CN1477592A - 光学鼠标及避免其误动作的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的光学鼠标包括一个由复数个像素所组成，用来输出在一个预定时间之内所累积当成一个像素元件的复数个讯号的影像传感器；一个模拟到数字转换器；一个计算光学鼠标移动值的影像数据处理器，一个以一个外部系统控制资料流的系统控制器；一个计算平均值的平均值计算器；以及一个产生提取状态讯号的提取状态鉴别器，此外，该光学鼠标更加包括一个荧光灯状态鉴别器，用来鉴别光学鼠标是否是在一个荧光灯状态中，并且产生一个荧光灯状态讯号。

Description

光学鼠标及避免其误动作的方法
技术领域
本发明是有关于一种光学鼠标，且特别是有关于一种当光学鼠标离开操作表面时，可避免输出错误的光学鼠标移动值的光学鼠标。
背景技术
一般来说，在如图1所示的光学鼠标的范例中，从光源8所放射的光线7是由一个操作表面2所反射，而且反射光6会通过透镜5，输入半导体制程的影像传感器3。光学鼠标1会测量投射在影像传感器3上的光量，并且储存由比较影像传感器3上各像素之间差异所产生的图案。接下来，借由将目前图案与前一个取样周期所得的图案相比较，而计算鼠标的移动量。图2是绘示一个用来计算光学鼠标移动值的习知集成电路的方块图。请参考图2所示，该集成电路包括一个由数百个像素组成，用来输出在一个预定时间之内累积当成一个像素元件讯号的影像传感器21；一个用来接收影像传感器21的输出，以及将该输出讯号转换成一个数字讯号的模拟到数字转换器22；一个用来接收和计算模拟到数字转换器22的输出，并且计算光学鼠标移动值V(X，Y)的影像数据处理器23；以及一个以一个外部系统控制时序，接收和输出影像数据处理器23的输出的系统控制器24。
光学鼠标1的底部表面必须与操作表面实际接触，以确保一个在操作表面上的影像，可精确地聚焦在影像传感器3上。如果光学鼠标1的底部表面离开操作表面2，则当所输入的光线通过透镜5，将输入到影像传感器3时，将无法聚焦影像，而且光学鼠标1无法计算精确的移动量。因此，反射在影像传感器3上的影像看起来像是移动。然而，因为光学鼠标实际上并未水平移动，所以在计算机屏幕上显示的光标会停止移动。
在习知的圆球鼠标的范例中，因为鼠标圆球并未移动，所以并未有上述的问题。然而，在光学鼠标的范例中，当光学鼠标离开操作表面时，因可借由计算所输入光线的光量，而算出鼠标的移动值，所以光学鼠标可算出错误的移动值。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种当光学鼠标离开操作表面时，可避免因光学鼠标本身动作输出错误移动值的光学鼠标。
根据本发明的光学鼠标，其特征是为该光学鼠标包括一个由复数个像素组成，用来输出在一个预定时间之内累积当成一个像素元件讯号的影像传感器；一个用来接收影像传感器的输出，以及将该输出讯号转换成一个数字讯号格式的模拟到数字转换器；一个用来接收模拟到数字转换器的输出，及计算光学鼠标移动值的影像数据处理器；一个以一外部系统控制资料流，接收和输出影像数据处理器输出的系统控制器；一个用来接收模拟到数字转换器的输出，并且计算一个平均值的平均值计算器；以及一个用来接收平均值计算器的输出，并且产生一个提取状态讯号的提取状态鉴别器(pick-up state discriminator)。该提取状态讯号是用来制造移动值“0”。根据本发明的光学鼠标，其特征为该光学鼠标更加包括一个用来接收来自提取状态鉴别器的提取状态讯号的萤光灯状态鉴别器，用来鉴别光学鼠标是否是在萤光灯状态中，以及产生一个萤光灯状态讯号，并且使用萤光灯状态讯号制造移动值“0”。
根据本发明可避免光学鼠标误动作的方法，其特征是为包括下列步骤：首先，第一步骤为判断在一个取样周期中的一个像素平均值，是否连续低于一个参考标准；接下来，第二步骤为如果像素平均值并非连续低于该参考标准，则返回一个正常操作状态，并且当像素平均值是连续低于该参考标准时，产生一个提取状态讯号，以制造一个低于该参考标准的移动值；第三步骤为判断在一个取样周期中的像素平均值，是否是以连续低于参考标准的一个值所输入；第四步骤为当在一个取样周期中的像素平均值，并非以非连续低于参考标准的一个值所输入时，返回第三步骤，并且当非低于参考标准的一个值连续输入时，判断像素平均值的变化是否对应于一个“萤光灯状态”；以及第五步骤为当第四步骤中的判断“萤光灯状态”的结果显示其为“萤光灯状态”时，返回第二步骤，并且当判断结果显示其并非为“萤光灯状态”时，返回正常操作状态。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特地以较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1是显示一个习知的光学鼠标。
图2是显示一个用来计算光学鼠标移动量的习知集成电路的方块图。
图3是显示一个根据本发明第一实施例用来计算光学鼠标移动量的集成电路的方块图。
图4是显示萤光灯光线的波形与一个取样频率之间的相互关系。
图5是显示一个根据本发明第二实施例用来计算光学鼠标移动量的集成电路的方块图。
图6是显示一个流程图，用来说明当一个根据本发明的光学鼠标离开操作表面时，用来求得一个移动值的方法。
符号说明
   1                 光学鼠标
   2                 操作表面
   3、21、41         影像传感器
   5                 透镜
   6                 反射光
   7                 光
   8                 光源
   22、42            模拟到数字转换器
   23、43            影像数据处理器
   24、44            系统控制器
   45                平均值计算器
   46                提取状态鉴别器
   47                萤光灯状态鉴别器
   51                弦波
   52                取样周期
   S1～S5            流程步骤
具体实施方式
以下将参考所附图式，详细说明本发明的光学鼠标。
图3是显示一个根据本发明第一实施例用来计算光学鼠标移动量的集成电路的方块图，其中该光学鼠标包括一个由数百个像素组成，用来输出在一个预定时间之内累积当成一个像素元件讯号的影像传感器41；一个用来接收影像传感器41的输出，以及将该输出讯号转换成一个数字讯号格式的模拟到数字转换器42；一个用来接收和计算模拟到数字转换器42的输出，并且计算光学鼠标移动值V(X，Y)的影像数据处理器43；一个用来接收模拟到数字转换器42的输出，并且计算一个平均值的平均值计算器45；一个用来接收平均值计算器45的输出，并且产生一个提取状态讯号SPIC的提取状态鉴别器46；以及一个以一个外部系统控制时序，接收影像数据处理器43的输出，并且在提取状态讯号SPIC的控制的下，制造移动值“0”的系统控制器44。
以下将详细说明如图3所示根据本发明第一实施例的光学鼠标的动作。
光学鼠标以超过每秒1500次的取样频率取样表面影像。在一个取样周期之内由表面所反射的光线，会投射到影像传感器上，而且会使用所投射的数值，计算出光学鼠标的目前位置。影像传感器41撷取一个表面上的影像，并且将该影像输出。模拟到数字转换器42接收影像传感器41的输出，并且将其输出转换成一个数字讯号模式。影像数据处理器43接收模拟到数字转换器42的输出，比较像素之间的差异，以制造一个图案，并且将该图案与前一个取样周期所制造的图案相比较，以计算光学鼠标的移动值V(X，Y)。
当光学鼠标离开操作垫表面时，被表面反射并且进入影像传感器41的光线光量会大量降低。因此，输入到模拟到数字转换器42的像素的输出量会变小，而且转换成数字讯号的像素值，大部分会变得低于参考标准。在此例中，平均值计算器45会将在一个取样周期内的所有像素值相加，并且求得一个低于参考标准的平均值。当在一个取样周期内的像素平均值是连续低于参考标准时，提取状态鉴别器46会判断光学鼠标是否离开操作表面，并且产生一个提取状态讯号SPIC。在提取状态中，光学鼠标借由将一个值V(X，Y)＝“0”，而非从中计算所得的值，当成一个移动值送出，就好象光学鼠标并未移动一般控制光学鼠标。
当使用者从操作表面上提起光学鼠标，在操作表面上方移动光学鼠标，并且最后将光学鼠标放在表面上时，本发明可避免光学鼠标输出移动讯号。当光学鼠标再次在表面上移动时，在一个取样周期内的像素平均值并不低于该参考标准。在此例中，光学鼠标借由跳出提取状态，并且将在影像数据处理器43中所算出的移动值V(X，Y)，传送至一个外部系统，而完成一个正常动作。如上所述，当在计算一个取样周期内所有像素的平均值时，光学鼠标可鉴别光学鼠标是否离开操作表面。当光学鼠标在离开操作表面的状态下移动时，光学鼠标会侦测到提取状态，借以控制代表光学鼠标移动并且低于参考标准的移动值V(X，Y)。因此，在提取状态中，借由光学鼠标所输出的移动值，显示在监视器(未绘示)上的光标并不会移动。
在提取状态的范例中，除了从光学鼠标的光源所发射的光之外的外部光[例如：萤光灯或白炽灯(incandescent lamp)]，可经由透镜进入光学鼠标。在白炽灯的范例中，因为所进入的光线始终保持平均，所以光学鼠标的移动方向是取决于白炽灯位置及透镜方向。当进入光学鼠标的白炽灯的光量增加时，在一个取样周期内的像素平均值会变成不低于参考标准。因此，光学鼠标会根据光学鼠标相对于白炽灯位置的移动方向，计算移动值。因此，光学鼠标会跳出提取状态。在此例中，在一个取样周期内的像素平均值并不常改变。萤光灯每秒会闪烁60次。因此，以每秒超过1500次取样的光学鼠标，可侦测闪烁产生的光量变化。图4是显示萤光灯光线的波形与光学鼠标的取样频率之间的相互关系。如图4所示，当萤光灯具有一个周期每秒60次的正弦波(sine wave)51时，光学鼠标在每秒1500次的每一个取样周期52上接收不同光量，而且因为每个取样周期的光量变化，可能会产生误动作。因此，在提取状态中，当光学鼠标暴露于萤光灯下时，光学鼠标本身会移动，而非倾向某一个方向。因此，该移动会让使用者有误动作的感觉。在此例中，借由制造移动值为V(X，Y)＝“0”，显示在监视器上的光标会保持固定不动。
图5是显示一个根据本发明第二实施例用来计算光学鼠标移动量的集成电路的方块图。除了图4所示的组件之外，该集成电路更加包括一个萤光灯状态鉴别器47。
图5所示的集成电路包括一个由数百个像素组成，用来输出在一个预定时间之内累积当成一个像素元件讯号的影像传感器41；一个用来接收影像传感器41的输出，以及将该输出讯号转换成一个数字讯号格式的模拟到数字转换器42；一个用来接收和计算模拟到数字转换器42的输出，并且计算光学鼠标移动值V(X，Y)的影像数据处理器43；一个以一个外部系统控制时序，接收影像数据处理器43的输出的系统控制器44；一个用来接收模拟到数字转换器42的输出，并且计算一个平均值的平均值计算器45；一个用来接收平均值计算器45的输出，并且产生一个提取状态讯号SPIC的提取状态鉴别器46；以及一个用来接收提取状态讯号SPIC，判断光学鼠标是否是在萤光灯状态中，并且产生一个萤光灯状态讯号SFL的萤光灯状态鉴别器。当萤光灯状态讯号SFL激活时，移动值V(X，Y)会变成“0”。
以下将详细说明如图5所示根据本发明第二实施例的光学鼠标的动作。其中将特别说明萤光灯状态鉴别器的细节。
由具有规律周期光源的影像传感器41的输出，会根据以对应取样频率所得的像素平均值的规律周期而变。本发明指定周期性侦测到的状态变化为“萤光灯状态”。当光学鼠标在表面上正常操作时，因为光学鼠标的光源相当强，所以没有“萤光灯状态”发生。因此，可假设“萤光灯状态”只发生在当光学鼠标被从操作表面上提起时。如上所述，提取状态鉴别器46会产生代表光学鼠标是否离开操作表面的提取状态讯号SPIC。萤光灯状态鉴别器47接收提取状态讯号SPIC，并且鉴别光学鼠标是否是在萤光灯状态中，并且产生萤光灯状态讯号SFL。在光学鼠标进入提取状态之后，当侦测到“萤光灯状态”时，光学鼠标会继续保持提取状态。
本发明第二实施例更加包括一个萤光灯状态鉴别器47，当光学鼠标从提取状态中跳出时，用来侦测萤光灯状态，以避免当光学鼠标被提起及移动时，造成监视器上的光标因萤光灯而产生误动作。
图6是显示一个流程图，用来说明当一个根据本发明的光学鼠标离开操作表面时，用来求得一个移动值的方法。首先，步骤S1是在正常操作状态，步骤S2是判断在一个取样周期内的像素平均值是否连续低于参考标准。当像素平均值并非低于参考标准时，操作程序返回正常操作状态S1。当像素平均值是低于参考标准时，在步骤S3中产生一个提取状态讯号。接下来在步骤S4中，判断在一个取样周期内的像素平均值是否是以一个非低于参考标准的值连续输入。当并未连续输入该非低于参考标准的值时，操作程序返回步骤S3。当连续输入该非低于参考标准的值时，在步骤S5中，判断像素平均值的变化是否对应于“萤光灯状态”。当该变化并不对应于“萤光灯状态”时，操作程序返回步骤S1。当该变化是对应于“萤光灯状态”时，操作程序返回步骤S3，产生提取状态讯号，以制造低于参考标准的移动值。
如上所述，当光学鼠标离开操作表面时，根据本发明的光学鼠标可避免由光学鼠标本身动作输出错误移动值，以及避免萤光灯的光源所引起的误动作。此外，使用本发明的影像传感器，可借由侦测笔是否离开写入窗口的表面，而使笔型输入装置判断信息是否有效。
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，任何熟习此技艺者，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上述的权利要求所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种光学鼠标，包括：
一个影像传感器，由复数个像素所组成，用来输出在一个预定时间之内累积当成一个像素元件的复数个讯号；
一个模拟到数字转换器，用来接收该影像传感器的该输出，并且将该输出转换成一个数字讯号格式；
一个影像数据处理器，用来接收该模拟到数字转换器的该输出，并且计算该光学鼠标的一个移动值；
一个系统控制器，以一个外部系统控制资料流，并且接收该影像数据处理器的一个输出；
一个统计值计算器，用来接收该模拟到数字转换器的该输出，并且计算一个统计值；以及
一个提取状态鉴别器，用来接收该统计值计算器的该输出，并且产生一个提取状态讯号；
其中该提取状态讯号是用来制造一个移动值“0”。
2.如权利要求1所述的光学鼠标，其中该统计值是得自平均该像素值。
3.如权利要求1所述的光学鼠标，更加包括一个萤光灯状态鉴别器，用来接收来自该提取状态鉴别器的该提取状态讯号，鉴别该光学鼠标是否是在一个萤光灯状态中，产生一个萤光灯状态讯号，并且控制该移动值。
4.一种避免一个光学鼠标的一个误动作的方法，包括：
第一步骤，判断在一个取样周期内的一个像素统计值是否连续低于一个参考标准；
第二步骤，当该像素统计值并不连续低于该参考标准时，返回一个正常操作状态，而且当该像素统计值是连续低于该参考标准时，产生一个提取状态讯号，以产生一个固定状态；
第三步骤，判断在一个取样周期内的该像素统计值是否是以一个非低于该参考标准的一个值连续输入；
第四步骤，当在一个取样周期内的该像素统计值并非是以一个非低于该参考标准的一个值连续输入时，返回该第三步骤，而且当在一个取样周期内的该像素统计值是以一个非低于该参考标准的一个值连续输入时，判断该像素统计值的一个变化是否对应于一个“萤光灯状态”；以及
第五步骤，当在该第四步骤中判断是否为该“萤光灯状态”的结果显示其是为该“萤光灯状态”时，返回该第二步骤，而且当该判断结果显示其并非为“萤光灯状态”时，返回该正常操作状态。
5.如权利要求4所述的避免该光学鼠标的该误动作的方法，其中该统计值是得自平均该像素值。
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