标的程序，选择按钮的输入信息用于选择或执行光标的程序。当单击选择按钮时，输出程序选择信号，且当双击选择按钮时，输出程序执行信号。
轮的滚动信息用于上下滚动显示屏来搜索所需的数据，以每一页的单行为单位。
鼠标位于工作表面的图像信息的上面，而图像信息是用以接收物体的图像来产生模拟信号，将所接收的信号转换为数字信号，并输出数字信号。
同时，将光学指向装置连接到主计算机的方法可分类为使用线路的方法和不使用线路的方法。使用线路的连接方法进一步分类为PS/2型连接方法和USB型连接方法。最近，随着手持式数字输入/输出装置(例如数码相机、数码摄像机、MP3播放器等)的快速普及，手持式数字输入/输出装置可连接到大多数计算机中所建置的USB端口，并且手持式数字输入/输出装置具有简单且稳定的信号系统，USB型连接比PS/2型连接的使用更广泛。另外，使用无线数据传输/接收部件的无线连接方法也被广泛使用。
图1是绘示常规光学指向装置与主计算机之间的数据传输的方块图。数据传输系统包含按钮部件10、滚动部件20、按钮/滚动信号输入部件30、光学指向装置芯片40、计算机接口部件50，和主计算机60。光学指向装置芯片40包含光学指向感测部件45和数据输入/输出控制器47。光学指向感测部件45包含光学部件41、图像传感器42、模拟到数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)43，和运动值计算部件44。
下文将描述图1所示的每一块的功能。
按钮部件10包含选择按钮11和菜单按钮12。选择按钮用于选择或执行在显示装置上在上面定位光标的程序，且菜单按钮12用于显示上面定位了光标的程序的菜单。按钮部件10输出选择按钮11和菜单按钮12的输入信息。
滚动部件20由轮、触控板或类似物形成，以响应于用户操纵而输出用于垂直滚动连接到主计算机60的显示装置的屏幕的滚动输入信息。
按钮/滚动信号输入部件30接收按钮部件10的选择按钮11的输入信息以依据点击的次数输出程序选择或程序执行信号，接收菜单按钮12的输入信息以输出用于显示各种菜单的菜单显示信号，并从滚动部件20接收滚动输入信息以输出屏幕滚动信号。在常规的两个按钮光学鼠标的情况下，将左按钮用作选择按钮且将右按钮用作菜单按钮。
光学指向感测部件45使用通过光学部件41传输的光学图像计算运动值V(MOV)。光学部件41由光源、透镜和其它附件构成。光源将光辐射到工作表面上，且从工作表面反射的光通过透镜透射到图像传感器42。图像传感器42接收通过透镜的反射光以检测图像数据，ADC 43接收从图像传感器42输出的模拟信号并将其转换为数字信号，且运动值计算部件44依据从ADC 43输出的数字图像数据计算运动值V(MOV)以输出所述值。
数据输入/输出控制器47接收从光学指向感测部件45输出的运动值V(MOV)以及按钮/滚动信号输入部件30的按钮信息信号和滚动信息信号，并将其输出。
计算机接口50从数据输入/输出控制器60接收运动值V(MOV)和按钮/滚动信号以将其传输到主计算机60。此处，在有线装置的情况下将其传输到PS/2端口或USB端口，或者在无线装置的情况下将其传输到无线数据发射/接收部件。
下文将参看图1描述常规光学指向装置的操作。
举例来说，假设计算机用户在工作表面上移动光学鼠标(光学指向装置的实例)以便在监视器(即，连接到主计算机60的显示装置)上执行预定的程序。
首先，计算机用户将监视器上出现的光学鼠标的光标移动到程序图标上。接着，用户点击按钮部件10的选择按钮11一次以选择所述程序，或点击选择按钮11两次以执行所述程序。
另外，为了执行对应于菜单上的项的程序，用户点击菜单按钮12，通过移动光学鼠标本身而在菜单上搜索，并当光标位于所需的菜单项上时点击选择按钮11至少一次。
操纵滚动部件20(例如，轮或触控板)以输出用于在监视器上垂直滚动屏幕的屏幕滚动信号，以便在由用户执行的程序的框架内搜索所需的内容。
光学鼠标在坐标平面上两个维度中移动。工作表面的图像由光学指向感测部件45连续接收并转换为对应于光学鼠标的移动的数字信号。光学指向感测部件45计算当前图像数据与先前图像数据之间的相关性值，并输出运动值。
按钮部件10的程序选择或执行信号、滚动部件20的屏幕滚动信号和光学指向感测部件45的光学鼠标运动值V(MOV)是以标准光学指向装置数据格式定义的，以实现光学指向装置的兼容性及周期性地输出。典型的数据格式由三个或四个字节形成。另外，数据传输速度对于USB连接约为每秒100次传输，且对于PS/2和无线连接约为每秒40次传输。
将此信息通过计算机接口50传输到主计算机60并进行处理以在监视器上移动光标，选择并执行程序，导航菜单，滚动经过文件等。
当主计算机接收到由常规光学指向装置收集的数字图像数据时，需要两个或三个串行端口。由于此时使用的数据传输协议不同于由例如PS/2端口或USB端口的计算机接口端口所界定的数据传输协议，所以不可能将数据传输协议直接连接到主计算机。
然而，为了输出多个并行数字图像数据位，需要多个输出引脚。在光学指向装置芯片40的预先制造的封装中，将按钮/滚动信号输入引脚、控制信号输入引脚、功率电压引脚等每一者焊接到印刷电路板上。
因此，为了使主计算机60从光学指向装置接收数字图像数据并通过显示装置显示所述数字图像数据，必须使用除了数据输出引脚以外的引脚作为数据输出引脚。另外，当关注数据冲突时，光学指向装置芯片可从印刷电路板断开连接并单独使用以接收数字图像数据。在此过程中，常规印刷电路板可能受到损坏。
发明内容
为了解决以上和/或其它问题，本发明的一目的是提供一种光学指向装置及其数据传输方法，所述方法能够将由光学指向装置收集的图像数据直接传输到与其连接的主计算机而不使光学指向装置芯片与印刷电路板分离，并准确地分析光学指向装置中的光学状态且检测图像传感器和外围部件中的缺陷。
根据本发明的一方面，提供一种光学指向装置，包含：光学指向感测部件，其用于接收物体的图像以产生模拟信号，将模拟信号转换为数字图像数据，并依据数字图像数据计算运动值以输出所述数字图像数据和所述运动值；多工器，其用于接收数字图像数据和运动值，以在图像数据输出命令的控制下选择性地输出数字图像数据或运动值；输入信号分析部件，其用于从主计算机接收视频信号请求命令或视频信号输出结束命令，并分析命令的类型以输出第一操作控制信号和第二操作控制信号；数据输入/输出控制器，其用以响应于第二操作控制信号而输出图像数据输出命令，接收来自多工器的数字图像数据或运动值，响应于第一操作控制信号而输出运动值，并响应于第二操作控制信号而输出数字图像数据；以及计算机接口，其用于接收视频信号请求命令或视频信号输出结束命令以将所述命令传输到输入信号分析部件，并共同接收具有不同数据传输协议的运动值和数字图像数据，以将运动值和数字图像数据直接传输到主计算机。
光学指向装置可进一步包含：按钮/滚动信号输入部件，其用于输出第一信号以在预定显示装置上选择或执行预定程序，输出第二信号以相对于各个菜单项来执行预定程序，以及输出第三信号以垂直滚动预定显示装置的屏幕。
当光学指向装置是有线装置时，计算机接口可以是PS/2端口或USB端口，且当光学指向装置是无线装置时，计算机接口可以是无线数据发射/接收部件。
输入信号分析部件可分析视频信号请求命令或视频信号输出结束命令是用于命令输出第一到第三信号和运动值的正常操作命令与用于命令开始或结束数字图像数据输出的特定操作命令两者之一。
输入信号分析部件可在特定操作命令指令开始数字图像数据输出时输出第二操作控制信号的逻辑高电平，并在特定操作命令指令结束数字图像数据输出时输出第二操作控制信号的逻辑低电平。
特定操作命令可以是来自主计算机的针对视频信号输出模式的直接命令、正常操作模式的一般命令的组合，且可含有图像传感器中像素位置的地址信息。
光学指向装置可进一步包含：按钮部件，其用于选择或执行在显示装置上光标位于其上的程序，并输出按钮的输入信息以相对于各个菜单项来执行所述程序；以及滚动部件，其用于输出滚动输入信息以通过操作轮或触控板来垂直滚动显示装置的屏幕。
按钮部件可包含：选择按钮，其用于手动输入信息以选择或执行在预定显示装置上光标位于其上的程序；以及菜单按钮，其用于输入信息以相对于各个菜单项来执行程序。
按钮/滚动信号输入部件可接收选择按钮的输入信息以依据选择按钮的点击次数而输出第一信号，接收菜单按钮的输入信息以输出用于相对于各个菜单项来执行程序的第二信号，以及接收滚动输入信息以输出第三信号。
光学指向感测部件可包含：光学部件，其用于通过光源将光辐射到物体，并接收从物体反射的光以传输光学图像；图像传感器，其用于接收所反射的光以检测图像数据并输出对应于所接收的发光强度的模拟信号；模拟到数字转换器，其用于接收模拟信号并将其转换为数字信号；以及运动值计算部件，其用于接收模拟到数字转换器的输出信号并比较像素之间的差异以计算且输出运动值。
根据本发明的另一方面，提供一种光学指向装置的数据传输方法，包含：正常操作步骤，其输出光学指向装置的运动信息信号以将信号传输到主计算机，使得主计算机通过其预定内部过程执行相应的操作；视频信号输出请求步骤，其在主计算机的正常操作期间需要由光学指向装置收集的图像的视频信号时输出视频信号输出请求命令；第一输入信号分析步骤，其接收视频信号输出请求命令以分析命令的类型，并在所述命令被分析为第一特定操作命令时输出特定操作开始控制信号；视频信号输出命令步骤，其输出视频信号输出命令以接收特定操作开始控制信号并临时停止正常操作，且同时控制特定操作的开始以便输出视频信号；主计算机处理步骤，其响应于视频信号输出命令而临时停止输出光学指向装置的运动信息信号，并输出与光学指向装置的运动信息数据具有不同的数据传输协议的数字图像数据，以共同且直接将数据传输到主计算机以在其中执行预定过程；第一视频信号输出结束命令步骤，其输出在主计算机完成预定过程时停止传输数字图像数据的第一视频信号输出结束命令；第二输入信号分析步骤，其接收视频信号输出结束命令以分析命令的类型，并在所述命令被分析为第二特定操作命令时输出特定操作结束控制信号；第二视频信号输出结束命令步骤，其接收特定操作结束控制信号以停止数字图像数据输出操作，并输出第二视频信号输出结束命令以控制临时停止的按钮信息信号、屏幕滚动信号和光学指向装置的运动信号的输出；以及停止数字图像数据输出步骤，其响应于第一或第二视频信号输出结束命令而停止数字图像数据输出，并重新开始输出按钮信息信号、屏幕滚动信号和光学指向装置的运动信号，且执行与其对应的正常操作。
视频信号输出请求命令可以是中断命令，其在需要视频信号时临时停止主计算机的正常操作并执行所需的操作。
视频信号输出请求命令可以是特定操作命令，其通过主计算机启始视频信号输出操作。
视频信号输出请求命令可由多个正常操作命令构成，所述正常操作命令包含对应于请求输出图像的视频信号的特定操作命令的第一集合，以及对应于请求结束图像的视频信号的输出的特定操作命令的第二集合。
第一或第二视频信号输出结束命令可以是中断命令，其临时停止输出数字图像数据并重新开始正常操作。
视频信号输出请求步骤可包含：当主计算机在正常操作期间需要由光学指向装置收集的图像的视频信号时输出所述多个正常操作命令的第一集合；接收所述多个正常操作命令的第一集合并将认可第一特定操作模式命令的响应信号传输到主计算机；当主计算机完成所需操作时输出所述多个正常操作命令的第二集合；以及接收所述多个正常操作命令的第二集合并将认可第二特定操作模式命令的响应信号传输到主计算机。
视频信号输出请求命令可包含用于接收从物体反射的光以检测图像数据的图像传感器中像素位置的地址信息。
在正常操作步骤中，相应的操作可以是预定显示器上光标的操作、选择和执行程序、导航菜单和执行程序，以及预定显示器的屏幕的滚动操作。
在主计算机处理步骤中，主计算机可接收数字图像数据以在预定显示器的屏幕上显示所述数据、存储或进一步处理所述数据。
附图说明
从结合附图作出的对本发明示范性实施例的以下描述中将了解且更容易理解本发明的这些和/或其它目的、特征及优点。
图1是绘示常规光学指向装置与主计算机之间的数据传输的方块图。
图2是绘示根据本发明示范性实施例的光学指向装置与主计算机之间的数据传输的方块图。
图3是绘示根据本发明示范性实施例的光学指向装置的数据传输操作的图。
图4是绘示根据本发明另一示范性实施例的光学指向装置的数据传输操作的图。
具体实施方式
现将具体参考本发明示范性实施例，附图中说明其实例。
图2是绘示根据本发明示范性实施例的光学指向装置与主计算机之间的数据传输的方块图，其包含按钮部件10、滚动部件20、按钮/滚动信号输入部件30、光学指向装置芯片100、计算机接口200，和主计算机300。光学指向装置100包含光学指向感测部件45、多工器160、数据输入/输出控制器170和输入信号分析部件180。光学指向感测部件45包含光学部件41、图像传感器42、模拟到数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)43，和运动值计算部件44。
将描述图2所示的每一块的功能。
按钮部件10、滚动部件20和按钮/滚动信号输入部件30具有与图1所示的其对等物相同的功能，且因此将不重复对其描述。下文将仅描述具有不同功能的块。
输入信号分析部件180从主计算机300接收用于请求工作表面的图像的视频信号的视频信号输出请求命令I_req和视频信号输出结束命令I_fin，分析所述命令是正常操作命令还是特定操作命令，并输出正常操作控制信号N_con或特定操作控制信号S_con。
此处，主计算机使用正常操作命令来控制光学指向装置的特性。当主计算机是个人计算机时，通过装置驱动器来设定正常操作命令。典型的控制特性可包含光学指向装置的点击速度和指针速度。虽然正常操作控制信号N_con是标准化的以实现与其它计算机的兼容性，但特定操作控制信号S_con仅针对本发明而形成。
也就是说，当所述命令被分析为与屏幕滚动信号、按钮信息信号和光学指向装置的运动值V(MOV)有关的正常操作命令时，输出正常操作控制信号N_con。并且，当所述命令被分析为与数字图像数据的开始和结束有关的特定操作命令时，输出特定操作控制信号S_con。
另外，当特定操作命令正开始数字图像数据的输出时，输出特定操作控制信号S_con的逻辑高电平，且当特定操作命令正结束数字图像数据的输出时，输出特定操作控制信号S_con的逻辑低电平。
光学指向感测部件45接收物体的图像以产生模拟信号，将所接收的模拟信号转换为数字信号，并依据经转换的图像数据计算运动值V(MOV)，借此输出所述数字图像数据和所述运动值V(MOV)。
多工器160接收所述数字图像数据和所述运动值V(MOV)以在数据输入/输出控制器170的视频信号输出命令信号I_out_com的控制下选择性地输出数字图像数据或运动值V(MOV)。
也就是说，当视频信号输出命令信号I_out_com处于逻辑高电平时，输出数字图像数据D_image，且当视频信号输出命令信号I_out_com处于逻辑低电平时，输出运动值V(MOV)。
数据输入/输出控制器170从按钮/滚动信号输入部件30接收屏幕滚动信号和按钮信息信号，并从光学指向感测部件45接收数字图像数据D_image或运动值V(MOV)。这使得其能够响应于正常操作控制信号N_con而输出屏幕滚动信号、按钮信息信号和运动值V(MOV)，并响应于特定操作控制信号S_con而输出开始和结束数字图像数据D_image的输出的视频信号输出命令信号I_out_com。
当光学指向装置是有线装置时，计算机接口200通过PS/2端口或USB端口接收光学指向装置的运动数据传输请求，且当光学指向装置是无线装置时通过无线数据发射/接收部件接收光学指向装置的运动数据传输请求。其将请求传输到输入信号分析部件180，并从数据输入/输出控制器170接收屏幕滚动信号、按钮信息信号和运动值V(MOV)或数字图像数据D_image，以将运动值或数字图像数据传输到主计算机300。
将参看图2描述根据本发明的光学指向装置的操作。
假设计算机用户在工作表面上移动光学鼠标(光学指向装置的实例)以便在监视器(即，连接到主计算机300的显示装置)上执行预定的程序。
首先，计算机用户点击按钮部件10的选择按钮11一次以选择所述程序，或点击选择按钮11两次以执行所述程序。并且为了结合菜单上的项执行所述程序，用户点击菜单按钮12、在菜单中进行搜索，并点击选择按钮11至少一次。这与图1所示的常规光学指向装置的操作类似。
另外，依据对滚动部件20的操纵的屏幕滚动信号的输出、依据光学鼠标的移动通过光学指向感测部件45接收工作表面的图像的操作、将图像转换成数字图像、计算与先前数据的相关性值以输出光学鼠标本身的坐标平面上的运动值V(MOV)，以及对应于通过数据输入/输出控制器170和计算机接口200将各种信号传输到主计算机300的在监视器上光标的操作，与图1所示的常规光学指向装置的操作类似。
与图1形成对比，计算机接口200接收命令I_req以将所述命令通过PS/2端口、USB端口或无线数据发射/接收部件直接传输到安装在光学指向装置中的光学指向装置芯片中的输入信号分析部件180。另外，输入信号分析部件180接收视频信号输出请求命令I_req以将其分析为针对视频信号输出模式，而不是正常操作模式的特定命令，并因此执行以下操作。
此时，特定命令可以是来自主计算机300的针对视频信号输出模式的特定操作模式的直接命令，可以是正常操作模式的组合命令的集合，或可包含图像传感器42中像素位置的地址信息以用于输出图像数据。
输入信号分析部件180在所传输的视频信号输出请求命令I_req被分析为针对视频信号输出模式的特定命令时输出特定操作控制信号S_con的逻辑高电平，且数据输入/输出控制器170接收控制信号S_con并输出视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑高电平，以便输出光学指向感测部件45的数字图像数据D_data。
同时，光学指向感测部件45依据光学鼠标的移动通过图像传感器42接收工作表面的图像以产生模拟信号，ADC 43接收模拟信号并将其转换为数字信号以输出数字图像数据D_image，且运动值计算部件44依据数据D_image计算运动值V(MOV)以输出所述运动值。
按钮/滚动信号输入部件30响应于视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑高电平而临时停止输出按钮信息信号和屏幕滚动信号，且多工器160接收数字图像数据D_image和运动值V(MOV)以响应于视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑高电平而开始输出数字图像数据D_image。
数字图像数据D_image经由数据输入/输出控制器170和计算机接口200传输到主计算机300，以在监视屏上显示、被存储或进一步处理。
此时，数字图像数据D_image与常规按钮信息信号、滚动信号和光学鼠标运动值V(MOV)的标准光学指向装置数据格式混合，并与其一起输出。在USB1.1连接的情况下，当三字节标准光学指向装置数据格式在最大12兆位/秒的波带宽内每秒传输100次(称为USB报告速率)时，数据传输速度为2.4千位/秒。
因此，由于最大传输速度为每一个USB报告速率120千位/秒，所以可以三十个帧传输20×20像素数据。因此，可能在监视屏上同时显示光学指向装置的操作和工作表面的图像数据。
主计算机300以中断命令格式输出视频信号输出结束命令I_fin，即不进一步需要数字图像数据D_image。
输入信号分析部件180通过计算机接口200接收视频信号输出结束命令I_fin，并分析命令I_fin是否为特定命令。当输出特定操作控制信号S_con的逻辑低电平时，数据输入/输出控制器170接收控制信号S_con以输出视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑低电平，以便完成光学指向感测部件45的数字图像数据D_image的输出。
多工器160接收数字图像数据D_image和运动值V(MOV)，并响应于视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑低电平而仅输出光学鼠标的坐标平面上的运动值V(MOV)。此处，可停止数字图像数据D_image的输出操作。并且，按钮/滚动信号输入部件30响应于视频信号输出结束命令I_fin的逻辑低电平而重新开始临时停止的按钮信息信号和屏幕滚动信号的输出。
虽然图2说明使用单独行的视频信号输出请求命令I_req和视频信号输出结束命令I_fin，但可将所述命令实施为主计算机300与计算机接口200之间的通信协议的一部分。另外，视频信号输出请求命令I_req和视频信号输出结束命令I_fin可由按钮部件10或滚动部件20产生。
主计算机300通过数据输入/输出控制器170和计算机接口200接收光学鼠标的坐标平面上的运动值V(MOV)、按钮信息信号和屏幕滚动信号，以执行预定的内部过程并重复正常操作，例如与其对应的在监视器上光标的操作、选择和执行相应的程序、菜单导航和程序执行、监视屏的滚动操作等。
接下来，图3是绘示根据本发明示范性实施例的光学指向装置的数据传输操作的图。
将参看图2和3描述根据本发明示范性实施例的光学指向装置的图像数据传输操作。
光学指向装置输出按钮信息信号(例如，用于选择和执行计算机用户所需的程序的信号，和用于相对于各个菜单项来执行程序的信号)，并输出屏幕滚动信号以便从进行中的程序中搜索所需的内容。
同时，光学指向感测部件45依据光学鼠标的移动接收工作表面的图像以产生模拟信号，将模拟信号转换为数字信号以输出数字图像数据D_image，并依据所述数据计算运动值V(MOV)以输出所述运动值。
多工器160从光学指向感测部件45接收数字图像数据D_image和运动值V(MOV)以在视频信号输出命令信号I_out_com的控制下选择性地输出所述数据或值。由于在正常模式下施加视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑低电平，所以输出运动值V(MOV)。
通过数据输入/输出控制器170和计算机接口200将从按钮/滚动信号输入部件30输出的按钮信息信号和屏幕滚动信号以及从多工器160输出的运动值V(MOV)传输到主计算机300(S100)。
主计算机300接收所述信号，且在执行预定的内部过程之后执行正常操作，例如监视器上光标的操作、选择和执行程序、菜单导航和程序执行、监视屏的滚动操作等(S200)。
主计算机300临时停止正常操作期间在进行中的操作以便请求由光学指向装置收集的工作表面的图像的视频信号，并以中断命令格式输出视频信号输出请求命令I_req以执行所需操作(S300)。
输入信号分析部件180通过计算机接口200接收视频信号输出请求命令I_req，以分析所述命令是正常操作命令还是例如视频信号输出操作等的特定操作命令。
在此示范性实施例中，由于视频信号输出请求命令I_req是来自主计算机300的直接命令视频信号输出操作的特定操作命令，所以输入信号分析部件180分析视频信号输出请求命令I_req是针对视频信号输出模式的特定命令，并输出特定操作控制信号S_con的逻辑高电平(S400)。
此时，视频信号输出请求命令I_req可包含图像传感器42中像素位置的地址信息以用于输出图像数据。
数据输入/输出控制器170接收控制信号S_con并输出视频信号输出命令信号I_out_com，以便临时停止按钮/滚动信号输入部件的正常操作并同时控制用于输出由光学指向感测部件45收集的工作表面的图像的视频信号的特定操作的开始(S500)。
由于在特定操作开始模式下施加视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑高电平，所以按钮/滚动信号输入部件30临时停止输出按钮信息信号和屏幕滚动信号(S510)，且多工器160从光学指向感测部件45接收数字图像数据D_image和运动值V(MOV)以输出数字图像数据D_image(S520)。
数字图像数据D_image经由数据输入/输出控制器170和计算机接口200传输到主计算机300。主计算机300接收数字图像数据D_image，对其执行预定过程，并将其显示在监视屏上，或以文本形式对其进行存储(S600)。
当所需操作完成时，主计算机300以中断命令格式输出视频信号输出结束命令I_fin以停止提供图像数据(S700)。
输入信号分析部件180接收视频信号输出结束命令I_fin，以分析所述命令是否为特定操作命令。在此示范性实施例中，与视频信号输出请求命令I_req类似，输入信号分析部件180分析所述命令是直接命令终止从主计算机300输出的视频信号的特定操作命令，并输出特定操作控制信号S_con的逻辑低电平(S800)。
数据输入/输出控制器170接收控制信号以停止输出由光学指向感测部件45收集的工作表面的视频信号的特定操作，并输出视频信号输出命令I_out_com的逻辑低电平以便仅输出光学鼠标的运动值V(MOV)，且同时重新开始由按钮/滚动信号输入部件30临时停止的输出按钮信息信号和屏幕滚动信号的正常操作(S900)。
由于在特定操作结束模式下施加视频信号输出命令信号I_out_com的逻辑低电平，所以多工器160停止输出数字图像数据D_image(S950)并输出运动值V(MOV)，且按钮/滚动信号输入部件30重新开始输出按钮信息信号和屏幕滚动信号(S960)。
主计算机300通过数据输入/输出控制器170接收光学鼠标的坐标平面上的运动值V(MOV)、按钮信息信号和屏幕滚动信号，并执行内部预定过程，所述内部预定过程重新开始正常操作，例如监视器上光标的操作、选择和执行程序、菜单导航和程序执行、监视屏的滚动操作等(S970)。
接下来，图4是绘示根据本发明另一示范性实施例的光学指向装置的数据传输操作的图。
与图3形成对比，图4的示范性实施例的正常模式命令分别是正常操作命令，而不是与图3的示范性实施例类似的来自主计算机300的直接命令视频信号输出操作的特定操作命令。然而，正常操作命令的第一集合是请求输出从工作表面收集的图像的视频信号的第一特定操作命令，且正常操作命令的第二集合是请求终止输出图像的视频信号的第二特定操作命令。
此时，视频信号输出请求命令I_req可包含图像传感器42中像素位置的地址信息以用于输出图像数据。
下文中，将参看图2和4描述根据本发明示范性实施例的光学指向装置的图像数据的数据传输。
首先，与图3的示范性实施例类似，计算机用户通过按钮/滚动信号输入部件30输出按钮信息信号和滚动信息信号，并通过光学指向感测部件45和多工器160输出光学鼠标的坐标平面上的运动信息信号，以经由数据输入/输出控制器170和计算机接口200将所述信号传输到主计算机(S100)。
主计算机300接收所述信号，且在执行预定的内部过程之后执行正常操作，例如监视器上光标的操作、选择和执行程序、菜单导航和程序执行、监视屏的滚动操作等(S200)。
主计算机300以中断命令格式输出视频信号输出请求命令I_req以执行正常操作期间的所需操作，以便请求由光学指向装置收集的工作表面的图像的视频信号。此时，与图3的示范性实施例形成对比，输出正常模式命令的第一集合(S350)。
输入信号分析部件180分析所述命令是正常操作命令还是例如视频信号输出操作等的特定操作命令。
如上所述，由于命令的第一集合是请求输出图像的视频信号的第一特定操作命令，所以输入信号分析部件180将认可第一特定操作模式命令的响应信号传输到主计算机300(S370)，并输出特定操作控制信号S_con的逻辑高电平以便通过光学指向装置控制图像的视频信号的输出的开始(S400)。
接着，数据输入/输出控制器170接收控制信号以输出视频信号输出开始命令(S500)，按钮/滚动信号输入部件30临时停止输出按钮信息信号和屏幕滚动信号(S510)，多工器160输出数字图像数据D_image(S530)，且主计算机300接收数字图像数据D_image以将其显示在监视屏上或以文本形式对其进行存储(S600)。这些操作与图3的示范性实施例中相同。
同时，当所需操作完成时，主计算机300以停止提供图像数据的中断命令格式输出正常模式命令的第二集合(S750)。
输入信号分析部件180接收视频信号输出结束命令I_fin，以分析所述命令是否为特定操作命令。在此示范性实施例中，由于命令的第二集合是结束输出图像的视频信号的第二特定操作命令，所以输入信号分析部件180将认可第二特定操作模式命令的响应信号传输到主计算机300(S770)，且光学指向装置输出特定操作控制信号S_con的逻辑低电平以便结束输出图像的视频信号(S800)。
接着，数据输入/输出控制器170输出视频信号输出命令I_out_com的逻辑低电平(S900)，多工器160停止输出数字图像数据D_image(S950)并输出运动值V(MOV)，按钮/滚动信号输入部件30重新开始输出按钮信息信号和屏幕滚动信号(S960)，且主计算机300接收所述信号以重新开始正常操作(S970)。这些操作与图3的示范性实施例中相同。
虽然上文参看图3和4描述当存在视频信号输出请求时仅输出数字图像数据，但正常操作期间传输的按钮信息信号和滚动信息信号也可与数字图像数据一起传输。
如上所述，根据本发明示范性实施例的光学指向装置的数字图像数据可用于光学指向装置的制造过程期间的在线检查中，或可用于在上面精确地安装光源、透镜和下部塑料结构。
另外，根据本发明示范性实施例的光学指向装置的数字图像数据可用于确保光学指向装置的质量和提供光学指向装置的售后服务的目的。由于因跌落光学指向装置而引起的光学未对准较普遍，所以能够通过数字图像数据容易地确定未对准很重要。
从以上内容可知，根据本发明的光学指向装置及其数据传输方法可准确地分析光学指向装置中的光学状态且检测图像传感器和外围部件中的缺陷，且可将图像数据传输到具有不同数据协议的主计算机，而不使光学指向装置芯片与光学指向装置中的印刷电路板分离。
虽然已绘示并描述本发明的几个示范性实施例，但所属领域的技术人员将了解，可在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些示范性实施例作出各种变化，本发明的范围由所附权利要求书及其等效物界定。

Claims (21)

1.一种光学指向装置，其特征在于包括：
光学指向感测部件，其用于接收物体的图像以产生模拟信号，将所述模拟信号转换为数字图像数据，并依据所述数字图像数据计算运动值以输出所述数字图像数据和所述运动值；
多工器，其用于接收所述数字图像数据和所述运动值，以在图像数据输出命令的控制下选择性地输出所述数字图像数据或所述运动值；
输入信号分析部件，其用于从主计算机接收视频信号请求命令或视频信号输出结束命令，并分析所述命令的类型以输出第一操作控制信号和第二操作控制信号；
数据输入/输出控制器，其用以响应于所述第二操作控制信号而输出所述图像数据输出命令，接收来自所述多工器的所述数字图像数据或所述运动值，响应于所述第一操作控制信号而输出所述运动值，并响应于所述第二操作控制信号而输出所述数字图像数据；以及
计算机接口，其用于接收所述视频信号请求命令或所述视频信号输出结束命令以将所述命令传输到所述输入信号分析部件，并共同接收具有不同数据传输协议的所述运动值和所述数字图像数据，以将所述运动值和所述数字图像数据直接传输到所述主计算机。
2.根据权利要求1所述的光学指向装置，其特征在于进一步包括：
按钮/滚动信号输入部件，其用于输出第一信号以在预定显示装置上选择或执行预定程序，输出第二信号以相对于各个菜单项来执行所述预定程序，以及输出第三信号以垂直滚动所述预定显示装置的屏幕。
3.根据权利要求2所述的光学指向装置，其特征在于，当所述光学指向装置是有线装置时所述计算机接口是PS/2端口或USB端口，且当所述光学指向装置是无线装置时所述计算机接口是无线数据发射/接收部件。
4.根据权利要求2所述的光学指向装置，其特征在于，所述输入信号分析部件分析所述视频信号请求命令或所述视频信号输出结束命令是用于命令输出所述第一到第三信号和所述运动值的正常操作命令与用于命令开始或结束数字图像数据输出的特定操作命令两者之一。
5.根据权利要求4所述的光学指向装置，其特征在于，所述输入信号分析部件在所述特定操作命令指令开始所述数字图像数据输出时输出所述第二操作控制信号的逻辑高电平，并在所述特定操作命令指令结束所述数字图像数据输出时输出所述第二操作控制信号的逻辑低电平。
6.根据权利要求5所述的光学指向装置，其特征在于，所述特定操作命令是来自所述主计算机的针对视频信号输出模式的直接命令，是正常操作模式的一般命令的组合，或含有图像传感器中像素位置的地址信息。
7.根据权利要求5所述的光学指向装置，其特征在于，所述特定操作命令施加到所述按钮/滚动信号输入部件。
8.根据权利要求1所述的光学指向装置，其特征在于进一步包括：
按钮部件，其用于选择或执行在所述显示装置上光标位于其上的程序，以及输出按钮的输入信息以相对于各个菜单项来执行所述程序；以及
滚动部件，其用于输出滚动输入信息以通过操作轮或触控板来垂直滚动所述显示装置的屏幕。
9.根据权利要求8所述的光学指向装置，其特征在于，所述按钮部件包括：
选择按钮，其用于输入信息以选择或执行在所述预定显示装置上所述光标位于其上的程序；以及
菜单按钮，其用于输入信息以相对于各个菜单项来执行程序。
10.根据权利要求2所述的光学指向装置，其特征在于，所述按钮/滚动信号输入部件接收所述选择按钮的输入信息以依据所述选择按钮的点击次数而输出第一信号，
接收所述菜单按钮的输入信息以输出用于相对于各个菜单项来执行所述程序的第二信号，以及
接收滚动输入信息以输出第三信号。
11.根据权利要求1所述的光学指向装置，其特征在于，所述光学指向感测部件包括：
光学部件，其用于通过光源将光辐射到物体，并接收从所述物体反射的光以传输光学图像；
图像传感器，其用于接收所述反射的光以检测图像数据，并输出对应于所接收的发光强度的模拟信号；
模拟到数字转换器，其用于接收所述模拟信号并将其转换为数字信号；以及
运动值计算部件，其用于接收所述模拟到数字转换器的输出信号，并比较像素之间的差异以计算且输出运动值。
12.根据权利要求2所述的光学指向装置，其特征在于，所述数据输入/输出控制器接收所述第一到第三信号、所述运动值和所述数字图像数据，并响应于所述第一操作控制信号而主要传输所述第一到第三信号和所述运动值，且在业余时间传输所述数字图像数据。
13.一种光学指向装置的数据传输方法，其特征在于包括：
正常操作步骤，其输出光学指向装置的运动信息信号以将所述信号传输到主计算机，使得所述主计算机通过其预定内部过程执行相应的操作；
视频信号输出请求步骤，其在所述主计算机的正常操作期间需要由所述光学指向装置收集的图像的视频信号时输出视频信号输出请求命令；
第一输入信号分析步骤，其接收所述视频信号输出请求命令以分析所述命令的类型，并在所述命令被分析为第一特定操作命令时输出特定操作开始控制信号；
视频信号输出命令步骤，其输出视频信号输出命令以接收所述特定操作开始控制信号并临时停止正常操作，且同时控制特定操作的开始以便输出视频信号；
主计算机处理步骤，其响应于所述视频信号输出命令而临时停止输出所述光学指向装置的所述运动信息信号，并输出与所述光学指向装置的所述运动信息数据具有不同的数据传输协议的数字图像数据，以共同且直接将所述数据传输到所述主计算机以在其特征在于，执行预定过程；
第一视频信号输出结束命令步骤，其输出在所述主计算机完成预定过程时停止传输数字图像数据的第一视频信号输出结束命令；
第二输入信号分析步骤，其接收所述视频信号输出结束命令以分析所述命令的类型，并在所述命令被分析为第二特定操作命令时输出特定操作结束控制信号；
第二视频信号输出结束命令步骤，其接收所述特定操作结束控制信号以停止数字图像数据输出操作，并输出第二视频信号输出结束命令以控制所述临时停止的按钮信息信号、屏幕滚动信号和所述光学指向装置的运动信号的输出；以及
停止数字图像数据输出步骤，其响应于所述第一或第二视频信号输出结束命令而停止所述数字图像数据输出，并重新开始输出所述按钮信息信号、所述屏幕滚动信号和所述光学指向装置的运动信号，且执行与其对应的正常操作。
14.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述视频信号输出请求命令是中断命令，其在需要视频信号时临时停止所述主计算机的正常操作并执行所需的操作。
15.根据权利要求14所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述视频信号输出请求命令是特定操作命令，其通过所述主计算机启始视频信号输出操作。
16.根据权利要求14所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述视频信号输出请求命令由多个正常操作命令构成，
所述多个正常操作命令的第一集合是请求输出图像的视频信号的第一特定操作命令，以及
所述多个正常操作命令的第二集合是请求结束所述图像的视频信号的输出的第二特定操作命令。
17.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述第一或第二视频信号输出结束命令是中断命令，其在所述主计算机接收所述数字图像数据的同时完成所述需要的操作时，临时停止输出所述数字图像数据并重新开始正常操作。
18.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述视频信号输出请求步骤包括：
当所述主计算机在正常操作期间需要由所述光学指向装置收集的图像的视频信号时输出所述多个正常操作命令的所述第一集合；
接收所述多个正常操作命令的所述第一集合，并将认可所述第一特定操作模式命令的响应信号传输到所述主计算机；
当所述主计算机完成所述需要的操作时输出所述多个正常操作命令的所述第二集合；以及
接收所述多个正常操作命令的所述第二集合，并将认可所述第二特定操作模式命令的响应信号传输到所述主计算机。
19.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，所述视频信号输出请求命令包括用于接收从物体反射的光以检测图像数据的图像传感器中像素位置的地址信息。
20.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，在所述正常操作步骤中，所述相应的操作是预定显示器上光标的操作、选择和执行程序、导航菜单和执行程序，以及所述预定显示器的屏幕的滚动操作。
21.根据权利要求13所述的光学指向装置的数据传输方法，其特征在于，在所述主计算机处理步骤中，所述主计算机接收所述数字图像数据以通过所述预定过程在所述预定显示器的屏幕上显示所述数据，或以文本形式存储所述数据。
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