CN2643394Y

CN2643394Y - 可调光照度的光学指针装置

Info

Publication number: CN2643394Y
Application number: CNU032668139U
Authority: CN
Inventors: 林宗熙
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2013-07-04

Abstract

本实用新型是一种可调光照度的光学指针装置，其主要由光源、光学感应模块、微控制器、脉宽调制控制器构成，由光源发射光线至工作表面并产生一反射光，再由光学感应模块接收反射光并产生一参数值，该光学感应模块还包括一缓存器以储存参数值，由微控制器读取并比较相邻前后两次参数值大小，对应产生一回馈控制信号至脉宽调制控制器，据以反向或同向调整光源亮度；藉此，可依不同材质或颜色的工作表面而调整不同的光源亮度，达到指标移动顺畅的目的。同时，由于光源的亮度受到控制，使得无线的光学指针装置不致过度耗电，并可延长无线光学指针装置电池的使用时间。

Description

可调光照度的光学指针装置

技术领域

本实用新型涉及一种可调光照度的光学指针装置，特别是一种以脉宽调制控制方式调制光源强度的光学指针装置。

背景技术

传统滚球式鼠标，藉由滚轮接触滚球表面的滚动动作，以检测坐标位置变化，长期使用后，滚轮与滚球难免会沾附灰尘或油污，甚而造成磨损，严重影响鼠标操作品质，虽可藉由清理而去除附着的污垢，然而，一但滚球或滚轮表面遭受磨损后，鼠标灵敏度也会随的下降，换言之，清除污垢虽可改善操作品质，但仍无法恢复最佳操作品质，因此必须定期汰换。

有鉴于滚球式鼠标的弊端，因此光学鼠标于市面上逐渐受到欢迎，请参阅图1，该传统光学鼠标10具有一壳体11，于壳体11内设有检测用的光源12、光学感应模块13、中央处理器14等构件，该光源12一般采用发光二极管，将光学鼠标10设置于工作表面(桌面或鼠标垫)上使用，光源12发出光线透过壳体11至一工作表面，经由该工作表面反射形成一反射光，再由光学感应模块13接收此反射光以撷取一影像(image)，并与其先前所接收的另一影像加以比较，再根据这两个影像的差异性以产生一对应的移动信号；而后，该移动信号被送入中央处理器14中加以分析，并产生一相对的计算机光标控制信号至计算机20，再由计算机20的屏幕呈现同步光标的移动变化；由于光学鼠标10的感应不与工作表面直接接触，因此不会沾附污垢或磨损，可保持鼠标灵敏度，延长使用寿命。

据上所述可知，光学鼠标10是利用光线反射，以撷取影像的原理制成，由于工作表面材料或颜色不同，因此工作表面的反射率(Refractive index)也有所不同，而其所撷取的影像，更常常会有曝光不足或是曝光过度的现象产生，故为了维持光学鼠标的操作品质(即影像的撷取品质)，必须于持续地随时修正。按，现行的修正方式有两种，一是调整帧速率(frame rate)，一是调整快门模式(shutter mode)，其中，帧速率的定义为：单位时间内影像撷取的次数；而快门模式的定义为：每一帧速率中影像撷取的时间长度。其中，在每一个时钟频率(clock frequency)下，帧速率与快门模式互呈反比的关系。而传统光学鼠标10的适应系统是同时采用调整帧速率与调整快门模式两种方式；其中，快门模式是由光学感应模块13内的一微处理器(图中未示出)所控制，而帧速率则是由光学鼠标10内的中央处理器14所掌控，但亦可视实际需要，将所有可改变的因素集中控制于中央处理器14。由于上述的控制方式，并非本实用新型解决的问题，故在此不加赘述。藉由上述的方式，使得光学感应模块13所撷取的影像，尽可能地不致于有曝光过度，或是曝光不足的现象产生，以维持一定的影像撷取品质。

例如，以玻璃材质而言，大部份光线会透射过玻璃，只有极少数光线会反射回鼠标，所以光学鼠标10无法在玻璃材质工作表面上工作；而对于同一材料具有不同表面颜色的工作表面而言，由于反射率大小的不同，亦会面临上述操作不易的问题。若是工作表面的反射率很大时，将使得反射光过强(譬如类似镜面的工作表面)，因此习知利用固定强度的检测光源，不仅耗费电力降低光学鼠标电池使用时间，更易产生光标移动不顺畅或完全无法作动的情事。虽然光学鼠标10可依靠现行调整帧速率(frame rate)，及调整快门模式(shutter mode)的方式来取得较佳的撷取影像，然而光学指针装置30于操作过程中并非绝对能够维持于一均质材料的工作表面，因此该工作表面的反射率也可能在鼠标的操作过程中随时改变。例如当光学指针装置30意外地滑出操作垫外，抑或工作表面具有些微地材质表面的纹理变化，或是色调的微小改变时，则容易引起光学指针装置30指针移动不顺的状况，故即使利用上述的调整方式，常常不能得到令人满意的影像品质。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种可调光照度的光学指针装置，由微控制器读取并比较相邻前后两次参数值大小，并对应产生一回馈控制信号至脉宽调制控制器，据以反向或同向调整光源亮度，藉此，可依不同材质或颜色的工作表面而自动地调整光源亮度，达到指标移动顺畅的功效。

本实用新型的次要目的是提供一种可调光照度的光学指针装置，使得无线光学指针装置不致过度耗电，并可延长无线光学指针装置电池的使用时间。

本实用新型的另一目的是提供一种可调光照度的光学指针装置，使得光学指针装置除了调整帧速率及调整快门模式外，还可同时调整光照度，可大幅提升光学指针装置亮度控制品质。

本实用新型的上述目的是这样实现的，一种可调光照度的光学指针装置，置放于一工作表面上使用，包括：一光源，发射一光线至一工作表面，并由该工作表面产生一反射光；

一光学感应模块，用以接收该反射光，并产生一参数值；一微控制器，连接光学感应模块，用以读取由该光学感应模块所产生的参数值，并对应产生一反馈控制信号；一脉宽调制控制器，设置于微控制器与光源之间，用以接收由微控制器产生的反馈控制信号，藉此控制该光源的亮度。

下面结合附图以具体实例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是习用光学鼠标的架构示意图；

图2是本实用新型的硬件架构方块图；

图3是本实用新型的控制流程图。

附图标记说明：10-光学鼠标；11-壳体；12-光源；13-光学感应模块；14-中央处理器；20-计算机；30-光学指针装置；31-壳体；32-光源；33-光学感应模块；331-缓存器；34-微控制器；36-连接端口接口；37-按键或/及滚轮；41~47-本实用新型的方法步骤。

具体实施方式

首先，请参阅图2，本实用新型的一种可调光照度的光学指针装置30具有一壳体31，于壳体31内设有一检测用的光源32，该光源32一般采用发光二极管，亦可采用其它可发光装置，如激光器装置；光源32所发出的光线透过壳体31发射至工作表面(图中未示出)，经由工作表面反射形成一反射光；该光源32连接一光学感应模块33，于光学感应模块33内设有一缓存器331；该光学感应模块33可接收由工作表面反射所形成的反射光，以撷取一影像及一可与该影像对应的参数，并将参数储存于缓存器331内；此参数可为一表面品质数值(Surface quality value，SQUAL)，用以表示该工作表面的可被辨视效果(Visible effect)；譬如，经实验后的设定，当该工作表面为完全反光时(譬如类似镜面具高反射率的材质时)，可设定其SQUAL值为255；而当该工作表面为完全不反光时(譬如玻璃或深色具低反射率的材质时)，则可设定其SQUAL值为0。故当使用者操作该指针装置30于一工作表面移动时，该缓存器331内的SQUAL值，会随着工作表面的材质、纹理、或颜色的不同而持续地有所变化。

该光学感应模块33与一微控制器(Micro control Unit，MCU)34连接，该微控制器34亦连接一脉宽调制控制器35，且该脉宽调制控制器35的另一端连接光源32；其中，该脉宽调制控制器35可外接或内建于微控制器34；该微控制器34可读取缓存器331所储存的相邻前后两次参数值，经过一特定的比较运算后，可对应产生一回馈控制信号至脉宽调制控制器(Pulse widthmodulation，PWM)35，以微调该光源32的单位时间内的通电时间长度，藉此调整光源32的亮度强弱。即，当工作表面的反射率高时，脉宽调制控制器35即减少该光源的单位时间内通电时间，调弱光源32的亮度，以避免所撷取的影像曝光过度；反之，当工作表面的反射率低时，脉宽调制控制器35即增加该光源的单位时间内通电时间，调高光源32的亮度，以避免影像有曝光不足的现象产生。

此外，该微控制器34连接一连接端口接口36；若为有线传输时，该连接端口接口36可为通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)或并行端口(PS2)接口，并利用一条连接线，以供连接计算机20；其次，微控制器34可连接按键或/及滚轮37，该按键或/及滚轮37设置于壳体31上，以产生一控制信号至该计算机20。此外，若为无线传输时，该连接端口接口36则为一无线发射模块，以发射一无线信号，并可被一与计算机20相连的无线接收器所接收。

请同时参阅图2及图3，说明本实用新型微调脉宽调制控制器35的信号宽度以调整光源32亮度的流程：

步骤41：首先由微控制器34读取光学感应模块33内的缓存器331的一SQUAL值作为初始值(为一默认值)，先作为初始第一参数值；接着，微控制器34以正方向调整光源32的亮度。

步骤42：由于微控制器34在指针装置30的使用过程中，不论是静止或是移动状态下，均持续地读取光学感应模块33内的缓存器331的SQUAL的数值，因此微控制器34所读取的下一SQUAL值，即令其作为第二参数值。

步骤43：随及由微控制器34比较第一参数值与第二参数值大小。

步骤44：保留第一参数值。

步骤45：当第二参数值小于第一参数值时，表示该工作表面的反射率变低，因此该微控制器34对应产生一回馈控制信号至脉宽调制控制器35，以反方向调整光源32的亮度。此处由于步骤41第一次的调整为正方向调亮，则本次调整便由负方向调暗；反之，在持续的调整过程的中，若前一次的调整为负方向时，则本步骤必须作正方向的调整。

步骤46：当第二参数大于第一参数时，表示该工作表面的反射率增高，故将第二参数值取代第一参数值。

步骤47：由于步骤45所读取的第二参数值为一较佳值，因此该微控制器34对应产生一回馈控制信号至脉宽调制控制器35，以同方向调整光源32的亮度。此处由于步骤41第一次的调整为正方向调亮，则本次调以正方向调亮；反之，在持续的调整过程中，若前一次的调整为负方向调暗时，则本步骤亦必须向负方向调整。

步骤45或是步骤47结束的后，皆重复到步骤42，以便微控制器34能再一次重新读取一新的第二参数(即下一个参数值)进行比对。

值得注意的是，本实用新型中的光学指针装置30，不仅可随工作表面材质或色调不同而改变光源32的亮度，更可同时搭配传统的调整帧速率与调整快门模式，并以一算法(Algorism)在三者间作选择性的适当调整。

必须说明的是，传统光学指针装置的光源具有在待命状态时会稍暗，而在工作状态时则恢复原来亮度的现象；然此传统技术，主要是为了省电，或称为睡眠模式(sleeping mode)；也就是说，传统技术的光学指针装置在正常工作状态下，无论工作表面的性质或是颜色为何，其光源的发光亮度始终保持固定，故与本实用新型可变的光源强度的技术有所不同。

综上所述，本实用新型以脉宽调制控制方式调制光源强度，光学指针装置可依不同材质或颜色的工作表面而调整电流高低，达到指标移动顺畅的目的，使光学指针装置不致过度耗电，并可延长无线光学指针装置电池使用时间，另可配合调整帧速率与调整快门模式，并以一算法在三者间作适当调整适应，可大幅提升光学指针装置亮度控制品质。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此限制本实用新型的范围。因此凡依本实用新型权利要求所做的均等变化及修饰，将不失本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围，故都应视为本实用新型的进一步实施。

Claims

1、一种可调光照度的光学指针装置，置放于一工作表面上使用，其特征在于包括：

一光源，发射一光线至一工作表面，并由该工作表面产生一反射光；

一光学感应模块，用以接收该反射光，并产生一参数值；一微控制器，连接光学感应模块，用以读取由该光学感应模块所产生的参数值，并对应产生一反馈控制信号；

一脉宽调制控制器，设置于微控制器与光源之间，用以接收由微控制器产生的反馈控制信号，藉此控制该光源的亮度。

2、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该光学感应模块还包括一缓存器，该缓存器储存由光学感应模块所产生的参数值。

3、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该光学感应模块所产生的参数值为一表面可见特性参数值。

4、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该光源为发光二极管或激光器。

5、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该微控制器连接一通用串行总线或并行端口接口，以供连接计算机。

6、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该脉宽调制控制器内置于微控制器中。

7、如权利要求1所述的可调光照度的光学指针装置，其特征在于，该光学指针装置为一有线或无线光学鼠标。