KR100457381B1

KR100457381B1 - 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스

Info

Publication number: KR100457381B1
Application number: KR10-2001-0056006A
Authority: KR
Inventors: 최원태; 이방원
Original assignee: 삼성전기주식회사; 주식회사 애트랩
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2004-11-16
Also published as: US20030048255A1; KR20030022623A; US6753851B2

Abstract

본 발명은 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 관한 것으로, 본 발명의 광마우스는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 있어서, 입력레인지 제어신호(SC)에 따라 입력레인지가 조절되고, 입력신호(S11)를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부(34); 및 상기 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호(SC)를 제공하며, 상기 A/D 변환부(34)로부터의 이미지 데이타(S13)를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부(35)를 구비하며, 이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, A/D 변환부의 출력신호에 대한 크기 변화폭에 기초해서 A/D 변환부의 입력레인지를 조절하도록 함으로서, 저조도 레인지 또는 미세한 조도 레인지에 대해 상대적으로 분해능을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 미세한 신호변화에 대해 감지성능을 향상시킬 수 있다.

Description

다이내믹 레인지를 갖는 광마우스{OPTICAL MOUSE HAVING DYNAMIC RANGE}

본 발명은 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 관한 것으로, 특히 A/D 변환부의 출력신호에 대한 크기 변화폭에 기초해서 A/D 변환부의 입력레인지를 조절하도록 함으로서, 저조도 레인지 또는 미세한 조도 레인지에 대해 상대적으로 분해능을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 미세한 신호변화에 대해 감지성능을 향상시키도록 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 관한 것이다.

일반적으로, 광마우스의 원리는 이미지 센서에서 움직임에 대한 이미지 신호를 검출하고, A/D변환부에서 상기 검출된 이미지 신호를 디지털 데이타로 변환시키며, 이미지 프로세서에서 상기 데이타에 대해 임의의 신호처리 과정을 수행하여 움직임을 검출하고, 이후 제어기가 상기 움직임에 해당하는 데이타를 컴퓨터로 제공하는 기능을 수행한다.

이러한 광마우스의 A/D변환부는 고정된 입력레인지를 가지는데, 이 경우에 일정범위 이하의 광량의 입력신호에서는 비교적 정확한 이미지를 얻을 수가 있지만, 일정범위 이상의 광량의 입력신호에 대해서는 정확한 이미지를 얻을 수 없게 되는 문제점이 있다. 이를 보완하기 위해서 입력 광량에 대한 신호 크기를 제한하는 자동이득제어수단이 이용된다.

도 1은 종래의 광마우스의 회로 블록도로서, 도 1을 참조하면, 종래의 광마우스는 마우스 패드 등의 피사체(1)에 광을 조사하는 광원(11)과, 상기 피사체(1)의 이미지를 센싱하는 이미지 센서(12)와, 상기 이미지 센서(12)로부터의 이미지 신호 크기를 제한하는 셔터/제어부(13)와, 상기 셔터/제어부(13)를 통한 아날로그 형태의 이미지 신호를 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부(14)와, 상기 A/D 변환부(14)로부터의 이미지 데이타를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부(15)와, 상기 이미지 데이타 처리부(15)로부터의 움직임 데이타를 컴퓨터로 전송하는 시스템 제어부(16)로 이루어져 있다.

이와같은 종래의 광마우스에서는, 적당한 조도나 강한 입사광에 대한 신호는 충분한 변화폭을 가지게 되어 정해진 A/D 변환부의 분해능에 따라 신호를 변환하여도 충분하지만, 입사광이 작을 경우에는 셔터장치를 충분히 시간상에서 길어 두어 어두운 피사체를 적당한 밝기로 만들기는 하지만, 그 만큼 입사 신호의 변화폭은 작아지게 된다. 왜냐하면, 어두운 피사체의 반사광은 극도로 작으며, 이에 따라 잡음레벨과 신호레벨과의 차이도 작게 된다. 따라서, 우선 피사체로부터 들어온 신호를 증폭하면 피사체의 형상은 잘 보이기는 하지만, 잡음레벨도 증폭되어 도 2a에 도시된 바와 같은 신호가 될 것이다. 이미지 센서에 피사체가 정중앙에 정확히 위치 한다면 이미지센서에서의 신호 분포는 도2b에 도시된 바와 같은 분포가 될 것이다. 적어도 광마우스에서 움직임을 효과적으로 검출하기 위해서는 검출되는 신호의 크기가 A/D변환부의 전체 입력범위에 균일하게 분포하는 것이 바람직하지만, 조도가 낮을 경우에는 A/D변환부의 전체 입력범위중 어느 한측의 범위, 즉 아래의 범위에 치우치게 된다.

이와 같은 상황에서 셔터를 길게 열면, 신호의 크기는 도 2c의 신호분포 SD1에서 SD2로 키울 수 있게 된다. 하지만, 신호의 변화폭이 A/D변환부의 전체 입력범위로 되는 것이 바람직하지만, 저 조도하에서는 신호의 변화폭은 작게 된다. 예를들어, 전체 8비트의 A/D변환부의 실체출력이 4비트정도의 변화로 출력된다는 것을 의미한다.

즉, 상기 A/D 변환부(14)로 입력되는 검출신호의 크기는 광마우스에 사용되는 패드에 형성되어 있는 이미지 또는 명암에 따라 변화하는데, 이때, 명암이 유사한 패드를 사용하는 경우에는, 검출신호의 크기 분포가 A/D 변환부(14)의 전체 입력레벨중 어느 한곳을 중심으로 집중(이하, '데이타 집중분포'라 한다)되며, 예를 들어, 데이타 집중분포는 전체 입력레벨중에서 상위레벨, 중간레벨 및 하위레벨등이 될 수 있다.

이와 같이, 데이타 집중분포가 발생되는 경우에는 데이타의 크기변화가 미세하기 때문에, 광마우스에서는 움직임 검출이 어려워지므로, 이러한 데이타 집중분포가 발생될 경우에는 상기 A/D 변환부의 입력레인지를 데이타 집중분포가 발생되는 레벨을 중심으로 조절하여 미세한 광마우스의 움직임을 검출할 수 있도록 하는 것이 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 A/D 변환부의 출력신호에 대한 크기 변화폭에 기초해서 A/D 변환부의 입력레인지를 조절하도록 함으로서, 저조도 레인지 또는 미세한 조도 레인지에 대해 상대적으로 분해능을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 미세한 신호변화에 대해 감지성능을 향상시키도록 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 광마우스의 회로 블록도이다.

도 2는 피사체 이미지 및 이미지 센서의 신호분포도이다.

도 3은 본 발명에 따른 광마우스의 회로 블록도이다.

도 4는 도 3의 이미지 데이타 처리부의 회로블록 구성도이다.

도 5는 도 3의 아날로그/디지탈(A/D)변환부의 회로블록 구성도이다.

도 6은 A/D 변환부의 입력레인지 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31 : 광원 32 : 이미지 센서

33 : 셔터/제어부 34 : A/D 변환부

35 : 이미지 데이타 처리부 36 : 시스템 제어부

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 광마우스는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 있어서, 입력레인지 제어신호에 따라 입력레인지가 조절되고, 입력신호를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부; 및 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 이미지 데이타에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호를 제공하며, 상기 A/D 변환부로부터의 이미지 데이타를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 이미지 데이타 처리부는 검출신호의 크기변화에 관련되는 데이타 집중분포 정도를 세분화시킬 수 있으며, 이 데이타 집중도에 따라 레인지를 결정하도록 함으로서, A/D변환부의 입력레인지를 데이타 집중분포 영역을 중심으로 보다 더 정밀하게 변환시킬 수 있으며, 또한, A/D변환부의 전체 입력레인지보다 상대적으로 작은 조절된 입력레인지에 대해서 A/D변환부의 분해능이 적용되므로, 결국 A/D변환부의 분해능이 상대적으로 향상될 수 있어, 검출신호의 미세한 크기변화를 검출해 낼수 있다.

이하, 본 발명에 따른 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 대한 구성 및 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 광마우스의 회로 블록도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스는 피사체(1)에 광을 조사하는 광원(31)과, 상기 피사체(1)의 이미지를 센싱하는 이미지 센서(32)를 포함한다. 이하에서는 클럭신호(타미밍)에 대한 설명은 일반적인 기술적인 내용이므로, 그에 대한 관련 설명은 생략하고, 데이타 집중분포에 따른 A/D변환부의 입력레인지를 조절하는 동작을 중심으로 설명한다.

본 발명의 광마우스는 또한, 입력레인지 제어신호(SC)에 따라 입력레인지가 조절되고, 입력신호(S11)를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부(34)와, 상기 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호(SC)를 제공하며, 상기 A/D 변환부(34)로부터의 이미지 데이타(S13)를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부(35)를 포함한다.

또한, 본 발명의 광마우스는 자동이득조절 신호(AGC)에 따라 신호제한 범위를 결정하여, 상기 이미지 센서(32)로부터의 이미지 신호 크기를 제한하는 셔터/제어부(33)를 선택적으로 포함 할 수 있으며, 이 경우에는 상기 이미지 데이타 처리부(35)는 피사체로부터 입사되는 광의 밝기가 너무 밝은 경우에 광의 밝기에 해당하는 신호를 소폭으로 제한하기 위해서 상기 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)의 크기에 따른 자동이득조절 신호(AGC)를 상기 셔터/제어부(33)로 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 광마우스는 상기 이미지 데이타 처리부(35)로부터의 움직임 데이타를 컴퓨터로 전송하는 시스템 제어부(36)를 더 포함한다.

도 4는 도 3의 이미지 데이타 처리부의 회로블록 구성도로서, 도 4를 참조하면, 상기 이미지 데이타 처리부(35)에 대한 제1 실시예는 상기 A/D 변환부(34)로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부(351)와, 상기 계수부(351)의 계수값이 데이타 집중분포 기준값이상 인지를 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부(352)와, 상기 데이타 집중분포 판단부(352)의 레벨정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)를 제공하는 입력 레인지 제어부(353)와, 상기 A/D 변환부(34)로부터의 데이타(S13)에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부(354)를 포함한다.

상기 이미지 데이타 처리부(35)에 대한 제2 실시예는 상기 A/D 변환부(34)로부터 데이타(S13)를 크기별로 계수하는 계수부(351)와, 상기 데이타 집중분포 기준값을 데이타 집중분포 정도를 단계적으로 판단하기 위해 복수로 설정하고, 상기 복수의 데이타 집중분포 기준값 각각과 상기 계수부의 계수값을 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보 및 집중도 정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부(352)와, 상기 데이타 집중분포 판단부(352)의 레벨정보 및 집중도 정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)를 제공하는 입력 레인지 제어부(353)와, 상기 A/D 변환부(34)로부터의 데이타(S13)에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부(354)를 포함한다.

도 5는 도 3의 아날로그/디지탈(A/D)변환부의 회로블록 구성도로서, 도 5를 참조하면, 상기 A/D 변환부(34)는 상기 제1 제어신호(SC1)에 따라 기준전압을 조절하는 기준전압조절부(341)와, 입력신호(S12)를 샘플링하고 홀딩하는 샘플/홀드부(342)와, 상기 제2 제어신호(SC2)에 따라 상기 샘플/홀드부(342)에서 출력되는 검출신호를 조절하는 검출신호조절부(343)와, 상기 기준전압조절부(341)의 기준전압과 상기 검출신호조절부(343)의 검출신호를 비교하는 비교부(344)와, 상기 비교부(344)의 출력신호를 직렬 데이타로 엔코딩하는 엔코더(345)와, 상기 엔코더(345)의 데이타를 다음의 데이타 입력전까지 유지하는 래치(346)를 포함한다.

상기 기준전압조절부(341)는 상기 제1 제어신호(SC1)에 의해 기준전압을 스위칭하는 기준전압 스위칭 수단(341a)과, 이 스위칭 수단(341a)에 의해 선택된 기준전압을 상기 비교부(344)의 각 기준전압으로 분할하여 제공하기 위한 직렬접속된 복수의 저항(R1-R7)으로 구성된 저항체인 수단(341b)을 포함한다.

상기 비교부(344)는 상기 기준전압조절부(341)의 저항체인 수단(341b)에 의해 제공되는 각 기준전압과 검출신호를 비교하기 위해서 병렬접속한 복수의 비교기(CP1-CP7)를 포함한다.

도 6은 A/D 변환부의 입력레인지 예시도로서, 도 6은 본 발명에 따라 A/D 변환부의 입력레인지가 전체 입력레인지중에서 상위레벨로 조절된 경우를 보이고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스의 광원(31)은 피사체(1)에 광을 조사하고, 이때, 이미지 센서(32)가 피사체(1)의 이미지를 센싱한다.

상기 A/D 변환부(34)는 입력레인지 제어신호(SC)에 따라 입력레인지가 조절되고, 입력신호(S11)를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하여 이미지 데이타 처리부(35)로 제공한다.

상기 이미지 데이타 처리부(35)는 상기 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호(SC)를 제공하며, 상기 A/D 변환부(34)로부터의 이미지 데이타(S13)를 움직임 데이타로 처리한다.

또한, 본 발명의 광마우스는 셔터/제어부(33)를 포함 할 수 있는데, 이 경우에, 상기 이미지 데이타 처리부(35)는 피사체로부터 입사되는 광의 밝기가 너무 밝은 경우에 광의 밝기에 해당하는 신호를 소폭으로 제한하기 위해서 상기 A/D 변환부(34)로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)의 크기에 따른 자동이득조절 신호를 상기 셔터/제어부(33)로 제할 수 있고, 이에 따라 상기 셔터/제어부(33)는 자동이득조절 신호에 따라 신호제한 범위를 결정하여, 상기 이미지 센서(32)로부터의 이미지 신호 크기를 제한할 수 있다.

이러한 과정을 통해서, 본 발명의 이미지 데이타(S13)로부터의 데이타는 시스템 제어부(36)에서 컴퓨터로 전송한다.

도 4는 도 3의 이미지 데이타 처리부의 회로블록 구성도로서, 도 5를 참조하면, 상기 이미지 데이타 처리부(35)에 대한 제1 실시예에 대해서 설명한다.

먼저, 상기 이미지 데이타 처리부(35)의 계수부(351)는 상기 A/D 변환부(34)로부터 데이타를 크기별로 계수하는데, 이는 A/D 변환부(34)에서는 설정된 비트단위, 예를 들어 8비트 단위의 데이타가 반복적으로 입력되고, 설정된 시간동안에 60개의 데이타가 입력되는 경우, 검출신호의 크기에 해당되는 복수개의 데이타를 크기별로 계수하며, 이에 대해서 간단히 예를 들면, 검출신호의 입력레인지가 1V에서 7V일 경우, 1V에서 7V까지의 각각의 크기에 대해서 1V는 0개, 2V는 0개, 3V는 8개, 4V는 40개, 5V는 12개, 6V는 0개, 7V는 0개 등으로 계수하는 것이다.

상기 데이타 집중분포 판단부(352)는 상기 계수부(351)의 계수값이 데이타 집중분포 기준값 이상 인지를 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보를 제공하는데, 예를 들어, 데이타 집중분포 기준값을 30개(전체 60개중 50%에 해당)로 설정되어 있는 경우에는 데이타 집중분포 기준값보다 계수값은 40개로서, 이의 레벨은 4V에 해당한다. 이때, 레벨정보는 4V이며, 이 레벨정보를 입력 레인지 제어부(353)로 제공한다.

상기 입력 레인지 제어부(353)는 상기 데이타 집중분포 판단부(352)의 레벨정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)를 제공하는데, 예를 들어, 상기 레벨정보가 4V일 경우에는 4V를 중심으로 3V 및 5V에 해당하는 데이타를 검출하기 위해, 데이타가 집중적으로 분포되어 있는 3V에서 6V의 전압범위(3V)보다 큰 기준전압으로 조절하기 위한, 예를 들어, 7V의 기준전압을 4V의 기준전압으로 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)를 제공하고, 또한, 검출전압의 크기를 감산하기 위한 변수, 즉 대부분의 검출신호는 4V에 집중되어 있으며, 감산변수 3을 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)로 제공한다.

한편, 상기 이미지 데이타 처리부(35)의 이미지 처리부(354)는 종래의 이미지 데이타 처리부와 동일한 기능인 상기 A/D 변환부(34)로부터의 데이타(S13)에 기초해서 움직임 데이타로 처리하며, 이는 본 발명의 각 실시예에 공통적으로 동일한 기능을 수행하는 것으로, 하기에서는 그 설명을 생략한다.

다음, 상기 이미지 데이타 처리부(35)에 대한 제2 실시예에 대해서 설명한다.

먼저, 상기 이미지 데이타 처리부(35)의 계수부(351)는 상기 A/D 변환부(34)로부터 데이타(S13)를 크기별로 계수하는데, 이는 A/D 변환부(34)에서는 설정된 비트단위, 예를 들어 8비트 단위의 데이타가 반복적으로 입력되고, 설정된 시간동안에 60개의 데이타가 입력되는 경우, 검출신호의 크기에 해당되는 복수개의 데이타를 크기별로 계수하며, 이에 대해서 간단히 예를 들면, 검출신호의 입력레인지가 1V에서 7V일 경우, 1V에서 7V까지의 각각의 크기에 대해서 1V는 0개, 2V는 0개, 3V는 8개, 4V는 40개, 5V는 12개, 6V는 0개, 7V는 0개 등으로 계수하는 것이다.

상기 데이타 집중분포 판단부(352)는 상기 데이타 집중분포 기준값을 데이타 집중분포 정도를 단계적으로 판단하기 위해 복수로 설정하고, 상기 복수의 데이타 집중분포 기준값 각각과 상기 계수부의 계수값을 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보 및 집중도 정보를 제공하는데, 예를 들어, 설정시간 동안에 전체 데이타가 60개일 경우에, 데이타 집중분포 기준값을 30개, 40개 및 50 등으로 세분화하여 설정하고, 각 데이타 집중분포 기준값과 계수값을 비교하여 계수값에 기초해서 데이타 집중분포 정도(데이타 집중도1,2 및 3등) 및 데이타 집중분포 레벨을 판별하고, 이 데이타 집중분포 정도(데이타 집중도) 및 데이타 집중분포 레벨 정보를 입력 레인지 제어부(353)로 제공한다.

상기 입력 레인지 제어부(353)는 상기 데이타 집중분포 판단부(352)의 레벨정보 및 집중도 정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)를 제공하는데, 예를 들어, 상기 레벨정보가 4V일 경우에는 4V를 중심으로 하여 데이타 집중도에 따라 레인지를 서로 다르게 설정하는데, 예를들어, 집중도1(50개이상)일 경우에는 4V를 중심으로 3.5V에서 5.5V까지 레인지(입력레인지 = 2V)를 설정하고, 집중도2(40개이상)일 경우에는 4V를 중심으로 3V에서 6V까지 레인지(입력레인지 = 3V)를 설정하며, 집중도3(30개이상)일 경우에는 4V를 중심으로 2.5V에서 6.5V까지 레인지(입력레인지 = 4V)를 설정할 수 있다.

먼저, 3.5V 및 5.5V에 해당하는 데이타를 검출하기 위해, 데이타가 집중적으로 분포되어 있는 3.5V에서 5.5V의 전압범위(2V)에 해당하도록 7V의 기준전압을 3V의 기준전압으로 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)를 제공하고, 또한, 검출전압의 크기를 감산하기 위한 변수, 즉 대부분의 검출신호는 4V에 집중되어 있으며, 감산변수 3.5를 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)로 제공한다.

또한, 3V 및 6V에 해당하는 데이타를 검출하기 위해, 데이타가 집중적으로 분포되어 있는 3V에서 6V의 전압범위(3V)에 해당하도록 7V의 기준전압을 4V의 기준전압으로 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)를 제공하고, 또한, 검출전압의 크기를 감산하기 위한 변수, 즉 대부분의 검출신호는 4V에 집중되어 있으며, 감산변수 3을 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)로 제공한다.

또한, 2.5V 및 6.5V에 해당하는 데이타를 검출하기 위해, 데이타가 집중적으로 분포되어 있는 2.5V에서 6.5V의 전압범위(4V)에 해당하도록 7V의 기준전압을 5V의 기준전압으로 조절하기 위한 제1 제어신호(SC1)를 제공하고, 또한, 검출전압의 크기를 감산하기 위한 변수, 즉 대부분의 검출신호는 4V에 집중되어 있으며, 감산변수 2.5를 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호(SC2)로 제공한다.

상기한 제1 및 제2 실시예에 따른 이미지 데이타 처리부(35)의 제1 제어신호(SC1) 및 제2 제어신호(SC2)에 따라 A/D 변환부(34)가 입력레인지를 조절하여 상대적으로 분해능을 향상시키는 동작에 대해서는 하기에 상술한다.

도 5를 참조하면, 상기 A/D 변환부(34)에 대한 바람직한 실시예에 대해서 설명하면, 먼저, 상기 A/D 변환부(34)의 기준전압조절부(341)는 상기 입력 레인지 제어부(353)의 제1 제어신호(SC1)에 따라 기준전압을 조절하는데, 예를 들어, 기준전압이 7V일 경우, 데이타 집중분포가 검출되면, 기준전압을 4V로 스위칭 시킨다. 이 4V의 기준전압은 저항체인에 의해서 각각의 후단 비교기의 기준전압으로 제공되는데, 저항의 개수가 7개일 경우, 각 기준전압은 대략 0.571(4V/7(저항개수))이 된다. 즉, 각 비교기는 0.571V씩 증가하는 기준전압, 즉 0.571, 1.142V, 1.714, 2.285, 2.857. 3.429, 4V의 기준전압을 제공한다.

상기 A/D 변환부(34)의 샘플/홀드부(342)는 입력신호(S12)를 설정주기로 샘플링하여 홀딩시켜 검출신호조절부(343)로 제공한다.

상기 검출신호조절부(343)는 상기 입력 레인지 제어부(353)의 제2 제어신호(SC2)에 따라 상기 샘플/홀드부(342)에서 출력되는 검출신호를 조절하는데, 예를 들어, 상기 검출신호에서 제2 제어신호(SC2)를 감산하여 검출신호를 조절할 수 있으며, 이 경우에 제2 제어신호(SC2)는 감산변수이며, 이 감산변수가 3일 경우에는 검출신호에서 3을 감산하여 검출신호가 조절되는 것이다. 검출신호가 검출신호조절부(343)에서 3V감산되어 조절되는 경우에는 처음에 4V에 집중적으로 분포되던 검출신호는 조절후에는 1V를 중심으로 분포히게 된다.

한편, 비교부(344)에서는 상기 기준전압조절부(341)의 기준전압과 검출신호조절부(343)의 검출신호를 비교하는데, 이 비교부(344)는 A/D변환부의 분해능에 따라 복수의 비교기를 포함하며, 예를 들어, 3비트 A/D 변환부일 경우에는 병렬접속된 7개(2³-1)의 비교기(C1,C2-C7)가 필요하며, 이때, 각 비교기(COP1-CP7)는 기준전압, 즉 0.571, 1.142V, 1.714, 2.285, 2.857. 3.429, 4V의 기준전압과 검출전압을 각각 비교하여, 이 검출신호가 1.1V일 경우에는 제1 비교기(CP1)가 "H"를 출력하고, 1.5V일 경우에는 제2 비교기(CP2)가 "H"를 출력하며, 1.9V일 경우에는 제3 비교기(CP3)가 "H"를 출력한다.

상기 설명한 바와같이. 3개의 검출신호가 1.1V,1.5V,1.9V일 경우, 본 발명에 따른 광마우스에서는 각각을 서로 다른 레벨로 검출할 수 있지만, 종래의 경우에는 기준전압 7V이고, 저항체인이 7개의 저항으로 이루어져 있는 경우에는, 각 기준전압이 1V씩 증가하게 되므로, 상기 예시한 3개의 검출신호인 1.1V,1.5V,1.9V를 모두 동일한 레벨로 검출하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 광마우스는 검출신호가 어느 특정레벨에 집중되어, 이 특정레벨에서 미세한 변화를 보일 경우에, 이 특정레벨에 중심으로 하여 설정된 레인지에 대해서 A/D변환을 수행하게 되므로, 미세한 움직임을 검출할 수 잇게 되는 것이다.

그 다음, 엔코더(345)에서는 상기 비교부(344)의 출력신호를 정해진 비트의 직렬 데이타로 엔코딩하고, 이후 래치(346)에서는 상기 엔코더(345)의 데이타를 다음의 데이타 입력전까지 유지한다.

도 6은 A/D 변환부의 입력레인지 예시도로서, 도 6은 데이타가 전체 입력레벨중 상위레벨에 집중되어 있는 경우, 본 발명에 따라 A/D 변환부의 입력레인지가 전체 입력레인지 중에서 상위레벨로 조절된 경우를 보이고 있으며, 이는 상술한 설명한 바와같이, 데이타가 집중적으로 분포되는 상위레벨을 중심으로 설정된 레인지내의 데이타에 대해서 A/D변환을 수행하는 것을 보이고 있다. 이는 도 2c에 도시된 광마우스의 신호 입력레인지와 구별된다.

전술한 바와 같은 본 발명은 광마우스뿐만 아니라, 이미지 스캐너, 광픽업장치등과 같이 광을 이용하여 이미지를 센싱하는 장치 도는 시스템에 적용될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, A/D 변환부의 출력신호에 대한 크기 변화폭에 기초해서 A/D 변환부의 입력레인지를 조절하도록 함으로서, 저조도 레인지 또는 미세한 조도 레인지에 대해 상대적으로 분해능을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 미세한 신호변화에 대해 감지성능을 향상시키도록 하는 특별한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 있어서,

입력레인지 제어신호에 따라 입력레인지가 조절되고, 입력신호를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부; 및

상기 A/D 변환부로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부와, 상기 계수부의 계수값이 데이타 집중분포 기준값이상 인지를 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부와, 상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 포함하는 입력레인지 제어신호를 제공하는 입력 레인지 제어부와, 상기 A/D 변환부로부터의 데이타에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부를 포함하는 이미지 데이타 처리부를 구비함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
삭제
제1항에 있어서, 상기 이미지 데이타 처리부의 데이타 집중분포 판단부는

상기 데이타 집중분포 기준값을 데이타 집중분포 정도를 단계적으로 판단하기 위해 복수로 설정하고, 상기 복수의 데이타 집중분포 기준값 각각과 상기 계수부의 계수값을 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보 및 집중도 정보를 제공하도록 이루어지고,

상기 이미지 데이타 처리부의 입력 레인지 제어부는

상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보 및 집중도 정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 포함하는 입력레인지 제어신호를 제공하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제1항 또는 제3에 있어서, 상기 A/D 변환부는

상기 제1 제어신호에 따라 기준전압을 조절하는 기준전압조절부;

입력신호를 샘플링하고 홀딩하는 샘플/홀드부;

상기 제2 제어신호에 따라 상기 샘플/홀드부에서 출력되는 검출신호를 조절하는 검출신호조절부;

상기 기준전압조절부의 기준전압과 검출신호조절부의 검출신호를 비교하는 비교부;

상기 비교부의 출력신호를 직렬 데이타로 엔코딩하는 엔코더; 및

상기 엔코더의 데이타를 다음의 데이타 입력전까지 유지하는 래치를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 있어서,

피사체에 광을 조사하는 광원;

상기 피사체의 이미지를 센싱하는 이미지 센서;

입력레인지 제어신호에 따라 입력레인지가 조절되고, 상기 이미지 센서로부터의 아날로그 형태의 이미지 신호를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부;

상기 A/D 변환부로부터 입력되는 이미지 데이타에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호를 제공하며, 상기 A/D 변환부로부터의 이미지 데이타를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부; 및

상기 이미지 데이타 처리부로부터의 움직임 데이타를 컴퓨터로 전송하는 시스템 제어부를 구비함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제5항에 있어서, 상기 이미지 데이타 처리부는

상기 A/D 변환부로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부;

상기 계수부의 계수값이 데이타 집중분포 기준값이상 인지를 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부;

상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 제공하는 입력 레인지 제어부; 및

상기 A/D 변환부로부터의 데이타에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제5항에 있어서, 상기 이미지 데이타 처리부는

상기 A/D 변환부로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부;

상기 데이타 집중분포 기준값을 데이타 집중분포 정도를 단계적으로 판단하기 위해 복수로 설정하고, 상기 복수의 데이타 집중분포 기준값 각각과 상기 계수부의 계수값을 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보 및 집중도 정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부;

상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보 및 집중도 정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 제공하는 입력 레인지 제어부; 및

상기 A/D 변환부로부터의 데이타에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 A/D 변환부는

상기 제1 제어신호에 따라 기준전압을 조절하는 기준전압조절부;

입력신호를 샘플링하고 홀딩하는 샘플/홀드부;

상기 제2 제어신호에 따라 상기 샘플/홀드부에서 출력되는 검출신호를 조절하는 검출신호조절부;

상기 기준전압조절부의 기준전압과 검출신호조절부의 검출신호를 비교하는 비교부;

상기 비교부의 출력신호를 직렬 데이타로 엔코딩하는 엔코더; 및

상기 엔코더의 데이타를 다음의 데이타 입력전까지 유지하는 래치를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
다이내믹 레인지를 갖는 광마우스에 있어서,

피사체에 광을 조사하는 광원;

상기 피사체의 이미지를 센싱하는 이미지 센서;

자동이득조절 신호에 따라 신호제한 범위를 결정하여, 상기 이미지 센서로부터의 이미지 신호 크기를 제한하는 셔터/제어부;

입력레인지 제어신호에 따라 입력레인지가 조절되고, 상기 셔터/제어부로부터의 아날로그 형태의 이미지 신호를 조절된 입력레인지를 통해 입력받아 디지털 형태의 데이타로 변환하는 A/D 변환부;

상기 A/D 변환부로부터 입력되는 이미지 데이타에 기초해서 데이타 집중분포를 판별한후, 데이타 집중분포가 발생되면 이 데이타 집중분포가 발생된 레벨 및 레인지에 해당하는 입력레인지 제어신호를 제공하고, 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 이미지 데이타(S13)의 크기에 따른 자동이득조절 신호를 제공하며, 상기 A/D 변환부로부터의 이미지 데이타를 움직임 데이타로 처리하는 이미지 데이타 처리부; 및

상기 이미지 데이타 처리부로부터의 움직임 데이타를 컴퓨터로 전송하는 시스템 제어부를 구비함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제9항에 있어서, 상기 이미지 데이타 처리부는

상기 A/D 변환부로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부;

상기 계수부의 계수값이 데이타 집중분포 기준값이상 인지를 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부;

상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 제공하는 입력 레인지 제어부; 및

상기 A/D 변환부로부터의 데이타에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제10항에 있어서, 상기 이미지 데이타 처리부는

상기 A/D 변환부로부터 데이타를 크기별로 계수하는 계수부;

상기 데이타 집중분포 기준값을 데이타 집중분포 정도를 단계적으로 판단하기 위해 복수로 설정하고, 상기 복수의 데이타 집중분포 기준값 각각과 상기 계수부의 계수값을 비교 판단하여 이 판단결과에 따른 데이타 집중분포에 해당하는 레벨정보 및 집중도 정보를 제공하는 데이타 집중분포 판단부;

상기 데이타 집중분포 판단부의 레벨정보 및 집중도 정보에 따라 기준전압을 조절하기 위한 제1 제어신호와, 검출신호를 조절하기 위한 제2 제어신호를 제공하는 입력 레인지 제어부; 및

상기 A/D 변환부로부터의 데이타에 기초해서 움직임 데이타로 처리하는 이미지 처리부를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 A/D 변환부는

상기 제1 제어신호에 따라 기준전압을 조절하는 기준전압조절부;

입력신호를 샘플링하고 홀딩하는 샘플/홀드부;

상기 제2 제어신호에 따라 상기 샘플/홀드부에서 출력되는 검출신호를 조절하는 검출신호조절부;

상기 기준전압조절부의 기준전압과 검출신호조절부의 검출신호를 비교하는 비교부;

상기 비교부의 출력신호를 직렬 데이타로 엔코딩하는 엔코더; 및

상기 엔코더의 데이타를 다음의 데이타 입력전까지 유지하는 래치를 포함함을 특징으로 하는 다이내믹 레인지를 갖는 광마우스.