CN1690938A - 照明点校直 - Google Patents

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CN1690938A
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CNA2004101040036A
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谢童
布鲁斯南·迈克尔
声仲庆
刘栋生
黎福·伯纳德·陈
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Agilent Technologies Inc
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0317—Detection arrangements using opto-electronic means in co-operation with a patterned surface, e.g. absolute position or relative movement detection for an optical mouse or pen positioned with respect to a coded surface

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Abstract

本发明揭示通过使用一图像阵列捕获一图像来实施照明点校直。评估捕获到的图像来决定照明点的大小和位置，并存储识别照明点大小和位置的坐标。

Description

照明点校直
背景技术
在一种光学鼠标内，该光学鼠标使用排列成像素图像阵列的光电探测器来成像位于光学鼠标下的任何微结构或微细工作面的空间特性。光电探测器的响应被数字化并作为帧存入存储器。运动产生像素信息变化图案的连续帧。该些连续帧通过交叉关联相互比较来确定运动的方向和距离。要获得有关该种光学鼠标的更多信息，请参阅(例如)：USPTO 6,281,882 B1。
该种光学鼠标及需要光学导航感测的类似点定位装置所需的成像和性能跟踪在很大程度上依赖于跨越像素阵列的均匀照明。均匀照明通过精心校直像素阵列、发光器和相应光学器件得到。从制造的角度来看，这种精心校直甚为昂贵。
发明内容
根据本发明的一个实施例，照明点校直通过使用一图像阵列捕获图像来完成。评估捕获的图像来确定照明点的大小和位置，并存储识别照明点大小和位置的坐标。
附图说明
图1是一点定位装置底侧的简化视图。
图2是本发明一实施例的光学导航感测系统的简化方框图。
图3图解说明本发明一实施例的照明点校直校准。
图4是本发明一实施例的照明点校直简化流程图。
具体实施方式
图1为点定位装置10的底侧简化视图。例如，点定位装置10是一个光学鼠标。点定位装置10使用一低摩擦导向器14、低摩擦导向器15和低摩擦导向器16来接触一下表面。该图还显示了一连接电缆12和应变消除器11。或者，点定位装置10可以是一无线鼠标，此时连接电缆12可以省略。
在孔13内显示有一照明器17和一图像阵列18。举例而言，各类必需的或需要的光学元件都包含在照明器17和/或图像阵列18中。再如，照明器17由一发光二极管(LED)、一红外(IR)LED或一激光器构建而成。
图2为光学导航感测系统的简化方框图。图像阵列18使用(例如)一32×32光电探测器阵列构建而成；或者，也可以使用其他大小的阵列。
模拟-数字转换器(ADC)21从图像阵列18接收模拟信号并将信号转换为数字数据。例如，图像阵列18和ADC21之间的接口是一串行接口；另外，图像阵列18和ADC21之间的接口也可以是并行接口。
自动增益控制器(AGC)22评估从ADC21接收到的数字数据，并控制图像阵列18内的快门速度和增益调节。这样做可(例如)避免图像阵列18捕获到的图像发生饱和或曝光不足。
交叉关联器26评估来自ADC21的数字数据，并进行卷积来计算图像的重叠并测定图像之间的峰值漂移，以探测光学鼠标的运动。导航器27使用交叉关联器26得到的结果来测定输出28上的Δx值和输出29上的Δy值。
现有的光学鼠标包含与图像阵列18、ADC21、AGC22、交叉关联器26和导航器27相同或相似的功能。关于如何构建光学鼠标的此种标准功能或类似功能的详细信息，请参阅(例如)：USPN 5,644,139、USPN 5,578,813、USPN 5,786,804和/或USPN 6,281,882 B1。
初始化块24检查点定位装置10是否处于照明点识别模式。例如，通过触发定位装置10中的一开关即可将点定位装置10置于照明点识别模式。再如，点定位装置10的最终使用者不可触及该开关。当点定位装置10不处于照明点识别模式时，来自ADC21的数字数据直接转送到交叉关联器26，且点定位装置10继续在正常模式下跟踪运动。在点定位装置10的正常操作(例如，不处于照明点识别模式)期间，仅存储器23数据所确定的边框内的图像阵列18像素转送到ADC21用来跟踪运动或方位。
当点定位装置10处于照明点识别模式时，来自ADC21的数字数据被截获，并被发送到照明点识别块25中。当点定位装置10处于照明点识别模式时，可使用图像阵列18内的所有像素数据。照明点识别块25使用接收到的数据实施照明点校直。
例如，照明点识别块25找到由图像阵列18探测到的照明强度峰值的位置，然后确定该照明强度峰值的一预定百分比存在的边界。举例而言，该预定百分比为50％。或者，该预定百分比根据组成光电定位装置10的部件和/或希望得到的分辨率而变化。
根据所检测到的照明强度峰值和边界的位置，可确定边框坐标。该坐标被存储在存储器23内。例如，存储的坐标可采用边框对角x，y坐标的形式(例如，边框的左下角和边框的右上角)。或者，存储的坐标也可以采用边框单一x，y坐标(例如，边框的左下角，边框的右上角、或边框的中心等等)和边框的x长度及y长度。或者，坐标可以为界定边框的任一类型坐标。
图3从多方面说明了照明点识别块25所实施的照明点校直。阵列区域41表示图像阵列18的所有像素覆盖的全部区域。照明点识别块25定位照明强度峰值42和该最大照明强度的一预定百分比存在的边界43。根据检测到的照明强度峰值42和边界43，照明点识别块25生成边框44的坐标。边框44仅包含图像阵列18的一个像素子集。
同样，阵列区域51表示图像阵列18的所有像素覆盖的全部区域。照明点识别块25定位照明强度峰值52和该最大照明强度的一预定百分比存在的边界53。根据检测到的照明强度峰值52和边界53，照明点识别块25生成边框54的坐标。边框54仅包含图像阵列18的一个像素子集。
同样，阵列区域61表示图像阵列18的所有像素覆盖的全部区域。照明点识别块25定位照明强度峰值62和该最大照明强度的一预定百分比存在的边界63。根据检测到的照明强度峰值62和边界63，照明点识别块25生成边框64的坐标。边框64仅包含图象阵列18的一个像素子集。
图4是说明制造过程中校直照明点的简单流程图。在块31中，对点定位装置(例如，光学鼠标)运行最后组装。在块32中，该点定位装置被放置在一个专门用来实施照明点校直的反射表面上。使用这种专门的反射表面确保了初始化结果的一致性。
在块33中，点定位装置在照明点识别模式下捕获图像。该图像是通过使用图像阵列范围内所有像素捕获到的。
在块34中，点定位装置评估图像以确定照明点的大小和位置。例如，点定位装置定位照明强度峰值和该最大照明强度的一预定百分比存在的边界。这样就可以计算出照明点的大小和中心位置。在块35中，表示点大小的坐标存储到存储器中以供图像阵列使用。
上述讨论仅揭示和描述了本发明的实例性方法和具体实施例。熟悉此项技术的人员将理解：可以采用其他具体形式实施本发明而不脱离本发明的精神和基本特征。因此，本发明所揭示的内容旨在举例说明而非限定本发明的范围，本发明的范围阐明于下面的权利要求书中。

Claims (20)

1、一种实施照明点校直的方法，其包括：
通过一图像阵列捕获一图像；
评估所述图像以确定一照明点的大小和位置，并
存储识别所述照明点大小和位置的坐标。
2、如权利要求1所述的方法，其中评估所述图像包括：
定位一最大照明强度以及最大照明强度的一预定百分比存在的边界。
3、如权利要求1所述的方法，其中识别所述照明点大小和位置的所述坐标界定所述图像阵列的一分段。
4、如权利要求1所述的方法，其中捕获所述图像由放置在一反射表面上的一光学鼠标来实施。
5、如权利要求1所述的方法，其中所述坐标存储在存储器中供所述图像阵列用来确定用于运动检测的照明点。
6、如权利要求1所述的方法，其中捕获所述图像由一光学鼠标来实施，所述光学鼠标设置为初始化模式。
7、一种点定位装置，其包括：
一图像阵列；
一初始化选择器，其用于为所述图像阵列数据选择一数据路径；及
一照明点识别器，其用于在所述定位装置处于特殊模式时从所述图像阵列接收数据，所述照明点识别器识别所述图像阵列的子集位于一照明点内。
8、如权利要求7所述的点定位装置，其中所述图像阵列包括一光电探测器矩阵。
9、如权利要求7中所述的点定位装置，其另外包括：
一发光器，其发出的光经一表面反射后可被所述图像阵列检测到。
10、如权利要求7所述的点定位装置，其中所述图像阵列的子集是所述图像阵列的一个分段。
11、如权利要求7所述的点定位装置，其另外包括：
一运动检测器，其用于在所述点定位装置不处于特殊模式时从所述图像阵列接收所述数据。
12、如权利要求7所述的点定位装置，其另外包括：
一其内存储有识别所述照明点中所述图像阵列子集坐标的存储器。
13、如权利要求7所述的点定位装置：
其中当所述定位装置处于所述特殊模式时，所述图像阵列为所述图像阵列中的所有像素输出数据；且
其中当所述点定位装置不处于所述特殊模式时，所述图像阵列仅为所述照明点内所述图像阵列子集中的像素输出数据。
14、一种点定位装置，其包括：
阵列构件，其用于产生表示检测到的照明强度的一输出信号阵列；
选择构件，其用于为来自所述阵列构件的数据选择一数据路径；及
识别构件，其用于在所述点定位装置处于所述特殊模式时接收来自所述阵列构件的数据，并用于识别所述输出信号的子集位于所述照明点内。
15、如权利要求14所述的点定位装置，其中所述阵列构件包括一光电探测器矩阵。
16、如权利要求14所述的点定位装置，其另外包括：
发光照明构件，其发出的光经一表面反射后可被所述阵列构件检测到。
17、如权利要求14所述的点定位装置，其中所述输出信号的子集由所述阵列构件的一分段产生。
18、如权利要求14所述的点定位装置，其另外包括一用于在所述点定位装置不处于一特殊模式时从所述阵列构件接收所述数据的探测器构件。
19、如权利要求14所述的点定位装置，其另外包括：
用于存储识别所述输出信号子集坐标的存储器构件。
20、如权利要求14所述的点定位装置：
其中当所述点定位装置处于所述特殊模式时，所述阵列构件为所述阵列构件内的所有像素输出数据；且
其中当所述点定位装置不处于所述特殊模式时，所述阵列构件仅为所述照明点中所述输出信号子集内的像素输出数据。
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