CN1508751A - 光电鼠标和防止其异常操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种光电鼠标和防止该鼠标异常操作的方法。该方法包括步骤：(a)当图象传感器的快门打开时间持续地增加或减少时，获取该快门打开时间的多个帧；(b)利用步骤(a)中获取的多个帧中表面图象精度最高的一帧计算并输出移动值。通过过感知光电鼠标通过亮度变化明显的接触表面的时间并防止错误移动值的输出，就可以防止光电鼠标的异常操作。

Description

光电鼠标和防止其异常操作的方法

技术领域

本发明涉及一种光电鼠标，特别是涉及一种光电鼠标和防止其异常操作的方法，能够防止该光电鼠标在通过亮度变化明显的接触表面时输出错误的移动值。

本申请相关的参考资料：本申请人在韩国的在先申请，申请日：2002年12月17日，申请号2002-80814的优先权，其公开文件在这里全文引用作为参考。

背景技术

请参阅图1所示，通常在光电鼠标中，从光源8发出的光7在工作台表面2上被反射，并且反射光6穿过镜头5输入到由半导体芯片构成的图像传感器3中。因此，光电鼠标1通过计算射入图象传感器的入射光量获取表面图象，

然后，光电鼠标将当前获取的表面图象作为一个样本帧储存起来，开始自样本帧的左上角起执行以象素为单位的锯齿扫描(zigzag scaning)，并找到样本帧上与参考帧上的参考区域具有最大相关性的位置计算出移动方向和距离，V(X，Y)。

在此，光电鼠标控制射入图象传感器3的入射光量使其维持在一个恒定的水平，其方法是，为了精确地读出表面图象，当获取到一个明亮的表面图象时，减少图象传感器3的快门打开时间，当获取到一个较暗的表面图象时，增加图象传感器3的快门打开时间。

但是，为了读出亮度变化明显的表面，光电鼠标就很难控制图象传感器3的快门打开时间。

请参阅图2所示，是常规光电鼠标为了控制图象传感器而生成的控制信号的时序图，而图3显示了图2的控制信号获取的图象。

当光电鼠标在表面上缓慢移动时，特别是通过一个亮度变化明显的接触面由暗处向亮处移动时，光电鼠标顺序地减少图象传感器3的快门打开时间T1、T2、T3和T4。

这样，快门打开时间T1、T2、T3和T4之间的相对值如下：

T1＞T2＞T3＞T4

光电鼠标生成对应各个快门打开时间的快门控制信号Shutter_ctrl，还生成用于获取对应于快门控制信号的表面图象的样本控制信号Sampling_ctrl，并将生成的控制信号传输到图象传感器3。

其结果是，当图象传感器3接收到的来自光电鼠标的快门控制信号Shutter_ctrl为高电平时，图象传感器3积累快门打开时输入的光线。然后，图象传感器3响应转换为高电平的样本控制信号Sampling_ctrl，获取对应快门打开时间内所积累光量的图象，以便将获取的图象的提供给光电鼠标。

当图象传感器3响应控制信号Shutter_ctrl和Sampling_ctrl获取第一张图象11时，由于快门打开时间T1被调节为适应较暗的表面，图象传感器3就能够获取精确反应较暗表面的不均匀和差异的图象。

同时，当光电鼠标缓慢地由较暗表面向明亮表面移动时，快门打开时间T2和T3被逐渐减少，使较暗表面的不均匀和差异在图象12和图象13中逐步地变得模糊。

当明亮表面大于既定区域时，如图象14，这一现象变得更为突出。

在这一过程中，当明亮表面大于既定区域时，如图象14，在较暗区域就没有可以反应较暗表面不均匀和差异的轮廓。

如上所述，常规光电鼠标在通过具有亮度变化明显的接触表面时，就不可能正确地调节快门打开时间同时感知两个亮度变化明显的表面。

这样，常规光电鼠标就不能区分表面的不均匀和差异。基于上述原因，常规光电鼠标存在着计算错误的移动值，从而导致异常操作的缺陷。

由此可见，上述现有的光电鼠标和防止其异常操作的方法仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的光电鼠标和防止其异常操作的方法的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但是长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的光电鼠标和防止其异常操作的方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的光电鼠标和防止其异常操作的方法，能够改进一般现有的光电鼠标和防止其异常操作的方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的光电鼠标和防止其异常操作的方法存在的缺陷，而提供一种新的光电鼠标和防止其异常操作的方法，所要解决的技术问题是使其能够防止光电鼠标在通过亮度变化明显的接触表面时产生的异常操作，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光电鼠标和防止其异常操作的方法，其包括以下步骤：

(a)当图象传感器的快门打开时间持续地增加或减少时，获取快门打开时间的多个帧；(b)。利用步骤(a)中获取的多个帧图象中获得的表面图象精度最高的一帧计算并输出移动值。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的光电鼠标和防止其异常操作的方法，其中所述步骤(b)进一步包括以下子步骤：当计算出的移动值至少为两个时，防止该至少两个移动值输出。

前述的光电鼠标和防止其异常操作的方法，其中所述(b)进一步包括以下子步骤：当计算出的移动值至少为两个时，输出前次计算出的移动值。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一个图象传感器，响应一个快门控制信号获取一个表面图象，并响应一个样本控制电路获取将该获取的表面图象输出；以及

一个图象数据处理器，响应该表面图象生成并输出该快门控制信号和样本控制信号，并当接收到来自该图象传感器的多个帧时，利用获取的多个帧中表面图象精度最高的一帧计算并输出移动值。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的光电鼠标，其中所述的图象数据处理器，当响应该表面图象计算出的快门打开时间持续地增加或减少时，用于该图象数据处理器生成并输出用于接收多个帧的样本控制信号，而当快门打开时间非持续地增加或减少时，该图象数据处理器生成并输出接收一个帧的样本控制信号。

前述的光电鼠标，其中所述的移动值至少为两个，该图象数据处理器防止该至少两个移动值的输出。

前述的光电鼠标，其中所述的移动值至少为两个，该图象数据处理器输出前次计算出的移动值。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种光电鼠标，其包括：一个图象传感器，响应一个快门控制信号获取一个表面图象，并响应一个样本控制信号输出该获取的表面图象；以及一个图象数据处理器，响应该表面图象生成和输出该快门控制信号和样本控制信号，并在当收到图象传感器发来的多个帧后，利用获取的多个帧中表面图象精度最高的一帧计算出一个移动值。

如上所述，通过感知光电鼠标通过亮度变化明显的接触表面的时间并防止错误移动值的输出，就可以防止光电鼠标的异常操作。

综上所述，本发明所述的光电鼠标和防止其异常操作的方法，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法及产品中未见有类似的方法及结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法、产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有光电鼠标和防止其异常操作的方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

本发明的具体结构及其制造方法由以下实施例及附图详细给出。

附图说明

图1显示了一个普通的光电鼠标。

图2是说明常规光电鼠标为了控制图象传感器而生成的控制信号的时序图。

图3是显示图2的控制信号获取的图象的示意图。

图4是使用根据本发明的光电鼠标的内部框图。

图5是说明图4的图象数据处理器为了获取通过图象传感器图象生成的控制信号的时序图。

图6是说明根据本发明的防止图象数据处理器异常操作的方法的流程图。

图7显示了当光电鼠标通过一个在垂直方向亮度变化明显的接触表面时获取的图象及其相关性。

图8显示了当光电鼠标通过一个在对角线方向亮度变化明显的接触表面时获取的图象及其相关性。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光电鼠标和防止其异常操作的方法其具体方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在下文中本发明将参照附图更全面地进行说明，附图中示出了本发明的优选实施例。但是，本发明可以用不同的形式实现并不被解释为受限于这里提出的实施例。提出这些实施例，从而该公开将是详尽和完备的，并将向本领域技术人员全面传递本发明的范围。整个说明书中相同的附图标记指相同的部件。

图4是根据本发明的光电鼠标的内部框图。

请参阅图4所示，所述的光电鼠标包括一个图象传感器100、一个模/数转换器200和一个图象数据处理器300。

图象传感器100响应快门控制信号Shutter_ctrl调节快门打开时间，根据经过调节的快门打开时间积累通过透镜输入的光线，响应样本控制信号Sampling_ctrl获取一个对应于积累的光量的图象，并以模拟信号的形式生成和输出获取的图象。

模/数转换器200将图象传感器100输出的模拟信号的图象转换成数字信号类型的图象，并将经过转换的图象提供给图象数据处理器300。

图象数据处理器300利用模/数转换器200输出的数字信号类型的图象，计算出图象传感器100的快门打开时间，对应计算出的快门打开时间生成快门控制信号Shutter_ctrl，并将生成的快门控制信号Shutter_ctrl提供给图象传感器100。

当计算出的快门打开时间包括于“快门控制时间”之内时，当前的光电鼠标确定要通过具有明显亮度变化的接触表面，生成样本控制信号Sampling_ctrl，以便于图象传感器100采样并输出快门打开时间的多个图象，并将生成结果提供给图象传感器100。

此处所述的“快门控制时间”是指图象传感器100的快门打开时间持续地增加或减少一段时间。

然后，当多个图象自图象传感器100传输时，这些图象中的一个，即反应表面轮廓精度最高的那个图象被设定为样本帧。通过比较样本帧和参考帧的参考区域，计算并输出光电鼠标的移动值，V(X，Y)。

反之，当计算出的快门打开时间未包括于“快门控制时间”之内时，当前的光电鼠标确定要通过普通的表面，将当前输入图象作为样本帧，通过比较样本帧和参考帧的参考区域计算并输出光电鼠标的移动值，V(X，Y)。

以下结合附图对光电鼠标和防止其异常操作的方法进行详细描述。

图5是图4的图象数据处理器生成的控制信号的时序图，其目的是通过图象传感器获取图象。

请参阅图5所示，“快门控制时间”内快门打开时间持续在增加或减少时，图象数据处理器300生成快门控制信号Shutter_ctrl和样本控制信号Sampling_ctrl，使之能够多个图象进行采样，并将生成的控制信号提供给图象传感器100。

根据快门打开时间的转变t11、t12、t13和t14样本控制信号切换到高电平，图象传感器100响应样本控制信号Sampling_ctrl，获取对应于到当前时间点t11、t12、t13和t14积累的光量的图象，并向图象数据处理器300提供获取的图象。

当数字信号类型的图象自模/数转换器200被传输时，获取到图象的平均值。计算出对应获取的平均值的快门打开时间。通过比较当前计算出的快门打开时间和前次计算的快门打开时间，检测快门打开时间是否持续地增加或减少。依据检测的结果，确定是否存在“快门控制时间”(S1)。

接收到的图象之一，即以最高精度反应表面轮廓的图象被选择(S3)。

被选择的图象被设为样本帧。找到样本帧上与参考帧上的参考区域具有最大相关性的位置，然后计算移动方向和距离，V(X，Y)，即移动值。

但是，作为步骤S1的确认结果，如果光电鼠标不在“快门控制时间”内，当前输入的图象就被设定为样本框(S5)，并进入步骤S4。

确定计算出的移动值是两个还是更多(S6)。如果计算出的移动值是一个，将光电鼠标考虑为正常操作，这样就输出了计算出的移动值(S7)。

但是，如确定的步骤S6的结果，如果计算出的移动值为两个或更多，认定光电鼠标异常操作，并且不将计算出的移动值输出(S8)。

采用这种方式，当本发明的光电鼠标在“快门控制时间”之内，快门打开时间持续增加或减少时，确定光电鼠标通过亮度变化明显的接触表面，因此获取多个图象。由此，光电鼠标的异常操作被防止。

即使如图7和图8中所示，在步骤8中光电鼠标计算出多个移动值，由本发明图象数据处理器感知。该感知行为导致图象数据处理器为个防止光电鼠标的异常操作而运行。

在下列情况下，本发明的图象数据处理器计算出多个移动值。

首先，如图7所示，第一种情况是样本帧和参考帧的图象在垂直方向上具有明显不同的亮度。

通过比较参考帧30的参考区域31和样本帧32，得到移动值。得到如下5个值：当参考区域31在Y-轴上移动+2(0，2)、在Y-轴上移动+1(0，1)、不移动(0，0)、在Y-轴上移动-1(0，-1)和在Y-轴上移动-2(0，-2)。这5个值具有最高的相关度。因此，光电鼠标的移动值有5种。

进一步地，请参阅图8所示，第二种情况是样本帧和参考帧的图象在对角方向上具有明显不同的亮度。

通过比较参考帧40的参考区域41和样本帧42，得到移动值。得到如下3个值：当参考区域41在Y-轴上移动-2(0，-2)、在Y-轴上移动-1和X-轴上移动-1(-1，-1)、在Y-轴上移动2(0，2)。这3个值具有最高的相关度。因此，光电鼠标的移动值有3种。

在本发明中，如果具有多个移动值，通过防止光电鼠标的计算出的移动值的输出，防止了光电鼠标的异常操作。但是，如果有必要，通过将光电鼠标的前次计算的移动值作为当前移动值并输出光电鼠标的前次计算的移动值，可防止光电鼠标的异常操作。

考虑到光电鼠标的总体移动，光电鼠标突然改变其运动的可能性不大。进一步地，光电鼠标在非常短的时间内通过亮度变化明显的接触表面，在此期间，光电鼠标突然改变其运动的可能性被进一步地降低了。

基于上述原因，即使光电鼠标的当前移动值被前次计算出的移动值取代，光电鼠标也罕有异常操作出现。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1、一种防止光电鼠标异常操作的方法，其特征在于其包括以下步骤：

(a)当图象传感器的快门打开时间持续地增加或减少时，获取该快门打开时间的多个帧；以及

(b)利用步骤(a)中获取的多个帧中表面图象精度最高的一帧计算并输出移动值。

2、根据权利要求1所述的防止光电鼠标异常操作的方法，其特征在于其中所述步骤(b)进一步包括以下子步骤：当计算出的移动值至少为两个时，防止该至少两个移动值输出。

3、根据权利要求1所述的防止光电鼠标异常操作的方法，其特征在于其中所述(b)进一步包括以下子步骤：当计算出的移动值至少为两个时，输出前次计算出的移动值。

4、一种光电鼠标，其特征在于其包括：

一个图象传感器，响应一个快门控制信号获取一个表面图象，并响应一个样本控制电路获取将该获取的表面图象输出；以及

一个图象数据处理器，响应该表面图象生成并输出该快门控制信号和样本控制信号，并当接收到来自该图象传感器的多个帧时，利用获取的多个帧中表面图象精度最高的一帧计算并输出移动值。

5、根据权利要求4所述的光电鼠标，其特征在于其中所述的图象数据处理器，当响应该表面图象计算出的快门打开时间持续地增加或减少时，用于该图象数据处理器生成并输出用于接收多个帧的样本控制信号，而当快门打开时间非持续地增加或减少时，该图象数据处理器生成并输出接收一个帧的样本控制信号。

6、根据权利要求4这的光电鼠标，其特征在于其中所述的移动值至少为两个，该图象数据处理器防止该至少两个移动值的输出。

7、根据权利要求4所述的光电鼠标，其特征在于其中所述的移动值至少为两个，该图象数据处理器输出前次计算出的移动值。

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