CN1327326C - 光学感应组件及其搭配组件的快速检测法 - Google Patents

Abstract

一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，该搭配组件包含一光源照射一平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测方法是通过安装在一计算机中的工具软件读取光学感应组件中的图像，再根据该读取的图像检测该光源的中心点偏移量及均匀性、光学感应组件的感应矩阵是否有异物附着以及该透镜的焦距。

Description

光学感应组件及其搭配组件的快速检测法

技术领域

本发明是有关一种光学感应组件及其搭配组件的检测法，特别是关于一种以安装在计算机的工具软件检测光学感应组件及其搭配组件的方法。

背景技术

近年来，光学感应组件被广泛地应用到手机、相机及鼠标等装置上。以光学鼠标为例，图1是一由分布式零组件组合而成的光学鼠标100的分解图，在底板102上依序结合透镜模块104及印刷电路板106，光感应集成电路(IC)108及发光二极管110安置在印刷电路板106上，一夹置组件112用来夹固光感应IC108及发光二极管110。图2是图1中各组件结合后的侧视图，发光二极管110所发出的光线114经透镜模块104两次反射后，由底板102的孔洞116照射至平滑的反射面118后，经透镜120投射至光感应IC108，据以判断鼠标的移动方向。虽然分布式的光学零组件有利于大量生产及量产组装，但是却容易造成光学路径的偏移及失焦，尤其各鼠标制造厂所制造的模具不一，因而所生产的鼠标底座的高低自然不同，如果没有贵重的光学仪器，将难以针对光学鼠标进行测量、调校及分析。

以往，鼠标制造厂只能将光学鼠标在不同材质的桌面上移动，记录该鼠标移动轨迹的平滑与否，而了解该鼠标是否有调整的需要，但是此种直觉式的测试只能测得该光学鼠标的性能表现部分，并没有办法深入分析光学鼠标的光感应IC在光学路径与焦距方面的资料。

因此，一种检测光学感应组件及其搭配组件在光学路径及焦距方面资料的方法乃为所冀。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法。

本发明的目的之二，在于提供一种检测光学感应组件及其搭配组件的光学路径及焦距的方法。

根据本发明，在一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法中，该搭配组件包含一光源照射一平滑反射面产生一图像，并通过透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测进一步通过一工具软件读取光学感应组件内部暂存器的图像资料，加以分析得到一灰阶资料，并据以计算出该光源中心点的偏移量。

在分析该光源的均匀性时，该检测法是将该图像资料表示成一曲线图，以该曲线图的曲度检视该光源的均匀性，该曲线图呈现拱形，均匀性较佳的光源所呈现的拱形较为平坦。

通过检视该图像资料是否有阴影或黑点存在，可判断是否有异物存在于光感应IC的感应矩阵上以及是否影响图形成像能力。

若该平滑反射面具有黑白相间的横条纹，则可根据所感应的图像资料及调制传递函数(Modulation Transfer Function；MTF)原理计算出MTF值或者将该图像资料转换成一第二曲线图，藉其高低边缘相差程度判断光学鼠标底部焦距是否在允许的变异范围内，进而得知焦距应修正的方向。

附图说明

对于熟习本技艺的人士而言，从以下所作的详细叙述配合伴随的图式，本发明将能够更清楚地被了解，其上述及其它目的及优点将会变得更明显，其中：

图1显示光学鼠标的零组件；

图2是图1的光学鼠标零组件组合后的侧视图；

图3是本发明的检测装置；

图4是光学鼠标内光学组件及其搭配组件的示意图；

图5A显示一感应矩阵以及投射在其上的图像；

图5B是图5A中图像的灰阶资料；

图6是转换图5B灰阶资料得到的曲线图；

图7显示一图像的灰阶资料；

图8是光学鼠标的局部剖面图；

图9是具黑白相间横条纹的底面；

图10是光学鼠标在图9的底面上时，所读取的灰阶资料；

图11是将图10的灰阶资料转换后的波形图；

图12是呈现在屏幕上的画面；

图13是通过显微镜观看光感应IC的感应矩阵是否有异物附着。

主要组件符号说明：

100    光学鼠标

102    底板

104    透镜模块

106    印刷电路板

108    光感应IC

110    发光二极管

112    夹置组件

114    光线

116    孔洞

118    反射面

120    透镜

20     计算机

202    屏幕

21    桌面

22    光学鼠标

222   发光二极管

224   透镜

226   透镜

228   光感应IC

24    打印机接口

40    感应矩阵

42    图像

44    感应矩阵中的16×16矩阵

具体实施方式

本发明检测光学鼠标的装置如图3所示，是利用计算机20来完成对光学鼠标22的检测，首先在计算机20中安装工具软件，再执行该工具软件由光学鼠标22中光感应IC的暂存器内读取所感光的图像，并将其呈现在屏幕202上，图像的传输可以利用打印机接口24来达成，此外，也可使用USB端口来传输图像资料。呈现在屏幕202上的画面如图12所示，通过该工具软件可对光学鼠标22进行下列分析。

光源中心点偏移分析：

首先将光学鼠标22置于平滑半反光材质的桌面21上，图4是光学鼠标22的光学架构的简单示意图，其通过发光二极管222供应光源通过透镜224在桌面21上形成一图像，桌面21将图像通过透镜226完整地反射到光感应IC228上的感应矩阵40中，并储存至光感应IC228的暂存器中。经工具软件由该暂存器中读取图像，分析该图像得到一灰阶资料，其中所得资料的最大值，即最亮点为光源中心点，依照光感应IC的感应矩阵40的大小，计算得知反射光源中心点偏移量，可以用来修正光源投射偏移量及方向。

例如，光感应IC228上的感应矩阵40为21×18，如图5A所示，因此感应矩阵40的中心应在(11，9)的位置上，通过软件将投射在感应矩阵40的图像42读取后，分析其灰阶资料并呈现在屏幕202上，为方便计算机运算，因此仅读取感应矩阵40中的16×16矩阵44，如图5B所示，故矩阵40的中心应在矩阵44的(5，9)上，由图5B可明显地看出，图像42的中心点，即最亮点刚好在位置(5，9)上，因此，可得知图像42的中心点没有偏移。

光源的均匀性分析：

将入射光源中心点偏移位置调整后，所得的灰阶资料值，如图5B所示，可表示成曲线图，如图6所示，该曲线图呈现拱形，由于不同厂家制造发光二极管时的条件与能力不同，使得投射在光感应IC228上图像的均匀性也有所不同，均匀性佳的光源，所呈现的拱形将较平坦，通过此图形特性即可用来比较及选择适用的发光二极管作为发光光源。此外，也可由此曲线图得到图像的中心点，即亮度最大值的位置。

检视光感应IC的感应矩阵是否有异物附着：

以往需要通过显微镜来观看光感应IC228的感应矩阵是否有异物附着，如图13所示，但通过此工具软件无须再使用显微镜即可得知光感应IC的感应矩阵表面是否附着异物。例如，如果在光感应IC228的感应矩阵40上附着了异物，将使得所显像的图形有阴影或黑点存在，如图7所示，通过此方式可立即判断异物的存在与否以及是否影响图形成像的能力。

焦距分析：

光源照射在桌面上的图像42被反射经透镜226成像在光感应IC228上，如图8所示，该成像除受到上述各点影响之外，透镜226的焦距L更是最大的影响因素之一，图中焦点至成像位置的距离R为光学场深(optimaldepth of field)，不正确的焦距L将使得光学鼠标无法在多数桌面有平滑的移动轨迹，所以焦距L的分析与调整将严重影响光学鼠标的性能。要分析焦距L，首先将光学鼠标放置在平滑且具有黑白相间横条纹的底面上，如图9所示，使得成像在光感应IC228上的图形也形成相间的横条纹，如图10所示，假设图9中黑白相间横条纹的分辨率为200dpi，而图10所示图形的分辨率为400dpi，若焦距L在允许的变异范围内，则在图10中所显示的黑线的宽度为二个单位，此外也可将该图形表示成一曲线图，如图11所示，再依据调制传递函数原理计算出MTF值，或是直接检视该曲线图的高低边缘相差程度，以判断光学鼠标底部焦距是否在允许的变异范围内，进而得知焦距应修正的方向。

以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明其目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让熟习该项技术者以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想由权利要求范围及其均等来决定。

Claims (8)

1、一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于该搭配组件包含一光源照射一平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件的光感应矩阵，该检测法包括下列步骤：

读取该光学感应组件上的图像，据以得到一灰阶资料；以及

根据该灰阶资料计算该光源中心的偏移量。

2、如权利要求1所述的光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于，其中该根据该灰阶资料检测该光源中心的偏移量的步骤包括下列步骤：

找出该灰阶资料的最大值在该光感应矩阵上的位置；以及

根据该位置计算该光源中心的偏移量。

3、一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于该搭配组件包含一光源照射一平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测法包括下列步骤：

读取该光学感应组件上的图像，据以得到一灰阶资料；以及

转换该灰阶资料成一曲线图，以检视该光源的均匀性。

4、如权利要求3所述的光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于更包括以该曲线图的曲度检视该光源的均匀性。

5、一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于该搭配组件包含一光源照射一平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测法包括下列步骤：

读取该光学感应组件上的图像，据以得到一灰阶资料；以及

根据该灰阶资料检视该光学感应组件的光感应矩阵上是否有异物。

6、一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于该搭配组件包含一光源照射一具黑白相间横条纹的平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测法包括下列步骤：

读取该光学感应组件上的图像，据以得到一具有横条纹的灰阶资料；以及

根据该灰阶资料横条纹的间距，检测该透镜的焦距。

7、一种光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于该搭配组件包含一光源照射一具黑白相间横条纹的平滑反射面产生一图像，一透镜将该图像投射至该光学感应组件，该检测法包括下列步骤：

读取该光学感应组件上的图像，据以得到一灰阶资料；以及

转换该灰阶资料成为一曲线图，以检测该透镜的焦距。

8、如权利要求7所述的光学感应组件及其搭配组件的快速检测法，其特征在于，更包括根据该曲线图以调制传递函数原理计算出该透镜的焦距。

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