CN101101521A - 激光鼠标及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种激光鼠标的控制方法。激光鼠标用以使用在表面上，并包括激光鼠标主控单元、光发射器及光接收器。激光鼠标主控单元用以发射激光，并根据经表面反射的部分的激光以检测激光鼠标在表面上的移动位置。光发射器用以产生光线，光接收器用以接收经表面反射的部分的光线，并据以产生信号。控制方法包括：首先，根据信号以设定门坎值；最后，判断信号的强度值是否小于门坎值，若是，则控制激光鼠标主控单元暂停发射激光。

Description

激光鼠标及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种激光鼠标及其控制方法，且特别是涉及一种于不同使用表面上皆可在一定的高度范围内暂停发射激光的激光鼠标及其控制方法。

背景技术

近来，属同调光(coherence light)的激光因其具有较佳的光学识别效果，而被应用于激光鼠标中。激光鼠标是利用激光来照射使用表面，且随被照射表面的各处粗糙度或细部结构不同，经表面反射的激光依干涉原理而在激光鼠标的感光组件上形成细微而规律的干涉条纹(interference fringes)或光斑图样(speckle pattern)，藉此检测在表面上的移动位置。

然而，目前对于激光的发射动作多根据激光鼠标的静止时间长短来判定是否进入休眠模式；或配合计算机的工作模式而对应调整激光的强度。此时，使用者即可能在提起激光鼠标时不慎直视为高能量的激光，而使眼睛受到伤害。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种激光鼠标及其控制方法。当激光鼠标使用在不同表面上时，皆可在一定高度范围内，暂停发射激光，以避免使用者直视且同时节省耗能。

根据本发明的目的，提出一种激光鼠标，用以使用于表面上。激光鼠标包括激光鼠标主控单元、光发射器、光接收器以及处理单元。激光鼠标主控单元用以发射激光，并根据经表面反射的部分的激光以检测激光鼠标在表面上的移动位置。光发射器用以产生一光线，光接收器用以接收经表面反射的部分的光线，并据以产生信号。处理单元电性连接光接收器及激光鼠标主控单元，当处理单元位在门坎值设定模式时，处理单元根据信号设定门坎值；当处理单元位在正常操作模式时，且处理单元判断信号的强度值小于门坎值时，处理单元控制激光鼠标主控单元暂停发射激光。

根据本发明的目的，提出一种激光鼠标的控制方法。激光鼠标用以使用在表面上，并包括激光鼠标主控单元、光发射器及光接收器。激光鼠标主控单元用以发射激光，并根据经表面反射的部分的激光以检测激光鼠标在表面上的移动位置。光发射器用以产生光线，光接收器用以接收经表面反射的部分的光线，并据以产生信号。控制方法包括：首先，根据信号以设定门坎值；最后，判断信号的强度值是否小于门坎值，若是，则控制激光鼠标主控单元暂停发射激光。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1示出了依照本发明的激光鼠标的部分结构示意图。

图2示出了依照本发明的激光鼠标100的控制方法的流程图。

图3A示出了在不同表面材质上图1的光接收器130其信号S的强度值随激光鼠标100高度变化的曲线图。

图3B示出了图3A中各曲线各以其高度为0时的电流大小为1时的相对比例曲线图。

图4示出了依照本发明第一实施例的处理单元140的门坎值设定模式及正常操作模式的切换时序图。

附图符号说明

100：激光鼠标

110：激光鼠标主控单元

110a：激光源

110b：激光感测装置

120：光发射器

130：光接收器

140：处理单元

150：开关

L：激光

IR：光线

S：表面

具体实施方式

请参照图1，其示出了依照本发明的激光鼠标的部分结构示意图。激光鼠标100是使用在表面S上，并包括激光鼠标主控单元110、光发射器120、光接收器130以及处理单元140。且在图1中，激光鼠标100更包括开关150。处理单元140是电性连接光接收器130及激光鼠标主控单元110。开关150是电性连接处理单元140。

如图1所示，激光鼠标主控单元110包括激光源110a及激光感测装置110b，激光源110a例如为激光二极管(laser diode)，激光感测装置110b则例如为电荷耦合组件(Charge Couple Device，CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)感光组件。光发射器120例如为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，光接受器130则例如为光敏晶体管(photo-transistor)或光二极管(photo diode)。

其中，激光鼠标主控单元110的激光源110a用以发射激光L来照射表面S。经表面S反射的部分的激光L依干涉原理在激光感测装置110b上形成光斑图样，激光感测装置110b即据以检测激光鼠标100在表面S上的移动位置。而光发射器120亦用以产生例如为红外线的光线IR来照射表面，光接收器130则用以接收经表面S反射的部分的光线IR，并据以产生信号S。以下是以光接收器130产生的信号S为电流信号，且其强度值是以电流大小为例。

本发明主要是设计处理单元140根据光接收器130产生的信号S来控制激光鼠标主控单元110其激光源110a的激光发射动作。至于相关的控制方法，底下兹再附图详细说明。

请参照图2，其示出了依照本发明的激光鼠标100的控制方法的流程图。首先，开始进入步骤201中，根据信号S以设定一门坎值。此时，处理单元140位于一门坎值设定模式，例如可由使用者触发开关150来控制处理单元140进入门坎值设定模式。或者，亦可设计处理单元140以固定周期自动进入门坎值设定模式(下详述)。

最后，在步骤202中，判断信号S的强度值是否小于门坎值，若是，则控制激光鼠标主控单元110暂停发射激光。此时，处理单元140位于一正常操作模式，且判断出信号S的强度值如电流大小低于门坎值时(例如因为使用者提高激光鼠标100至一定高度使得光接收器130接收到的光信号变弱，而信号S的强度值随之减少)，则此判断动作即可避免使用者因提高激光鼠标100而可能直视到激光源110a的激光。

以下针对步骤201及202中，如何设定门坎值及如何进行判断动作的具体方式，列举二实施例作详细说明。

第一实施例

请参照第3A及3B图，图3A示出了不同表面材质上时图1的光接收器130其信号S的强度值随激光鼠标100高度变化的曲线图，图3B示出了图3A中各曲线各以其高度为0时的电流大小为1时的相对比例曲线图。如上所述，光接收器130例如产生电流信号，而图3A中的纵轴代表信号的电流大小，横轴代表激光鼠标100的高度。在图3A中，列举了表面S的五种表面材质，其对应的曲线分别为C1-C5，且可看出皆有电流大小与高度大致上呈一负相关的关系。而在高度贴近表面时，视光发射器120及光接收器130或者其它构件在激光鼠标100中的相对配置位置，可能使得电流大小与高度有一正相关的现象。

此外，在图3B中，C1’-C5’分别代表图3A的曲线C1-C5各以其高度为0的电流大小为1，而其它高度所对应的电流大小依相对比例表示时的曲线。此时，曲线C1’-C5’的变化更看得出一致性。藉此，可作为设定门坎值时的依据(下详述)。

请参照图4，其示出了依照本发明第一实施例的处理单元140的门坎值设定模式及正常操作模式的切换时序图。在第一实施例中，除了能利用上述以触发开关150来控制处理单元140切换至门坎值设定模式外，更设计处理单元140每隔一第一周期如10秒(s)便重新进入门坎值设定模式，经一处理时间后进入正常操作模式。而在正常操作模式下，处理单元140每隔一第二周期如20毫秒(ms)来进行信号的强度值是否小于门坎值的判断动作，如图4所示。

依一般使用情形来说，激光鼠标100直接接触表面的时间较多，因此可假定当时间点T1时，激光鼠标100接触表面(即高度0)。或者，在时间点T1时，激光鼠标100高度为0，且使用者触发开关150。此时，如图4所示，处理单元140进入门坎值设定模式，且以激光鼠标100使用于木纹材质为例，处理单元140可读取到电流大小为0.06毫安(mA)，如图3A的曲线C5所示。

此外，由图3A可知，为了让在各种表面材质上使用时，尽可能在达到一定的高度范围内便暂停发射激光，对于反射性质较好的表面材质显然需有较高的门坎值。在第一实施例中，是设计门坎值实质上正相关于处理单元140位于门坎值设定模式时信号S的强度值。此时，在步骤201中，提供一大于0小于1的默认值，并设定处理单元140位于门坎值设定模式时信号S的强度值与默认值的乘积为门坎值。默认值的大小同样可视需求及一般使用环境，或采用的光发射器120及光接受器130来决定。例如，由图3B的曲线C5’可知，欲在木纹材质下且高度16mm左右便暂停发射激光的话，默认值即可设为0.6，门坎值则为0.036(＝0.06×0.6)。

接着，如图4所示，当处理单元140进入正常操作模式后，且在时间点T2进行步骤202中的判断动作时，只要处理单元140读取到光接收器130产生的电流大小低于0.036mA，即暂停激光的发射。藉此，使得激光鼠标100达到一定高度如16mm以上时，便无发射激光之虞。而若在时间点T3以后的时间点判断出电流大小大于0.036mA时，可使激光源110a恢复发射激光；若仍低于0.036mA，则继续保持暂停发射激光。

同样，激光鼠标100使用于其它表面材质时，亦能以如上的设定方式来得到门坎值。如图3B所示，若对于其它材质皆以高度为0时的电流大小与相同的默认值(如0.6)，来作如上述木纹材质的设定方式，达到暂停发射激光的高度皆可在一适当范围内(如4-16mm)。

第二实施例

第二实施例与第一实施例不同之处在于步骤201中的门坎值设定方式。如图3A所示，不同表面材质的反射性质不同，造成如高度为0时对应的电流大小可能有极大的差异。此时，即可将图3A的纵轴适当划分为数个强度范围如R1-R3，各强度范围预设一对应的候选值；例如，对于包括0.06mA的强度范围R2可将0.036作为其对应的候选值。

在第二实施例中，是设计处理单元140存有包括强度范围R1-R3及对应的候选值的一查询表(look up table)。例如，处理单元140在图4的时间点T2进入门坎值设定模式后，处理单元140以高度为0时的电流大小自R1-R3中选取适当的强度范围，接着根据查询表，将其所对应的候选值设定为门坎值。如此一来，例如当激光鼠标100使用于与木纹材质相近的其它种表面，并以候选值0.036作为门坎值时，亦能在相近的一定高度如16mm便暂停发射激光，而无须再进行如第一实施例中计算与默认值的乘积等设定方式。藉此，显然可降低处理单元140的运算量。

当然，本发明所属技术领域中具有通常知识者亦可以明了本发明的技术并不局限于上述二实施例。首先，第一实施例中，不必然以与固定的默认值的乘积来设定门坎值，亦可采非线性的正相关方式来设定。例如，由图3B可知，对于反射性质较差的表面如黑色亮鼠标垫(曲线C4’)，若以小于0.6的默认值如0.4来设定门坎值，显然能更进一步缩小暂停发射激光的高度范围至10-16mm。

再者，如第二实施例中采取查询表的方式时，因应硬件能力及使用需求，强度范围的区分数量或精准度皆可调整。此外，视光接收器将光信号转换为何种信号，亦能以如信号的电压大小来进行门坎值的设定。而光发射器除了持续发射光线外，亦能配合第一周期及第二周期间歇性地产生光线，以节省耗能。只要是激光鼠标根据光接受器产生的信号来设定门坎值，并据以作为是否暂停发射激光的判断依据，达到于各种使用表面上皆可在一定高度范围内暂停发射激光的目的，皆不脱离本发明的技术范围。

本发明上述二实施例所揭露的激光鼠标及其控制方法，使得激光鼠标使用在不同表面上时，皆可在一定高度范围内便暂停发射激光，以避免使用者直视且同时节省耗能。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (23)

1.一种激光鼠标，用以使用在一表面上，该激光鼠标包括：

一激光鼠标主控单元，用以发射一激光，并根据经该表面反射的部分的该激光以检测该激光鼠标在该表面上的移动位置；

一光发射器，用以产生一光线；

一光接收器，用以接收经该表面反射的部分的该光线，并据以产生一信号；以及

一处理单元，该处理单元电性连接该光接收器及该激光鼠标主控单元，当该处理单元位于一门坎值设定模式时，该处理单元根据该信号设定一门坎值，当该处理单元位于一正常操作模式时，且该处理单元判断该信号的强度值小于该门坎值时，该处理单元控制该激光鼠标主控单元暂停发射该激光。

2.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该门坎值实质上正相关于该处理单元位于该门坎值设定模式时该信号的强度值。

3.如权利要求2所述的激光鼠标，其中，该门坎值实质上等于该信号的强度值与一默认值的乘积，该默认值大于0小于1。

4.如权利要求3所述的激光鼠标，其中，该默认值实质上为0.6。

5.如权利要求2所述的激光鼠标，其中，该处理单元存有包括多个强度范围及多个候选值的一查询表，当该处理单元位于该门坎值设定模式时，该处理单元根据该信号的强度值自该些强度范围中选取其中的一强度范围，并根据该查询表将所选取的该强度范围所对应的该候选值设定为该门坎值。

6.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该处理单元每隔一第一周期重新进入该门坎值设定模式。

7.如权利要求6所述的激光鼠标，其中，该第一周期约为10秒。

8.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该激光鼠标更包括一开关，与该处理单元电性连接，当该开关被触发时，该处理单元重新进入该门坎值设定模式。

9.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，当该处理单元位于一正常操作模式下时，该处理单元每隔一第二周期来进行判断该信号的强度值是否小于该门坎值的动作。

10.如权利要求9所述的激光鼠标，其中，该第二周期约为20毫秒。

11.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该光发射器为一发光二极管。

12.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该光接收器为一光敏晶体管或一光二极管。

13.如权利要求1所述的激光鼠标，其中，该激光鼠标主控单元包括一激光源及一激光感测装置，当该处理单元判断该信号的强度值大于或等于该门坎值时，该处理单元控制该激光源发射该激光，使该激光感测装置根据经该表面反射的部分的该激光检测该激光鼠标在该表面上的移动位置。

14.如权利要求13所述的激光鼠标，其中，该激光源是一激光二极管，该激光感测装置是一电荷耦合组件或一互补性氧化金属半导体感光组件。

15.一种激光鼠标的控制方法，该激光鼠标用以使用在一表面上，并包括一激光鼠标主控单元、一光发射器及一光接收器，该激光鼠标主控单元用以发射一激光，并根据经该表面反射的部分的该激光以检测该激光鼠标在该表面上的移动位置，该光发射器用以产生一光线，该光接收器用以接收经该表面反射的部分的该光线，并据以产生一信号，该控制方法包括：

(a)根据该信号以设定一门坎值；以及

(b)判断该信号的强度值是否小于该门坎值，若是，则控制该激光鼠标主控单元暂停发射该激光。

16.如权利要求15所述的控制方法，其中，在该步骤(a)中，该门坎值实质上正相关于该信号的强度值。

17.如权利要求16所述的控制方法，其中，该步骤(a)包括：

提供一默认值，该默认值大于0小于1；

取得该信号的强度值；以及

设定该信号的强度值与该默认值的乘积为该门坎值。

18.如权利要求17所述的控制方法，其中，该默认值实质上为0.6。

19.如权利要求16所述的控制方法，其中，该步骤(a)包括：

提供一查询表，该查询表包括多个强度范围及多个候选值；

根据该信号的强度值自该些强度范围中选取其中的一强度范围；以及

根据该查询表将所选取的该强度范围所对应的该候选值设定为该门坎值。

20.如权利要求15所述的控制方法，其中，该光发射器为一发光二极管。

21.如权利要求14所述的控制方法，其中，该光接收器为一光敏晶体管或一光二极管。

22.如权利要求15所述的控制方法，其中，该激光鼠标主控单元包括一激光源及一激光感测装置，该步骤(b)包括：

当该信号的强度值大于或等于该门坎值时，控制该激光源发射该激光，使该激光感测装置根据经该表面反射的部分的该激光以检测该激光鼠标在该表面上的移动位置。

23.如权利要求22所述的控制方法，其中，该激光源是一激光二极管，该激光感测装置是一电荷耦合组件或一互补性氧化金属半导体感光组件。

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