CN101000528B - 改变光学输入装置的操作频率的方法 - Google Patents

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本发明是揭露一种改变光学输入装置的操作频率的方法。该方法利用一参考影像来分析多个取样影像,以判断该光学输入装置的移动;并依据参考影像被使用时的时间长度,来改变该光学输入装置的操作频率。本发明的方法可通过定时器或计数器来实施,故依据本发明的方法所设计的光学输入装置,其电路可以简化。

Description

改变光学输入装置的操作频率的方法
技术领域
本发明是有关于一种控制光学输入装置的方法,尤指一种依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的操作频率的方法。
背景技术
近几年来,光学输入装置(如光学鼠标)因其准确的灵敏度以及使用上的方便性,而有越来越多的消费者使用。此外,随着无线传输技术的成熟,光学输入装置也逐渐采用无线电的传输技术,来进行数据的传输。通常,无线光学输入装置是以电池为电源,然而以电池为电源的装置每隔一段时间即须替换电池或对电池充电。因此,如何避免无线光学输入装置能源的消耗,即成为重要的课题之一。
为节省无线光学输入装置能源的消耗,美国专利公告第6,455,840号即揭露了一种通过计算光学输入装置的等效移动速度,来自动地调整影像传感器的撷取频率的方法,而其主要构想是当光学输入装置的等效移动速度降低时,降低其影像传感器的撷取频率;而当光学输入装置的等效移动速度提升时,则提高其影像传感器的撷取频率。然而,因光学输入装置需另包含相关的电路来计算光学输入装置的等效移动速度,故其电路的复杂度会高很多,也连带地使得此一方法的应用性受到一定程度的限制。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的操作频率的方法,以解决上述背景技术的问题。
本发明是揭露一种依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的操作频率的方法。该方法包含有:撷取一第一影像并设为该光学输入装置的参考影像;撷取多个影像并设为该光学输入装置的多个取样影像;使用所述参考影像分析所述多个取样影像;依据一预设规则撷取一第二影像,并以该第二影像取代所述第一影像而设为该光学输入装置的参考影像;以及,依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像与将所述第二影像设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度,来改变该光学输入装置的操作频率。
依据本发明的另一实施方法,本发明的依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的操作频率的方法,包含有:撷取一第一影像并设为该光学输入装置的参考影像;撷取多个影像并设为该光学输入装置的多个取样影像;使用所述参考影像分析所述多个取样影像;依据一预设规则撷取一第二影像,并以该第二影像取代所述第一影像而设为该光学输入装置的参考影像;以及,依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目,来改变该光学输入装置的操作频率。
本发明是揭露一种改变光学输入装置的操作频率的方法。该方法利用一参考影像来分析多个取样影像,以判断该光学输入装置的移动;并依据参考影像被使用时的时间长度,来改变该光学输入装置的操作频率。本发明的方法可通过定时器或计数器来实施,故依据本发明的方法所设计的光学输入装置,其电路可以简化。
附图说明
图1为采用本发明的方法来运作的光学输入装置的方块图。
图2为图1中光源与影像撷取单元的示意图。
图3~图4为本发明第一实施例中影像撷取单元的频率信号的时序图。
图5为图1的光学输入装置的参考影像所被使用的时间长度与影像撷取单元的影像撷取频率的关系图。
图6本发明第二实施例的光学输入装置的参考影像所被使用次数与影像撷取单元的影像撷取频率的关系图。
图7~图8为本发明第三实施例中影像撷取单元的频率信号与无线电单元的频率信号的时序图。
图9~图10为本发明第四实施例中影像撷取单元的频率信号与无线电单元的频率信号的时序图。
主要组件符号说明:
10:光学输入装置        12:光源
14:影像撷取单元        16:存储器
18:处理单元            20:无线电单元
22:参考影像            24:取样影像
30:第一透镜            32:第二透镜
34:光线                36:反射光
40:反射面              f1~f3、fn、fn+1:取样频率
N1~N2:取样影像数目    T1~T6:使用时间长度
S11~S13:取样频率信号  S22~S23:传送频率信号
t1~t6:时间点
具体实施方式
请参考图1,图1为采用本发明的依据参考影像的替换情况以改变光学输入的操作频率的方法来运作的光学输入装置10的方块图。光学输入装置10包含有一光源12用来产生光线,一影像撷取单元14用来撷取影像,一存储器16用来储存影像撷取单元14所撷取的影像22、24,一处理单元18用来分析影像撷取单元14所撷取的影像22、24,以及一无线电单元20用来以无线电传输的方式来输出处理单元18经分析影像22、24后所产生的指针信号。
请参考图2,图2为图1中光源12与影像撷取单元14的示意图.光源12与影像撷取单元14之间设有一第一透镜30以及一第二透镜32,其中光源12所发出的光线34会经过第一透镜30折射后投射至一反射面40,而反射面40会将光线34予以反射,而产生反射光36.反射光36经第二透镜32折射后,会投射到影像撷取单元14.如此一来,影像撷取单元14即可通过反射光36来撷取反射面40的影像.另需注意的是,在实施本发明的方法时,上述的第一透镜30以及第二透镜32不一定需要,而可予以省略,而在第一透镜30、第二透镜32省略的情况下,影像撷取单元14所撷取到的影像可为因光线干射所产生的干射图形.
请再参考图1及图2。当影像撷取单元14撷取影像后,会将其中一个所撷取的影像设定为参考影像22,并将其它多个所撷取的影像设定为取样影像24。处理单元18即使用参考影像22来分析各取样影像24与参考影像22之间的关连性(correlation),之后,处理单元18再依分析所得的关连性来产生对应的指针信号。
为清楚地说明本发明的方法的特点,请参考图3及图1。
图3为控制图1中影像撷取单元14对所接收到的影像进行取样的取样频率信号S11的时序图。在时间点t1,影像撷取单元14会撷取出参考影像22,而在时间点t1之后的几个脉冲期间,影像撷取单元14每经一脉冲周期会撷取出一对应的取样影像24,之后处理单元18会计算参考影像22与各取样影像24之间的关连性,以产生对应的指针信号。然而,当光学输入装置10移动范围过大时,会造成参考影像22与取样影像24差异太大,而导致处理单元18无法依据参考影像22与各取样影像24之间的关连性,来产生对应的指针信号。故当处理单元18无法依据参考影像22与各取样影像24之间的关连性,来产生对应的指针信号时,处理单元18即会依据一预设规则,以撷取另一影像来取代存储器16中的参考影像22,而成为新的参考影像22。依据处理单元18所依据的预设规则,其触发处理单元18更新参考影像22的时机可包含:所计算的参考影像22与取样影像24之间的关连性小于一临界值时、影像噪声太大时,或所计算的参考影像22与取样影像24之间没有关连性时。
在本实施例中,处理单元18即令影像撷取单元14以其在时间点t2时所撷取的影像,取代存储器16中原有的参考影像22而成为新设的参考影像22。当新设定一个参考影像22时,处理单元18会依据新设定参考影像22的时间点t2与前次设定参考影像22的时间点t1之间的间隔时间长度(t2-t1),来改变影像撷取单元14的取样频率信号S11的周期,即改变影像撷取单元14的影像撷取频率。若间隔时间长度(t2-t1)愈长,则表示参考影像22在被替换前所被使用的时间愈长,也即表示取样影像24的撷取率可以降低;若间隔时间长度(t2-t1)愈短,则表示参考影像22在被替换前所被使用的时间愈短,也即表示需要提高取样影像的撷取率。举例来说,依据本发明的方法而设计的光学鼠标可在当间隔时间长度(t2-t1)大于10毫秒时,即将影像撷取单元14的取样频率信号S11的频率降为一预定时钟脉冲频率。因此,影像撷取单元14的影像撷取频率,即可通过判断参考影像22的替换情况来加以改变。
需特别注意的,除了可依据间隔时间长度(t2-t1)来改变影像撷取单元14的影像撷取频率之外,影像撷取单元14的影像撷取频率也可依据影像处理单元14在前后两次设定参考影像22的期间t1~t2所分析的取样影像24的数目来加以改变。例如,判断规则可设为,若在(t1~t2)期间所分析的取样影像24的数目(即t1~t2期间取样频率信号S11的脉冲数)大于50时,令影像撷取单元14的取样频率信号S11的频率自时间点t2之后从原先的5000赫兹降为2500赫兹,而为达到可依据(t1~t2)期间所分析的取样影像24的数目来改变影像撷取单元14的影像撷取频率的目的,可利用一计数器来计数于(t1~t2)期间取样频率信号S11的脉冲数,之后再将计数器所计数的脉冲数与一预设临界值比较,当所计数的脉冲数大于该预设临界值时,则降低影像撷取单元14的时钟脉冲频率。
当本发明的方法判断光学输入装置10的移动速度较低而使得参考影像使用时间较长而将影像撷取单元14的时钟脉冲频率降低时,光学输入装置10所消耗的功率即可降低,而可达到节省能源的目的.
相较于在判断光学输入装置10的移动速度较低时将影像撷取单元14的时钟脉冲频率降低,影像撷取单元14的时钟脉冲频率也会在特定的情况下被提升。请参考图4,图4为图1中影像撷取单元14在另一情况下的取样频率信号S11的时序图。处理单元18分别在时间点t3、t4、t5、t6,以影像撷取单元14在当时所撷取的影像,来取代存储器16中的参考影像22而设为新的参考影像22。当间隔时间长度(t4-t3)小于2毫秒时,或两时间点t3与t4期间所产生的影像数目小于6时,影像撷取单元14的取样频率信号S11的频率自时间点t4之后会从2500赫兹提升至5000赫兹。
请参考图5,图5为图1的光学输入装置10的参考影像22在被下一个新的参考影像22取代之前所被使用的时间长度与影像撷取单元14的影像撷取频率的关系图。影像撷取单元14的影像撷取频率可在三个取样频率f1、f2、f3之间切换。当影像撷取单元14的影像撷取频率为f3时,其所对应的参考影像22所被使用的时间长度大于T1且小于T3;当影像撷取单元14的影像撷取频率为f2时,其所对应的参考影像22所被使用的时间长度大于T2且小于T5;而当影像撷取单元14的影像撷取频率为f1时,其所对应的参考影像22所被使用的时间长度大于T4且小于T6。其中,影像撷取单元14的各取样频率所对应的参考影像22所被使用的时间长度的范围会有所重叠,而如图所示,重叠的范围包含T2~T3以及T4~T5。这样设定的目的在于缓冲影像撷取单元14的影像撷取频率的切换动作,以避免因参考影像22所被使用的时间长度经常性地落在某一数值附近,而造成影像撷取单元14的影像撷取频率异常而频繁地切换。
请参考图6,图6为本发明第二实施例中在前后两次参考影像22被取代的期间所被分析的取样影像24的数目与影像撷取单元14的影像撷取频率的关系图。在此实施例中,影像撷取单元14的影像撷取频率也可在三个取样频率f1、f2、f3之间切换,而图6中所示的取样影像数目N1、N2与图5中所示的使用时间长度T1~T6具有以下的关系:T1=N1/f3、T3=N2/f3;T2=N1/f2、T5=N2/f2;T4=N1/f1、T6=N2/f1。另外,取样频率fn可为取样频率f1或取样频率f2,因此当取样频率fn为取样频率f1时,取样频率fn+1则为取样频率f2;当取样频率fn为取样频率f2时,取样频率fn+1则为取样频率f3。当前后两次参考影像22被替换的期间,若被分析的取样影像24的数目大于N1且小于N2的话,则影像撷取单元14的影像撷取频率会维持在原先的撷取频率;当前后两次参考影像22被替换的期间,若被分析的取样影像24的数目小于N1的话,则影像撷取单元14的影像撷取频率会从fn提升到fn+1;而当前后两次参考影像22被替换的期间,若被分析的取样影像24的数目大于N2的话,则影像撷取单元14的影像撷取频率会从fn+1降低到fn。因此只要利用计数器来计算两参考影像之间的取样影像个数,再搭配两个预设临界值N1、N2即可达到与上一实施例相同功能。
请参考图7及图8,图7及图8为本发明第三实施例中影像撷取单元14的取样频率信号S12与无线电单元20的传送频率信号S22的时序图。传送频率信号S22是用来驱动无线电单元20传送信号。当传送频率信号S22为高电位时,无线电单元20会将处理单元18所产生的指针信号传送出去。为方便说明起见,图7及图8中所标示的各时间点t1~t6对应于图3及图4中所标示的各时间点t1~t6,即影像撷取单元14在各时间点t1~t6会将其当时所撷取的影像设为参考影像22.本实施例与第一实施例不同的是,在本实施例中,影像撷取单元14的取样频率信号S12的频率是固定的,但无线电单元20的传送频率信号S22却是会依据参考影像22的替换情况而加以调整.当间隔时间长度(t2-t1)大于一预定值时,无线电单元20的传送频率信号S22的频率会被降低;且相对的,当间隔时间长度(t4-t3)小于另一预定值时,无线电单元20的传送频率信号S22的频率会被提升。
请参考图9及图10,图9及图10为本发明第四实施例中影像撷取单元14的取样频率信号S13与无线电单元20的传送频率信号S23的时序图。本实施例中,传送频率信号S23也是用来驱动无线电单元20传送信号。同样地,为方便说明起见,图9及图10中所标示的各时间点t1~t6对应于图3及图4中所标示的各时间点t1~t6,即影像撷取单元14在各时间点t1~t6会将其当时所撷取的影像设为参考影像22。本实施例与第一及第三实施例不同的是,在本实施例中,不但影像撷取单元14的取样频率信号S13的频率会依据参考影像22的替换情况被改变,而且连无线电单元20的传送频率信号S23也是会依据参考影像22的替换情况被改变。当间隔时间长度(t2-t1)大于一预定值时,影像撷取单元14的取样频率信号S13以及无线电单元20的传送频率信号S23的频率都会被降低;且相对的,当间隔时间长度(t4-t3)小于另一预定值时,影像撷取单元14的取样频率信号S13以及无线电单元20的传送频率信号S23的频率都会被提升。
须注意的是,为更进一步地节省光学输入装置10的所消耗的电能,光源12的开启及关闭也可依据影像撷取单元14的频率信号S1来加以控制,当频率信号S1处于高电位时,开启光源12;而当频率信号S1处于低电位时,则关闭光源12。如此一来,光源12只有当影像撷取单元14撷取影像时,才会被开启。也因此,光源12的开关频率也会连带地受到参考影像22的替换情况的影响。
当然,本发明的实施方式并不限于以上几种实施方式,光源12的发光频率、影像撷取单元14的影像撷取频率、无线电单元20的信号传送频率可以单独地或同时地,依据前后两次替换参考影像22的时间间隔,或依据前后两次替换参考影像22期间所被分析的取样影像24的数目来加以调整。
综上所述,本发明是依据两相邻的参考影像之间所间隔的时间长度,或依据两相邻的参考影像期间所分析的取样影像的数目,来改变光学输入装置的操作频率,而此光学输入装置的操作频率可包括影像撷取单元的影像撷取频率、光源的开关频率、无线电单元的信号传送频率等。此外,影像撷取单元的影像撷取频率、光源的开关频率以及无线电单元的信号传送频率可同时同步地或分别地加以控制。
相较于先前技术,本发明是依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的操作频率,此一操作频率可包括影像撷取单元的影像撷取频率、光源的开关频率以及无线电单元的信号传送频率。因此在实施本发明时,只需通过一定时器或计数器来计算参考影像的使用时间或次数,故不必像先前技术般须通过复杂的电路来计算光学输入装置的等效移动速度。所以,在电路结构方面,采用本发明方法所设计出来的光学输入装置会较简单,连带地可大幅地降低设计光学输入装置时的困难度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,都应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的一操作频率的方法,其特征在于包含有下列步骤:
(a)撷取一第一影像并设为该光学输入装置的参考影像;
(b)按照一定的操作频率撷取多个影像并设为该光学输入装置的多个取样影像;
(c)使用所述参考影像分析所述多个取样影像与所述的第一影像的关联性;
(d)当所述的多个取样影像与所述的第一影像的关联性小于一临界值时,撷取一第二影像,并以该第二影像取代所述第一影像而设为该光学输入装置的参考影像;以及
(e)依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像与将所述第二影像设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度,来改变该光学输入装置的该操作频率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(e)包含当所述第一影像被设为该光学输入装置的参考影像与所述第二影像被设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度大于一默认值,则降低该光学输入装置的操作频率。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(e)包含当所述第一影像被设为该光学输入装置的参考影像与所述第二影像被设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度小于一默认值,则提升该光学输入装置的操作频率。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为光源的开关频率,所述光学输入装置包含一光源,用来提供撷取影像时所需的光线;其中步骤(e)是依据所述第一影像被设为该光学输入装置的参考影像与所述第二影像被设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度,改变该光源的开关频率。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为影像撷取频率,所述光学输入装置包含一影像撷取单元;其中步骤(a)与步骤(b)是利用该影像撷取单元来撷取影像,以及步骤(e)是依据所述第一影像被设为该光学输入装置的参考影像与所述第二影像被设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度,来改变该光学输入装置的该影像撷取单元的影像撷取频率。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为信号传送频率,所述光学输入装置包含一无线电单元以传送信号;其中步骤(e)是依据所述第一影像被设为该光学输入装置的参考影像与所述第二影像被设为该光学输入装置的参考影像的间隔时间长度,来改变该光学输入装置的该无线电单元的信号传送频率。
7.一种依据参考影像的替换情况来改变光学输入装置的一操作频率的方法,其特征在于包含有下列步骤:
(a)撷取一第一影像并设为该光学输入装置的参考影像;
(b)按照一定的操作频率撷取多个影像并设为该光学输入装置的多个取样影像;
(c)使用所述参考影像分析所述多个取样影像与所述的第一影像的关联性;
(d)当所述的多个取样影像与所述的第一影像的关联性小于一临界值时,撷取一第二影像,并以该第二影像取代所述第一影像而设为该光学输入装置的参考影像;以及
(e)依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目,来改变该光学输入装置的操作频率。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(e)包含当所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目小于一默认值,则提升该光学输入装置的操作频率.
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(e)包含当所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目大于一默认值,则降低该光学输入装置的操作频率。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为光源的开关频率,所述光学输入装置包含一光源;其中步骤(e)是依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目,来改变该光源的开关频率。
11.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为影像撷取频率,所述光学输入装置包含一影像撷取单元;其中步骤(a)与步骤(b)是利用该影像撷取单元来撷取影像,以及步骤(e)是依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目,来改变该光学输入装置的该影像撷取单元的影像撷取频率。
12.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述的操作频率为信号传送频率,所述光学输入装置包含一无线电单元以传送信号;其中步骤(e)是依据将所述第一影像设为该光学输入装置的参考影像的期间所分析的取样影像的数目,来改变该光学输入装置的该无线电单元的信号传送频率。
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