JP2016526725A - Ray tracing method and apparatus - Google Patents

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Abstract

光線追跡方法及びその方法を行う装置であって、光学ポインターに用いられ、移動方向の判断の根拠として、光センサーがそれぞれの反射光経路に発生された光の強め合う干渉パターンと弱め合う干渉パターンを取得する。コヒーレント光源を利用し、干渉効果を高めることができる。当該方法は、センシング・チップ(32)の各誘導ユニット(301)が表面から反射された反射光(203)を受光し、各誘導ユニット(301)が時間間隔の前後に受光した光線により各誘導ユニット(301)が受けたエネルギーを計算し、この時間間隔の前後の全ての又は一部の誘導ユニット(301)のエネルギー状態を計算する。この方法は、誘導チップ(32)の誘導・ピクセルの、当該時間間隔の前後のエネルギー状態が収集時間前後の統計的な平均値に対する変化により、移動ベクトルを判断することができる。本発明は、あらゆる様態の平面上での追跡機能を備え、全ての高反射又は極めて低い反射率の平面に適応することができる。A ray tracing method and an apparatus for performing the method, which are used for an optical pointer, and as a basis for determining a moving direction, an optical sensor causes an interference pattern in which light generated in each reflected light path is strengthened and weakened. To get. By using a coherent light source, the interference effect can be enhanced. In this method, each guidance unit (301) of the sensing chip (32) receives reflected light (203) reflected from the surface, and each guidance unit (301) receives each guidance by the light received before and after the time interval. The energy received by the unit (301) is calculated, and the energy states of all or some of the induction units (301) before and after this time interval are calculated. In this method, the movement vector can be determined by the change in the energy state of the guidance / pixel of the guidance chip (32) before and after the time interval with respect to the statistical average value before and after the collection time. The present invention has a tracking function on any aspect of the plane, and can be applied to all high reflection or very low reflectivity planes.

Description

本発明は光ポインティング装置に係わり、特に移動軌跡判断根拠としてコヒーレント光干渉パターン及び特殊バイナリ収集イメージングを用いる光線追跡方法及び装置に係わる。   The present invention relates to an optical pointing device, and more particularly, to a ray tracing method and device using a coherent light interference pattern and special binary acquisition imaging as a basis for determining a movement locus.

図1は従来の光学式マウス10の内部回路を示す模式図である。光学式マウス10は表面11の上を移動し、マウスハウジング12の内部回路の主要な部品として、若干の光学部品の他に、回路部分に回路基板14が設けられ、回路基板14に発射光とセンシング光を制御及び計算するコントローラー18、及び光源16とセンサー19が設けられている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal circuit of a conventional optical mouse 10. The optical mouse 10 moves on the surface 11, and as a main part of the internal circuit of the mouse housing 12, in addition to some optical components, a circuit board 14 is provided in the circuit portion. A controller 18 for controlling and calculating sensing light, a light source 16 and a sensor 19 are provided.

この光学式マウス10のハウジング12に外部表面11に向いた一つのアパーチャー(aperture)17を有し、この回路基板14がこのアパーチャー17の近傍に設けられ、回路基板14に例えレーザー又は発光ダイオード(LED)の光源16が設けられている。図面の点線のように示され、この光学式マウス10は動作する時、光源16が連続的に発射光を発生させ、特定の角度で表面11に入射し、センサー19により反射光の信号を取得し、又は反射光の強度のイメージ分布を取得し(センサー19は例えばCMOS又はCCDイメージセンサーでいい)、そしてコントローラー18は光学式マウス10の移動方向を分析することができる。   The housing 12 of the optical mouse 10 has one aperture 17 facing the outer surface 11, and the circuit board 14 is provided in the vicinity of the aperture 17. LED) light source 16 is provided. Shown as a dotted line in the drawing, when the optical mouse 10 is operated, the light source 16 continuously emits light, enters the surface 11 at a specific angle, and the sensor 19 obtains a signal of reflected light. Alternatively, an image distribution of reflected light intensity is obtained (sensor 19 may be a CMOS or CCD image sensor, for example), and controller 18 can analyze the direction of movement of optical mouse 10.

上記のよく知られた光学式マウス10の軌跡判断の技術には、表面11により取得される反射光の信号に強く依存するので、普通光学式マウス10の機能は表面11の形によって異なるパフォーマンスになる。   The well-known technique for determining the trajectory of the optical mouse 10 strongly depends on the reflected light signal acquired by the surface 11, so that the function of the normal optical mouse 10 has different performance depending on the shape of the surface 11. Become.

例えば、表面11が透明な又は光を反射しにくい材料であると、この光学式マウス10はスムーズに動作できない。例え皺を有する布のように、表面11が起伏する非平面構造であると、この光学式マウス10はスムーズに操作できない。   For example, if the surface 11 is a transparent material or a material that hardly reflects light, the optical mouse 10 cannot operate smoothly. The optical mouse 10 cannot be operated smoothly if the surface 11 has a non-planar structure in which the surface 11 undulates, such as a cloth having wrinkles.

従来では、前記の光センサーを用いる追跡装置に異なる平面でもある程度の追跡機能をキープさせようとすると、光線移動動作を取得する方式は付加の外部ポジションニング・センシング又は複雑な演算を多く使われる。しかし、これらのポジションニング・センシング又は演算は、感度の制限と、高いエネルギー消費と、複雑なアルゴリズム等の理由で、有限的な平面様態にしか適応しない。これらの普通の方式はすべての高反射の又は極めて低い反射率の平面に適応することができないし、光線追跡の目的達成することさえできない。   Conventionally, when the tracking device using the optical sensor tries to keep a tracking function to some extent even in different planes, a method of acquiring a light beam movement operation often uses additional external positioning sensing or complicated calculation. However, these positioning sensing or computations only apply to finite planar aspects due to sensitivity limitations, high energy consumption, and complex algorithms. These common schemes cannot adapt to all highly reflective or very low reflectivity planes and cannot even achieve the purpose of ray tracing.

本発明は、従来の光線追跡装置が異なる平面で追跡機能をキープできなく、そしてすべての高反射の又は極めて低い反射率の平面に適応することができない課題を解決できる光線追跡方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a ray tracing method and apparatus capable of solving the problems that conventional ray tracing devices cannot keep the tracking function in different planes and cannot be applied to all high reflection or extremely low reflectance planes. The purpose is to do.

本発明は光線追跡方法であり、
誘導チップは表面から反射された反射光を受光し、当該誘導チップが幾何学的対称に配列された複数の誘導ユニットを備え、
各誘導ユニットは時間間隔の前後に受光した光線により、各誘導ユニットが受けたエネルギーを計算し、
当該時間間隔の前後に、全ての又は一部の誘導ユニットのエネルギー状態を計算し、及び
当該誘導チップ中の誘導ユニットの、当該時間間隔の前後のエネルギー状態が収集時刻前後の統計的な平均値に対する変化により、移動ベクトルを判断する。
The present invention is a ray tracing method,
The induction chip receives reflected light reflected from the surface, and includes a plurality of induction units in which the induction chip is arranged geometrically symmetrically.
Each guidance unit calculates the energy received by each guidance unit by the light received before and after the time interval,
Calculate the energy state of all or some induction units before and after the time interval, and the energy state of the induction unit in the induction chip before and after the time interval is a statistical average before and after the collection time. The movement vector is determined based on the change to.

具体的に、当該反射光は空間的コヒーレンスが良い光線である。   Specifically, the reflected light is a light beam having good spatial coherence.

具体的に、当該反射光は光源装置が放射した光線が当該表面に入射して得た。   Specifically, the reflected light was obtained when a light beam emitted from the light source device was incident on the surface.

具体的に、当該光源装置は光ポインティング装置に設けられたレーザー光装置である。   Specifically, the light source device is a laser light device provided in an optical pointing device.

具体的に、当該誘導チップはアレー状に配列された当該複数の誘導ユニットのセンサーアレーであり、当該光ポインティング装置内に設け、前記反射光を受光する。   Specifically, the induction chip is a sensor array of the plurality of induction units arranged in an array, and is provided in the optical pointing device to receive the reflected light.

具体的に、当該光線追跡方法のステップを繰り返し、複数の時間間隔の移動ベクトルを計算することにより、移動軌跡を判断する。   Specifically, the movement trajectory is determined by repeating the steps of the ray tracing method and calculating movement vectors at a plurality of time intervals.

具体的に、第1の時刻と第2の時刻から当該時間間隔になり、当該誘導ユニットが当該第1の時刻又は当該第2の時刻のエネルギー状態の計算ステップは:
当該全ての又は一部の誘導ユニットが受けたエネルギーの平均値を計算するステップと、
各誘導ユニットが受けたエネルギーと当該平均値との差を計算し、当該差は各誘導ユニットが当該第1の時刻又は当該第2の時刻のエネルギー状態を計算するステップを備える。
Specifically, the time interval from the first time and the second time is the time interval, and the guidance unit calculates the energy state at the first time or the second time:
Calculating an average value of energy received by all or some of the induction units;
A difference between the energy received by each induction unit and the average value is calculated, and the difference includes a step for each induction unit to calculate an energy state at the first time or the second time.

具体的に、当該誘導ユニットが当該時間間隔の前後のエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化を計算するステップは:
各誘導ユニットの当該第1の時刻のエネルギー状態を判断するステップと、
各誘導ユニットの当該第2の時刻のエネルギー状態を判断するステップと、
当該誘導ユニットの当該第1の時刻から当該第2の時刻までのエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化を取得し、当該移動ベクトルを判断する。
Specifically, the steps for the guidance unit to calculate the change in the energy state before and after the time interval with respect to the statistical average value before and after the collection time are:
Determining the energy state of each induction unit at the first time;
Determining the energy state of each guidance unit at the second time;
The energy state from the first time to the second time of the guidance unit acquires a change with respect to a statistical average value before and after the collection time, and determines the movement vector.

本発明は、前記の請求項の光線追跡方法を利用する光線追跡装置であり、
当該表面に入射する光線を発生させるための光源装置と、
アレー状に配列された当該複数の誘導ユニットを有するセンサーアレーと、
コントローラー、当該光源装置と当該センサーアレーをカップルし、当該複数の誘導ユニットが受けた光信号を取得し、エネルギー状態を計算し、及び当該誘導ユニットの当該時間間隔の前後エネルギー状態に対する収集時刻前後の統計的平均値的変化を計算する、
当該センサーアレー及び当該コントローラーが半導体回路に集積し,当該光源装置と当該集積されたセンサーアレーと当該コントローラーが当該光線追跡装置内の回路基板に封止されることを特徴とする光線追跡装置。
The present invention is a ray tracing device using the ray tracing method of the above-mentioned claim,
A light source device for generating light incident on the surface;
A sensor array having the plurality of guidance units arranged in an array;
Couple the controller, the light source device and the sensor array, acquire the optical signals received by the plurality of guidance units, calculate the energy state, and before and after the collection time for the energy state before and after the time interval of the guidance unit Calculate the statistical mean change,
A ray tracing device, wherein the sensor array and the controller are integrated in a semiconductor circuit, and the light source device, the integrated sensor array, and the controller are sealed on a circuit board in the ray tracing device.

具体的に、当該光線追跡装置はレーザー光を光源とした光学ポインティング装置である。   Specifically, the ray tracing device is an optical pointing device using laser light as a light source.

本発明は、反射干渉により光線追跡を行う方法及び光線追跡装置であり、追跡識別の根拠として、表面で反射される光と元の発射光との建設的に干渉と相殺的に干渉するパターンを使用し、あらゆる様態の平面上での追跡機能を備え、全ての高反射又は極めて低い反射率の平面に適応することができる。   The present invention is a method and a ray tracing apparatus for performing ray tracing by reflection interference. As a basis for tracking identification, a pattern that interferes constructively and destructively between the light reflected by the surface and the original emitted light is used. It can be used, with a tracking function on any aspect of the plane, and can be applied to all high reflection or very low reflectivity planes.

図1は従来の光学式マウスの内部回路の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an internal circuit of a conventional optical mouse. 図2は本発明の入射平面と反射光の反射光経路の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an incident plane and a reflected light path of reflected light according to the present invention. 図3は本発明の光線追跡装置の集積回路内に封止されたセンサーアレーの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a sensor array sealed in an integrated circuit of the ray tracing device of the present invention. 図4に示すフローは本発明の光線追跡方法の実施例のステップである。The flow shown in FIG. 4 is a step of the embodiment of the ray tracing method of the present invention. 図5は本発明の追跡装置に使われるセンサーアレーの実施例の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment of a sensor array used in the tracking device of the present invention. 図6は本発明が開示した装置の誘導ユニットが光線追跡方法を行う模式図の一つである。FIG. 6 is one of the schematic diagrams in which the guiding unit of the apparatus disclosed in the present invention performs the ray tracing method. 図7は本発明が開示した装置の各誘導ユニットが光線追跡方法を行う模式図のもう一つである。FIG. 7 is another schematic diagram in which each guiding unit of the apparatus disclosed in the present invention performs a ray tracing method. 図8に示すフローは追跡方法がエネルギー変化の方向により移動ベクトルを判断するステップを示している。The flow shown in FIG. 8 shows steps in which the tracking method determines a movement vector according to the direction of energy change.

移動位置の判断にはコヒーレント光(non−coherent light)を用いる技術は、例えばマウス移動軌跡を判断するため、普通複雑な資料演算プログラムが要る。このような技術は幾つかの平面(例えば、光反射率が極めて低い平面を避ける)に限られていなければよい効果を出せない。そのため、本発明は光線追跡方法及び装置を開示する。一つの実施例は光源としてコヒーレント光(coherent light)即ち空間コヒーレンス(spatial coherence)のよい光線を使用し、これにより移動方向を検出し、感度コンペンセーション(sensitivity compensation)の方式も組み合わせ、光線追跡アルゴリズム(movement recognition algorithm)を利用する。この技術を使用する装置はあらゆる様態の平面に適応する。   The technique using non-coherent light for determining the movement position usually requires a complicated data calculation program in order to determine the mouse movement locus, for example. Such a technique cannot be effective unless it is limited to several planes (for example, avoiding planes with very low light reflectivity). Therefore, the present invention discloses a ray tracing method and apparatus. One embodiment uses a coherent light as a light source, that is, a beam having good spatial coherence, thereby detecting a moving direction, and also combining a sensitivity compensation method, and a ray tracing algorithm. (Movement recognition algorithm) is used. Devices that use this technology are adaptable to all types of planes.

本発明が提案した光線追跡装置は、コヒーレント光源統合型パッケージング技術(coherent light source package integration)が採用される。このような技術を採用する装置、例えば光学ポインティング装置は、余分の光学レンズ又は特定なイメージセンサー、例えば相補型金属酸化膜半導体イメージセンサー(CMOS image sensor,CIS)を、実装する必要がない。   The ray tracing apparatus proposed by the present invention employs a coherent light source integrated packaging technology (coherent light source package integration). A device employing such a technique, for example, an optical pointing device, does not need to mount an extra optical lens or a specific image sensor, for example, a complementary metal oxide semiconductor image sensor (CMOS image sensor, CIS).

先ず、図2に示す特定な光源装置(図示せず)が入射光201を発生させ、平面に入射してから反射され複数の反射光203を形成する模式図を参照する。光源は特に例えばレーザー光のコヒーレント光(coherent light)を採用する。ここで述べた「コヒーレント光」は、空間コヒーレンスの良好な光線であること。   First, referring to a schematic diagram in which a specific light source device (not shown) shown in FIG. 2 generates incident light 201 and is incident on a plane and then reflected to form a plurality of reflected lights 203. As the light source, for example, coherent light of laser light is employed. The “coherent light” mentioned here is a light beam with good spatial coherence.

図2に示す複数の光経路は、入射光201が一つの表面構造205を持つ平面に入射してから反射され反射光203を形成するのを含んでいる。表面構造205がミクロに不規則な構造であるため、反射光203は図2のように異なる方向を持つ光線になる。   The plurality of light paths shown in FIG. 2 include incident light 201 that is reflected after being incident on a plane having one surface structure 205 to form reflected light 203. Since the surface structure 205 is a micro irregular structure, the reflected light 203 is a light beam having different directions as shown in FIG.

光源装置は入射光201を連続的に発生させ平面に入射し、反射され反射光203を形成する。その中、反射光203はセンサー(図2に図示せず)により受けられ、それぞれの光経路に建設的干渉と相殺的干渉のパターン(pattern)を生じている。ここで、特にコヒーレント光源の入射光201の使用は、この干渉効果(interference effect)を強めることができる。   The light source device continuously generates incident light 201, enters the plane, and is reflected to form reflected light 203. Among them, the reflected light 203 is received by a sensor (not shown in FIG. 2), and a pattern of constructive interference and destructive interference (pattern) is generated in each optical path. Here, in particular, the use of the incident light 201 of the coherent light source can enhance this interference effect.

この追跡方法を行う関連回路を載せた装置がセンシング平面(X−Y平面)に対して移動する時、光センサーは反射光203の情報を受け、時間間隔(time slot)に従いその中の情報をサンプリング(sampling)し、そして反射光203の平均エネルギー値を取得し、反射光203の異なる時刻で、異なる位置でのエネルギー差を計算する。特に、本発明が開示した光線追跡装置は、好ましくセンサーアレー(sensor array)を採用し、反射光203の異なる位置のエネルギー及び、平均エネルギー値との差を取得し、移動軌跡を判断することができる。反射光203の平均値の計算は、全ての誘導ユニット(sensor cell)が取得したエネルギー平均値を使用し、又は一部の誘導ユニットが取得したエネルギー平均値を(例えば行(図5のX方向)平均値又は列(図5のY方向)平均値を平均値とする計算参照)使用してもいい。周辺又は中央部分のエネルギー平均値を参照平均値にすることも可能である。   When a device equipped with a related circuit for performing this tracking method moves with respect to the sensing plane (XY plane), the optical sensor receives the information of the reflected light 203 and changes the information in the information according to the time slot. Sampling is performed, and an average energy value of the reflected light 203 is obtained, and energy differences at different positions at different times of the reflected light 203 are calculated. In particular, the ray tracing device disclosed by the present invention preferably employs a sensor array, obtains the difference between the energy at different positions of the reflected light 203 and the average energy value, and determines the movement trajectory. it can. The average value of the reflected light 203 is calculated by using the energy average value acquired by all the guidance cells (sensor cells) or by using the energy average value acquired by some guidance units (for example, the row (X direction in FIG. 5). ) Average value or column (see Y direction in FIG. 5) average value may be used). It is also possible to use the energy average value in the peripheral or central portion as the reference average value.

上記のセンサーアレーを採用する実施例の一つにより、コヒーレント光を光源とすると、反射光線の干渉効果を強めることができる。コヒーレント光は、波の包絡線(wave envelope)の中に極めて小さい位相遅延(phase delay)を有する光源であり、その中レーザー光は一種のコヒーレント光であり、太陽光又はLED光等の非コヒーレント光と違っている。   When coherent light is used as a light source according to one of the embodiments employing the above sensor array, the interference effect of reflected light can be enhanced. Coherent light is a light source having an extremely small phase delay in a wave envelope, and among them, laser light is a kind of coherent light, and is non-coherent such as sunlight or LED light. It is different from light.

コヒーレント光を本発明が開示した追跡装置に適用し、コヒーレント光は反射光の干渉をセンシングする光学センサーの感度を改善できる。コヒーレント光は極めて小さい位相差(phase difference)を有する特性から、非コヒーレント光の反射光に生じる空間干渉(spatial interference)に対し、コヒーレント光では比較的に小さい位相遅延(phase delay)を持つ。そのため、コヒーレント光を採用することで、反射光の空間干渉の長所を強めることができ、前記のセンサーアレー(光線に対し)一つの平面に光が反射される空間干渉の差異を取得できる。   By applying coherent light to the tracking device disclosed in the present invention, the coherent light can improve the sensitivity of an optical sensor that senses interference of reflected light. The coherent light has a very small phase difference, so that the coherent light has a relatively small phase delay with respect to the spatial interference generated in the reflected light of the non-coherent light. Therefore, by adopting coherent light, the advantage of spatial interference of reflected light can be enhanced, and the difference in spatial interference in which light is reflected on one plane of the sensor array (with respect to the light beam) can be acquired.

センサーアレーは、図3に示す本発明の光線追跡装置の集積回路(IC)に封入されたセンサーアレーの模式図を参照できる。   For the sensor array, reference can be made to the schematic diagram of the sensor array enclosed in the integrated circuit (IC) of the ray tracing apparatus of the present invention shown in FIG.

図3にはある装置(例えば光学式マウス又は特定のポインティング装置)内に設けられた回路基板30上の一つのセンサーアレー32を示している。センサーアレー32はアレー状に配列された複数の誘導ユニット301を有し、この統合型パッケージング技術(integrated optical sensor array on IC)により、センサーアレー32上の各誘導ユニット301が固定の位置で平面に反射された光線を均一に取得できる。図3には、光源装置34が一つの平面に光線を発射し照射範囲303に当たって、光線が平面に反射されセンサーアレー32に入射する。中には、各誘導ユニット301はそれぞれ異なる方向の反射光を受光し、適当な光電信号変換により、装置内のセンサーアレー32と一緒に半導体回路に集積されたコントローラー36と係わる回路が信号を取得した後、各誘導ユニット301が受けたエネルギーを足した平均値を計算できる。そして各誘導ユニット301と平均値との差を計算し、平面に反射され形成した空間干渉のエネルギー差(spatial interference difference)を計算する。コントローラー36は時間間隔(time slot)毎の前後に累積して計算したエネルギー差により、移動方向を判断する。   FIG. 3 shows one sensor array 32 on a circuit board 30 provided in a device (for example, an optical mouse or a specific pointing device). The sensor array 32 has a plurality of induction units 301 arranged in an array. By this integrated packaging technology (integrated optical sensor array on IC), each induction unit 301 on the sensor array 32 is flat at a fixed position. It is possible to uniformly obtain the light beam reflected on the surface. In FIG. 3, the light source device 34 emits a light beam on one plane and hits the irradiation range 303, and the light beam is reflected by the plane and enters the sensor array 32. Among them, each induction unit 301 receives reflected light in a different direction, and by appropriate photoelectric signal conversion, a circuit related to the controller 36 integrated in the semiconductor circuit together with the sensor array 32 in the apparatus acquires the signal. After that, an average value obtained by adding the energy received by each induction unit 301 can be calculated. Then, a difference between each guidance unit 301 and the average value is calculated, and an energy difference (spatial interference difference) of the spatial interference reflected and formed on the plane is calculated. The controller 36 determines the moving direction based on the energy difference accumulated and calculated before and after every time slot.

上記の実施例が開示した光線追跡装置では、空間干渉とは、光線(特にコヒーレント光であるが、本発明ではコヒーレント光に限定されない)が不規則な表面構造を有する表面に入射してから、反射され異なる方向の反射光を生じることで生じる光線の干渉(interference)である。このような光線は反射された後、建設的又は相殺的に干渉するパターンを形成し、その後、センサーアレーにより相対的運動(装置と平面との相対的運動)による平面反射の空間情報を取得し、X−Y平面上の移動資料を作り出す。   In the ray tracing device disclosed in the above embodiment, the spatial interference means that a light ray (particularly coherent light, but not limited to coherent light in the present invention) is incident on a surface having an irregular surface structure, Interference of light rays caused by reflection and generation of reflected light in different directions. After such a ray is reflected, it forms a pattern that interferes constructively or destructively, and then obtains spatial information of plane reflection due to relative movement (relative movement between the device and the plane) by the sensor array. , Create moving material on the XY plane.

図3に示すように、特に一実施例において、本発明が開示した光線追跡装置はレーザー光を光源とする光学ポインティング装置、例えば光学式マウスである。中には、主な回路部品として、表面に入射する光線を発生させるための回路基板30上に設けた光源装置34と、アレー状に配列された複数の誘導ユニット301を持つセンサーアレー32と、前記のコントローラー36とを有する。当該コントローラー36は光源装置34とセンサーアレー32とをカップリングし、複数の誘導ユニット301内の複数の誘導・ピクセルが受けた光信号を取得し、エネルギー状態を計算し、そして時間間隔のエネルギー状態が収集時刻前後に対する統計的な平均値の変化を計算する。   As shown in FIG. 3, particularly in one embodiment, the ray tracing device disclosed by the present invention is an optical pointing device using a laser beam as a light source, for example, an optical mouse. Among them, as main circuit components, a light source device 34 provided on a circuit board 30 for generating light incident on the surface, a sensor array 32 having a plurality of induction units 301 arranged in an array, And the controller 36 described above. The controller 36 couples the light source device 34 and the sensor array 32, obtains the optical signals received by the plurality of guides / pixels in the plurality of guide units 301, calculates the energy state, and the energy state of the time interval Calculates the change in the statistical average value before and after the collection time.

図4に示すフローは、本発明の光線追跡方法の実施例のステップである。   The flow shown in FIG. 4 is a step of the embodiment of the ray tracing method of the present invention.

この実施例フローにおいて、ステップの最初はS401のように、光線追跡装置内に設けられた光源装置が光線を発射し、一つの表面に入射してから、ステップS403のように、装置内のセンサーが反射光を受光する。   In the flow of this embodiment, at the beginning of the step, as in step S401, the light source device provided in the ray tracing device emits a light beam and is incident on one surface, and then in step S403, the sensor in the device. Receives the reflected light.

実施例により、光源は好ましく例えばコヒーレント光である。その主な目的はコヒーレント光の比較的に小さい位相遅延の特性を利用し、反射光干渉により移動方向を検出する感度を向上することにある。中には、光源装置は光ポインティング装置内に設けたレーザー光装置でよいし、センサーは好ましく図3に示すようなセンサーアレーを利用する。   According to an embodiment, the light source is preferably, for example, coherent light. Its main purpose is to improve the sensitivity of detecting the moving direction by reflected light interference using the relatively small phase delay characteristic of coherent light. Among them, the light source device may be a laser beam device provided in the optical pointing device, and the sensor preferably uses a sensor array as shown in FIG.

その後、本発明が開示した光線追跡方法は、主に前記の時間間隔の前後の全て又は一部の誘導ユニットのエネルギー状態を計算することにより、そして誘導ユニットの時間間隔の前後のエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化により、移動ベクトルを判断する。その実施方式の一つは下記のように詳しく述べる。   Thereafter, the ray tracing method disclosed by the present invention mainly calculates the energy states of all or part of the guidance unit before and after the time interval, and collects the energy states before and after the time interval of the guidance unit. The movement vector is determined by the change with respect to the statistical average value before and after the time. One implementation is described in detail as follows.

センサーにより反射光を受光した後、ステップS405のように、装置内の控制回路は一つの時間間隔(time slot)前後の各誘導ユニットが受けたエネルギーを計算し、そしてステップS407のように、全て又は一部(図6の例のように、全ての誘導ユニット/誘導・ピクセル(sensor pixel)がエネルギーの計算に十分な光線を受光することではないかもしれない)の誘導ユニットが当該時間間隔の前後に取得したエネルギー平均値を計算する(同じ時間に少なくとも2つの値を処理する)。前後の異なる時刻に各誘導ユニットのエネルギーと全て又は一部(例えば行平均値、列平均値、周囲平均値、中央平均値を参照平均値とする)のエネルギー平均値を計算した後、各誘導ユニットが受けるエネルギーと平均値との差を計算することができる(一実施例において、ここの差は各誘導ユニットのエネルギー状態を示す)、ステップS409のように、中では、当該時間間隔の前後の少なくとも2つの差をそれぞれ処理する。時間間隔の前後の二組の数値の間に一つの差異はあってもよく、つまり前後時刻のエネルギー変化である。その後、ステップS411のように、誘導チップ内の複数の(少なくとも2つ)誘導ユニットが計算したエネルギー変化により、この追跡技術を一体に用いる装置の移動ベクトルを判断する。   After receiving the reflected light by the sensor, as in step S405, the control circuit in the apparatus calculates the energy received by each inductive unit before and after one time slot, and all in step S407. Or some guidance units (as in the example of FIG. 6, all guidance units / sensor pixels may not receive enough light for energy calculation) Calculate the average energy value obtained before and after (process at least two values at the same time). After calculating the energy of each induction unit and the energy average of all or part of each induction unit at different times before and after (for example, the row average value, column average value, ambient average value, and median average value as the reference average value), each induction The difference between the energy received by the unit and the average value can be calculated (in one embodiment, the difference here indicates the energy state of each inductive unit), as in step S409, within, before and after the time interval. Each of at least two differences is processed. There may be a difference between the two sets of numbers before and after the time interval, that is, the energy change before and after the time interval. After that, as in step S411, the movement vector of the apparatus that integrally uses this tracking technique is determined based on the energy change calculated by a plurality (at least two) of the guidance units in the guidance chip.

上記の光線追跡方法のステップを繰り返すことで、複数の時間間隔の移動ベクトルが計算される。これより、一定時間内の移動軌跡を判断する。中では、各誘導ユニット中のセンシングしたエネルギー変化により、装置と表面との相対的移動を判断する方式は、図6、図7に記載されている例を参照してよいし、ステップは図8に示すフローを参照してよい。   By repeating the steps of the ray tracing method described above, motion vectors for a plurality of time intervals are calculated. From this, the movement trajectory within a predetermined time is determined. Among them, the method of determining the relative movement between the apparatus and the surface based on the sensed energy change in each induction unit may refer to the examples described in FIGS. You may refer to the flow shown in.

図5は光線追跡装置に用いられるセンサーアレーが動作しエネルギー分布を計算する実施例の模式図である。本発明の実施例により、その追跡の演算方式はこの図5に示す回路構造及びセンサーアレーに依頼する。   FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment in which the sensor array used in the ray tracing device operates to calculate the energy distribution. According to the embodiment of the present invention, the tracking calculation method is requested to the circuit structure and sensor array shown in FIG.

図5にセンサーアレーのレーアウトを示している。複数の誘導ユニットがX−Y平面に分布し、N×Mのセンサーアレーを形成する。アレー状に配列された複数の誘導ユニット501、502、503、504、505が、それぞれX、Y方向に設置されるが、実際の数はこの模式図に限定されない。これらの誘導ユニット501、502、503、504、505が敷設された回路基板上の主な部品は、複数のコンパレーター521、522、523、524、525もある。各コンパレーターそれぞれ対応する2つの誘導ユニットに接続し、その入力値は各誘導ユニットが生じたエネルギーの平均電圧信号Vavgであり、誘導ユニットが光線をセンシングして得た電圧信号を比較することに用いられ、比較して高い又は低い電圧の信号値が得られる。最後に、追跡方法は隣接する2つのセンサー値を取得し結果を比べ、移動方向を判断する。   FIG. 5 shows the layout of the sensor array. A plurality of guidance units are distributed in the XY plane to form an N × M sensor array. A plurality of guide units 501, 502, 503, 504, and 505 arranged in an array are installed in the X and Y directions, respectively, but the actual number is not limited to this schematic diagram. Main components on the circuit board on which these induction units 501, 502, 503, 504, and 505 are laid are also a plurality of comparators 521, 522, 523, 524, and 525. Each comparator is connected to two corresponding induction units, and the input value is an average voltage signal Vavg of energy generated by each induction unit, and the induction unit compares the voltage signals obtained by sensing the light beam. Used to obtain a higher or lower voltage signal value. Finally, the tracking method acquires two adjacent sensor values, compares the results, and determines the moving direction.

例えば、図5のコンパレーター521は誘導ユニット501とカップリングし、一つの入力信号即ち誘導ユニット501がセンシングして得たエネルギー信号は、電圧信号で表すことができる。もう一つの入力端は、平均電圧信号Vavgであり、コンパレーター521がこの2つの入力信号を比較し、一つの比較結果、例えば図6に示すH又はLで表す高い又は低い電圧信号を出力する。   For example, the comparator 521 of FIG. 5 is coupled to the induction unit 501, and an energy signal obtained by sensing one input signal, that is, the induction unit 501, can be expressed as a voltage signal. Another input terminal is an average voltage signal Vavg, and the comparator 521 compares the two input signals and outputs one comparison result, for example, a high or low voltage signal represented by H or L shown in FIG. .

本発明に記載された光線追跡方法によると、追跡の方式は、光線(好ましくコヒーレント光)が平面に反射されて形成した建設的と相殺的に干渉するパターンに表示されるエネルギー分布(energy pattern)を利用し、異なる時刻のエネルギー分布の変化により、移動ベクトルを判断することを特徴とする。実施方式では、例えば非相関視点を用い移動判断(non−relative view points to do movement judgment)を行う方式では、つまり周りの誘導ユニットのエネルギー情報を引き入れ、平均誘導エネルギーと比較し、移動方向を判断する。ちなみに、一般的に映像像素(pixel)情報を利用し移動ベクトルを判断する方式と違い、本発明は時間の採用とエネルギー変化の計算と(バイナリの示度、及び統計的平均値の比較した結果、HとL)により移動軌跡を判断する。   According to the ray tracing method described in the present invention, the method of tracking is an energy distribution displayed in a pattern that interferes destructively with a beam (preferably coherent light) reflected by a plane. The movement vector is determined based on the change in the energy distribution at different times. In the implementation method, for example, a non-relative view points to do movement judgment is performed using a non-correlated viewpoint, that is, energy information of surrounding guidance units is drawn in and compared with the average guidance energy to determine the movement direction. To do. Incidentally, unlike the method of determining a movement vector using video image information (pixel) information in general, the present invention adopts time and energy change calculation (results of comparison of binary readings and statistical average values). , H and L) to determine the movement trajectory.

異なる時刻のエネルギー変化により移動方向を判断するステップは図8に示している。ステップS801では、装置は先ず各誘導ユニットが前後時刻(t0, t1)に受けたエネルギーを取得する。次に、ステップS803のように、前後時刻のエネルギーの全て又は一部の誘導ユニットが受けたエネルギーの平均値を計算する。各誘導ユニットは、異なる時刻に取得したエネルギーの数値(電圧信号で表示できる)を平均数値と比較した後、ステップS805のように、前後時刻のエネルギー変化を計算することができる。   The step of determining the moving direction based on the energy change at different times is shown in FIG. In step S801, the apparatus first acquires the energy received by each guidance unit at the previous and subsequent times (t0, t1). Next, as in step S803, the average value of the energy received by all or part of the energy at the previous and subsequent times is calculated. Each induction unit can calculate the energy change at the preceding and succeeding times as in step S805 after comparing the numerical value of energy acquired at different times (which can be displayed as a voltage signal) with the average numerical value.

その後、ステップS807のように、異なる時刻(t0, t1)の誘導ユニットのエネルギー変化を参照し、前後時刻のエネルギー変化の方向を判断することができる。最後に、ステップS809のように、複数の誘導ユニットのエネルギー変化方向により、全体的な移動ベクトルを判断することができる。   Thereafter, as in step S807, the energy change of the induction unit at different times (t0, t1) can be referenced to determine the direction of the energy change at the preceding and following times. Finally, as in step S809, the overall movement vector can be determined based on the energy change direction of the plurality of guidance units.

図8に記載された前後エネルギー変化により移動ベクトルを判断する方式では、誘導ユニットの前後時刻のエネルギーは、電圧形式で表すエネルギー状態であってもよい。例えば、全体の同一時間のエネルギー平均値と比較した後、一つの図6に示すH又はLで表すエネルギー状態を取得することができる。従って、先ず、各誘導ユニットがそれぞれ第1の時刻(t0)と第2の時刻(t1)とのエネルギー状態を判断し、その後誘導ユニットが第1の時刻から第2の時刻までのエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化を取得し、移動ベクトルを判断することができる。   In the method of determining the movement vector based on the change in the energy before and after described in FIG. 8, the energy before and after the induction unit may be in an energy state expressed in a voltage format. For example, after comparing with the whole energy average value at the same time, the energy state represented by one H or L shown in FIG. 6 can be acquired. Accordingly, first, each induction unit determines the energy state between the first time (t0) and the second time (t1), and then the induction unit determines the energy state from the first time to the second time. Changes to the statistical average value before and after the collection time can be obtained to determine the movement vector.

移動ベクトルの判断は、図6に示す本発明が開示した装置中の複数の誘導ユニットが光線追跡方法を行う模式図を参照すればよい。   The movement vector can be determined by referring to a schematic diagram in which a plurality of guiding units in the apparatus disclosed in the present invention shown in FIG.

本例は、複数のアレー状に配列された誘導ユニットの組み合わせ601、602、603、604、605、606を示しているが、本例は隣接する誘導ユニットが異なる時刻(例えば第1の時刻t0、第2の時刻t1)にセンシングしたエネルギー変化により移動ベクトルを識別する例を挙げるのみである。   This example shows a combination of induction units 601, 602, 603, 604, 605, and 606 arranged in a plurality of arrays, but in this example, the adjacent induction units have different times (for example, the first time t0). In this example, the movement vector is identified based on the energy change sensed at the second time t1).

中には、t0とt1は前後の二つのサンプリング時刻であり、HとLはそれぞれ前記のコンパレーターが出力する高い又は低い電圧信号を意味し、すなわちエネルギー状態(平均エネルギーに対し、一つのエネルギー状態であり)に視される。主に前後時刻の電圧信号転換により一つの全体的な移動ベクトルを判断する。図6は、個別の誘導ユニットの前後二つの異なる時刻のエネルギー変化を示している。   Among them, t0 and t1 are two sampling times before and after, and H and L respectively denote high or low voltage signals output by the comparator, that is, energy state (one energy with respect to average energy). State). One overall movement vector is determined mainly by voltage signal conversion at the front and rear times. FIG. 6 shows the energy change at two different times before and after the individual guidance unit.

例えば、誘導ユニットの組み合わせ601の中に幾つか(少なくとも二つ)の誘導ユニットを模式的に示している。中には、左側が第1の時刻t0の時、二つの誘導ユニットが別々にLとHの二つのエネルギー状態を誘導したことを示している。第2の時刻t1になると、二つの誘導ユニットのエネルギー変化はHとHに変換される。L、H(t0)がH、H(t1)に変わる時、中の一つの誘導ユニットのエネルギー状態はLからHに変わり、右側のHが左側の位置にシフトを示している。従って、この時間間隔では、有效誘導の移動方向は左であることを初歩的に判断できる。   For example, several (at least two) induction units are schematically shown in the combination 601 of the induction units. In the figure, the left side shows that when the first time t0, the two induction units induced two energy states of L and H separately. At the second time t1, the energy change of the two induction units is converted into H and H. When L and H (t0) change to H and H (t1), the energy state of one of the induction units changes from L to H, and the right H shows a shift to the left position. Therefore, it is possible to determine fundamentally that the moving direction of the effective guidance is left at this time interval.

この誘導ユニット組み合わせ601のもう一組の誘導ユニットは、第1の時刻のt0において、エネルギー状態がHとLである。第2の時刻のt1になると、エネルギー状態はLとLになる。中の一つの誘導ユニットのエネルギー状態はHからLに変わり、つまり右側のLが左側の位置にシフトを示している。従って、左への移動方向があると判断できる。   The other induction unit of this induction unit combination 601 has an energy state of H and L at t0 of the first time. At t1 of the second time, the energy state becomes L and L. The energy state of one of the induction units changes from H to L, that is, L on the right side shows a shift to the left side position. Therefore, it can be determined that there is a moving direction to the left.

また、例えば誘導ユニットの組み合わせ602中の左側の二つの誘導ユニットは、第1の時刻のt0におけるエネルギー状態がLとHであり、第2の時刻のt1になると、LとLに変わり、中のHが左側のLを介して右へLにシフトしたことがわかる。従って、右への移動ベクトルがあると判断できる。   Further, for example, the left two induction units in the combination 602 of the induction unit have L and H energy states at t0 at the first time, and change to L and L at t1 at the second time. It can be seen that the H of the left shifts to the right through L on the left side. Therefore, it can be determined that there is a rightward movement vector.

同じように、誘導ユニット組み合わせ602の中、右側の二つの誘導ユニットは、第1の時刻t0におけるエネルギー状態がHとLであり、その後、第2の時刻t1に、HとHに変わり、中の右側のLが左側のHを介して、Hにシフトした。従って、右への移動ベクトルがあると判断できる。   Similarly, in the two induction units on the right side in the induction unit combination 602, the energy states at the first time t0 are H and L, and then change to H and H at the second time t1, L on the right side of H is shifted to H via H on the left side. Therefore, it can be determined that there is a rightward movement vector.

図には、誘導ユニット組み合わせ605と606は、矢印で方向を示していない。判断した結果、この例では、複数の誘導ユニットは、第1の時刻t0と第2の時刻t1の時間間隔に、エネルギー変化はない、またはエネルギー変化より移動方向を判断することができない。例えば、誘導ユニット組み合わせ606は、第1の時刻t0にエネルギー状態はLとHであり、第2の時刻t1になると、エネルギー状態はHとLに変わった。これはエネルギー状態変化により移動方向を判断することができない。従って、この二つの様態は、有效出力信号がない。   In the figure, the guidance unit combinations 605 and 606 do not indicate directions with arrows. As a result of the determination, in this example, the plurality of guidance units have no energy change in the time interval between the first time t0 and the second time t1, or cannot determine the moving direction based on the energy change. For example, in the induction unit combination 606, the energy state is L and H at the first time t0, and the energy state is changed to H and L at the second time t1. This makes it impossible to determine the direction of movement due to the energy state change. Therefore, these two modes have no valid output signal.

前後2つの時刻の全ての誘導ユニットが各々のエネルギー変化の方向を判断した時、一つの総移動ベクトルを全体的に判断できる。   When all the guidance units at the two times before and after determine the direction of energy change, one total movement vector can be determined as a whole.

他の一つの移動方向の判断方式は、図7に示すように、本発明が開示した装置の中誘導チップが行う光線追跡方法の模式図もう一つである。この例は、異なる時刻の誘導ユニットのエネルギー状態の転換方向により、移動ベクトルの方法を識別する模式図であり、中には、Xは気にしない値,@はt0とt1センシングした信号の比、これにより移動ベクトルを判断する。   Another method of determining the moving direction is another schematic diagram of a ray tracing method performed by the medium guiding chip of the apparatus disclosed in the present invention, as shown in FIG. This example is a schematic diagram for identifying the method of the movement vector according to the direction of change of the energy state of the guidance unit at different times, where X is a value that does not care, @ is the ratio of the t0 and t1 sensed signals Thus, the movement vector is determined.

誘導チップが反射光を受光した時、誘導チップ内の複数の誘導ユニットが異なる時刻に受けた信号エネルギーと平均エネルギーとを比較する時、高い又は低い異なる電圧信号を生じ、図7に示すように、誘導信号"@"を生じている;ある場合、一部の誘導ユニットにエネルギー変化がなく、又は電圧信号のレベルと関係ない。この時、図7のように、気にしない値"X"を示す。   When the induction chip receives the reflected light, when the average energy is compared with the signal energy received by the plurality of induction units in the induction chip at different times, different voltage signals are generated, as shown in FIG. In some cases, some inductive units have no energy change or are independent of the level of the voltage signal. At this time, as shown in FIG.

図7に示す実施例によると、誘導ユニットの組み合わせ701の中、前記のコンパレーターが第1の時刻t0に隣接する誘導ユニットのエネルギー変化を取得し、状態"X@@"で示す。中の"X"は気にしない値であり、"@"は電圧変化があることを示す。第2の時刻t1に複数の隣接する誘導ユニットのエネルギー変化を取得し、状態"@@X"で示す。第1の時刻t0と第2の時刻t1の各誘導ユニットのエネルギー状態変化により、本例は状態"X@@"から"@@X"に変わることを示している。"@@"が左へシフト(shift)することが判断できるので、図の中の矢印で示すように、この誘導ユニットの組み合わせ701には左への移動の変化があると判断できる。   According to the embodiment shown in FIG. 7, in the induction unit combination 701, the comparator obtains the energy change of the induction unit adjacent at the first time t0, and indicates the state “X @@”. "X" in the inside is a value that does not matter, and "@" indicates that there is a voltage change. Energy changes of a plurality of adjacent guidance units are acquired at the second time t1 and indicated by the state “@@ X”. This example shows that the state changes from the state “X @@” to “@@ X” due to the energy state change of each induction unit at the first time t0 and the second time t1. Since it can be determined that “@@” shifts to the left (shift), it can be determined that the combination 701 of the guidance unit has a change in movement to the left as indicated by an arrow in the figure.

誘導ユニットの組み合わせ702では、その隣接する誘導ユニットの第1の時刻t0のエネルギー変化を状態"@@X"に示し、第2の時刻t1の時、エネルギー状態を"X@@”に示している。この時、時間転換(t0からt1へ)の後、状態"@@"は右へのシフトトレンドがあると示す。したがって、本発明が開示した追跡方法はこの前後時刻のエネルギー変化により、全体の装置の移動方向を判断する。   In the induction unit combination 702, the energy change of the adjacent induction unit at the first time t0 is indicated by the state “@@ X”, and at the second time t1, the energy state is indicated by “X @@”. Yes. At this time, after the time change (from t0 to t1), the state "@@" indicates that there is a shift trend to the right. Therefore, the tracking method disclosed by the present invention determines the movement direction of the entire apparatus based on the energy change at the preceding and following times.

ちなみに、移動方向を判断する時、本発明はセンサーアレーを採用するため、微小な誤差が全体の判断の結果に影響を及ぼさない。追跡方法はコンピュータの光学式マウスに適用されると、一般の使用者がマウスを操作し移動する頻度は、例えば中の制御回路の処理速度により遥かに低いので、スローに変わる参照数値は全体の判断に影響を及ぼさない。   Incidentally, when determining the moving direction, the present invention employs a sensor array, so that a small error does not affect the overall determination result. When the tracking method is applied to an optical mouse of a computer, the frequency at which a general user operates and moves the mouse is much lower, for example, due to the processing speed of the control circuit inside, so the reference value that changes to slow is Does not affect judgment.

以上をまとめ、本発明が提供する反射干渉により光線追跡を行う方法とその光線追跡装置は、開示された光線追跡装置が半導体パッケージ内に統合し、これにより、内部に固有する雑音(intrinsic noise)を効率的に抑制することができる。そして、その追跡方法を適応する装置は、光源として特にコヒーレント光を採用する。コヒーレント光は反射光干渉をセンシングする光学センサーの感度を改善することができる。   In summary, the present invention provides a method for ray tracing by reflection interference and its ray tracing device, in which the disclosed ray tracing device is integrated in a semiconductor package, thereby causing intrinsic noise (intrinsic noise). Can be efficiently suppressed. And the apparatus which adapts the tracking method employ | adopts especially coherent light as a light source. Coherent light can improve the sensitivity of an optical sensor that senses reflected light interference.

以上のように述べられたのは、本発明の好ましい実施方式であるが、説明すべきことは、本技術分野の普通の従業者にとって、本発明の原理を背離しない限り、若干の改善と修正もできる。これらの改善と修正は、本発明の保護範囲に入ることと視される。   What has been described above is the preferred implementation of the present invention, but what should be explained is that for ordinary employees in the field, some improvements and modifications will occur as long as the principles of the present invention are not reversed. You can also. These improvements and modifications are considered to fall within the protection scope of the present invention.

Claims (10)

誘導チップは表面から反射された反射光を受光し、当該誘導チップが幾何学的対称に配列された複数の誘導ユニットを備え、
各誘導ユニットは時間間隔の前後に受光した光線により、各誘導ユニットが受けたエネルギーを計算し、
当該時間間隔の前後に、全て又は一部の誘導ユニットのエネルギー状態を計算し、及び
当該誘導チップ中の誘導ユニットの、当該時間間隔の前後のエネルギー状態が収集時間前後の統計的な平均値に対する変化により、移動ベクトルを判断する
ことを特徴とする光線追跡方法。
The induction chip receives reflected light reflected from the surface, and includes a plurality of induction units in which the induction chip is arranged geometrically symmetrically.
Each guidance unit calculates the energy received by each guidance unit by the light received before and after the time interval,
Calculate the energy state of all or some induction units before and after the time interval, and the energy state of the induction unit in the induction chip before and after the time interval is relative to the statistical average value before and after the collection time. A ray tracing method characterized by determining a movement vector based on a change.
当該反射光は空間的コヒーレンスが良い光線であることを特徴とする請求項1に記載の光線追跡方法。   The ray tracing method according to claim 1, wherein the reflected light is a light ray having good spatial coherence. 当該反射光は光源装置が放射した光線が当該表面に入射して得たことを特徴とする請求項2に記載の光線追跡方法。   3. The ray tracing method according to claim 2, wherein the reflected light is obtained when a light ray emitted from a light source device is incident on the surface. 当該光源装置は光ポインティング装置に設けられたレーザー光装置であることを特徴とする請求項3に記載の光線追跡方法。   4. The ray tracing method according to claim 3, wherein the light source device is a laser beam device provided in an optical pointing device. 当該誘導チップはアレー状に配列された当該複数の誘導ユニットのセンサーアレーであり、当該光ポインティング装置内に設け、前記反射光を受光することを特徴とする請求項4に記載の光線追跡方法。   5. The ray tracing method according to claim 4, wherein the guide chip is a sensor array of the plurality of guide units arranged in an array, and is provided in the optical pointing device to receive the reflected light. 当該光線追跡方法のステップを繰り返し、複数の時間間隔の移動ベクトルを計算することにより、移動軌跡を判断することを特徴とする請求項5に記載の光線追跡方法。   6. The ray tracing method according to claim 5, wherein the movement trajectory is determined by repeating the steps of the ray tracing method and calculating movement vectors at a plurality of time intervals. 第1の時刻と第2の時刻から当該時間間隔になり、当該誘導ユニットが当該第1の時刻又は当該第2の時刻のエネルギー状態の計算ステップは、
当該全て又は一部の誘導ユニットが受けたエネルギーの平均値を計算するステップと、
各誘導ユニットが受けたエネルギーと当該平均値との差を計算し、当該差は各誘導ユニットが当該第1の時刻又は当該第2の時刻のエネルギー状態を計算するステップを備えることを特徴とする請求項1に記載の光線追跡方法。
The calculation step of the energy state at the first time or the second time is the time interval from the first time and the second time.
Calculating an average value of energy received by all or some of the guidance units;
The difference between the energy received by each induction unit and the average value is calculated, and the difference includes a step for each induction unit to calculate the energy state at the first time or the second time. The ray tracing method according to claim 1.
当該誘導ユニットの当該時間間隔の前後におけるエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化を計算するステップは、
各誘導ユニットの当該第1の時刻のエネルギー状態を判断するステップと、
各誘導ユニットの当該第2の時刻のエネルギー状態を判断するステップと、
当該誘導ユニットの当該第1の時刻から当該第2の時刻までのエネルギー状態が収集時刻前後の統計的平均値に対する変化を取得し、当該移動ベクトルを判断することを特徴とする請求項7に記載の光線追跡方法。
The step of calculating the change of the energy state before and after the time interval of the guidance unit with respect to the statistical average value before and after the collection time is as follows:
Determining the energy state of each induction unit at the first time;
Determining the energy state of each guidance unit at the second time;
The energy state from the first time to the second time of the guidance unit acquires a change with respect to a statistical average value before and after the collection time, and determines the movement vector. Ray tracing method.
請求項1に記載の光線追跡方法を利用する光線追跡装置であって、
当該表面に入射する光線を発生させるための光源装置と、
アレー状に配列された当該複数の誘導ユニットを有するセンサーアレーと、
、当該光源装置と当該センサーアレーをカップルし、当該複数の誘導ユニットが受けた光信号を取得し、エネルギー状態を計算し、及び当該誘導ユニットの当該時間間隔の前後エネルギー状態に対する収集時刻前後の統計的平均値的変化を計算するコントローラーと、を含み、
当該センサーアレー及び当該コントローラーが半導体回路に集積し,当該光源装置と当該集積されたセンサーアレーと当該コントローラーが当該光線追跡装置内の回路基板に封止されることを特徴とする光線追跡装置。
A ray tracing device using the ray tracing method according to claim 1,
A light source device for generating light incident on the surface;
A sensor array having the plurality of guidance units arranged in an array;
, Couple the light source device and the sensor array, acquire the optical signals received by the plurality of induction units, calculate the energy state, and statistics before and after the collection time for the energy state before and after the time interval of the induction unit And a controller for calculating a change in average value
A ray tracing device, wherein the sensor array and the controller are integrated in a semiconductor circuit, and the light source device, the integrated sensor array, and the controller are sealed on a circuit board in the ray tracing device.
当該光線追跡装置はレーザー光を光源とした光学ポインティング装置であることを特徴とする請求項9に記載の光線追跡方法。   The ray tracing method according to claim 9, wherein the ray tracing device is an optical pointing device using a laser beam as a light source.
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